Для фермеров, выращивающих томаты, появилась новая биологическая защита, которая не только борется с опасным грибком, но и значительно стимулирует рост растений. Колумбийские ученые выделили два штамма актиномицетов, способных заменить химические фунгициды и повысить урожайность.
Грибной патоген Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici представляет серьезную угрозу для томатов, вызывая потери урожая до 100%. Традиционный контроль с помощью фунгицидов, таких как беномил, карбендазим и прохлораз, сталкивается с проблемами устойчивости штаммов и воздействия на окружающую среду, что усилило интерес к биологическим альтернативам.
Среди потенциальных биозащитников род актиномицетов Streptomyces выделяется своей метаболической универсальностью и двойной функциональностью. Эти микроорганизмы синтезируют антимикробные метаболиты, включая касугамицин и стрептомицин, а также гидролитические ферменты, такие как целлюлазы и хитиназы. Они также обладают способностью растворять питательные вещества в почве, делая их более доступными для растений.
В Колумбии, где сорт томатов Чонто ежегодно производится в объеме 1 млн тонн на площади более 16 000 гектаров, ученые исследовали потенциал местных штаммов. Из семидесяти протестированных in vitro штаммов актинобактерий против агрессивного фузариума лишь восемь продемонстрировали реальную антагонистическую активность. После глубокого скрининга по ферментативному профилю, безопасности для человека и способности стимулировать развитие растений были отобраны два штамма: 1B260 и 445.
Штамм 1B260 показал выдающиеся результаты: в лабораторных тестах он заблокировал рост мицелия гриба на 43,5% и продемонстрировал способность растворять труднодоступные почвенные фосфаты, переводя в доступную форму 420 микрограммов элемента на миллилитр. Оба штамма оказались вооружены протеолитическими и целлюлолитическими ферментами, способными растворять защитные оболочки клеток патогена. Тесты на клетках кожи человека (HaCaT и HDFa) подтвердили их нетоксичность и безопасность. Бактерии также показали способность связывать атмосферный азот и активно вырабатывать аммиак.
В тепличных испытаниях штаммы проявили разделение обязанностей. В незараженной почве штамм 1B260 сработал как мощный биостимулятор, вызывая стремительное удлинение стебля и быстрое развитие вегетативной массы. На зараженной почве штамм 445 полностью подавил развитие болезни внутри корневой системы, в то время как контрольные растения погибали. Комбинирование штаммов 1B260 и 445 позволило создать препарат, сочетающий функции биофунгицида и биоудобрения.
Томат занимает ведущее место среди овощных культур в мире, составляя примерно 16% от общего мирового производства. В 2023 году было собрано 192,3 миллиона тонн с 5,41 миллиона гектаров. Помимо экономической значимости, томаты сорта Чонто отличаются высоким содержанием клетчатки (11,44 г/100 г), антиоксидантов (54,74 мг/100 г), микроэлементов (35,18 мг/100 г) и витаминов (67,79 мг/100 г), а в народной медицине используются для лечения диареи и гипертонии.
В настоящее время в Европейском Союзе зарегистрировано 13 биопестицидов на основе бактерий, большинство из которых получены из Bacillus spp. и Pseudomonas spp. Эти ризобактерии признаны не только подавителями болезней, но и стимуляторами роста, применяемыми в качестве биоудобрений. Для этой цели были описаны такие роды, как Bacillus, Brevibacillus, Pseudomonas, Agrobacterium, Burkholderia, Streptomyces и Thiobacillus.
