يمكن أن يؤدي الميكروبيوم المفيد الموجود في الأشجار إلى اكتشاف علاجات جديدة لمكافحة مرض اخضرار الحمضيات

تُظهر أشجار الحمضيات قدرة تحمل طبيعية للبكتيريا المضيفة لمرض تخضير الحمضيات التي تنتج مضادات ميكروبات جديدة يمكن استخدامها لمحاربة المرض. تظهر دراستنا الأخيرة.لقد وجدنا الأشجار في مزرعة عضوية في كليرمونت بولاية فلوريدا.

مرض اخضرار الحمضيات – يُعرف بشكل رسمي أكثر باسم Huanglongbing، أو HLB, ، تسببه البكتيريا Candidatus Liberibacter asiaticus.ينتشر عن طريق حشرة تسمى بسيللا الحمضيات الآسيوية.لا يوجد علاج معروف لهذا المرض.

نحن الباحثون المقيمون في فلوريدا الذين يدرسون الممارسات الزراعية المستدامة, الانضباط المعروف أيضا باسم الزراعة الإيكولوجية.قام فريقنا بعزل هذه المركبات المضادة للميكروبات في المختبر ويعمل الآن على اختبارها بهدف إنتاج علاج فعال لـ HLB.

لماذا يهم

وجهت شركة HLB ضربة قوية لصناعة الحمضيات الشهيرة في فلوريدا.

منذ مرض اخضرار الحمضيات تم اكتشافه لأول مرة في ولاية فلوريدا عام 2005 انخفاض إنتاج الحمضيات بأكثر من 92%.المرض هو مجرد عامل واحد.وتشمل أخرى الأعاصير والتجميد.

الأشجار المصابة إنتاج ثمار أقل.والفاكهة التي تنمو تكون خضراء جزئيًا وأصغر حجمًا وشكلها غير منتظم وطعمها مرير.وقد تسقط من الأشجار قبل أن تنضج.قد تظهر على الأوراق بقع متبقعة.

وفقا للولايات المتحدةوزارة الزراعة موسم النمو 2022-2023 كان الأقل إنتاجية منذ عام 1936.تؤدي المحاصيل الصغيرة إلى ارتفاع أسعار البرتقال واليوسفي والجريب فروت والليمون والليمون الحامض.

إدارة HLB أمر شاق.المزارعين حاليا الاعتماد على المبيدات الحشرية للسيطرة على psyllid و المضادات الحيوية مثل أوكسي تتراسيكلين في محاولة للسيطرة على HLB.هذه العلاجات غالية الثمن و قد تشكل الصحة و المخاطر البيئية.إن الحاجة إلى تطوير علاجات فعالة للسيطرة على HLB واضحة.

كيف قمنا بعملنا

مثل البشر، تستضيف النباتات مجتمعات متنوعة من الكائنات الحية الدقيقة سواء في الداخل أو الخارج، وهو ما يمثل الميكروبيوم النباتي.

Endophytes - الكائنات الحية الدقيقة المفيدة العيش داخل النباتات – تلعب دورا هاما في تناول المغذيات، ومقاومة الأمراض والآفات، والتكيف مع الإجهاد البيئي.

في بحثنا عن علاجات ضد HLB، بحثنا في الخلايا الداخلية لأشجار الحمضيات الناجية - وبعبارة أخرى، الأشجار التي كانت إيجابية HLB ولكنها أظهرت أعراضًا خفيفة فقط وتستمر في إنتاج الفاكهة.من خلال دراسة 342 خلية داخلية من الأشجار الباقية، اكتشفنا خمسة خلايا داخلية بكتيرية قادرة على إنتاج مضادات ميكروبات جديدة.

لا يمكن أن تنمو بكتيريا HLB وسائل الإعلام الثقافة المختبرية مثل أجار أو مرق.لذلك، استخدمنا الخلايا البكتيرية الحية الموجودة في عينات الأنسجة الأرضية لحشرات البسيلا المصابة لاختبار المركبات المضادة للميكروبات في المختبر.وكشفت هذه الدراسات أن المركبات المضادة للميكروبات كانت فعال للغاية في قتل الخلايا الحية من مسببات اخضرار الحمضيات هذه البيئة الخاضعة للرقابة.يمكن خلط مضادات الميكروبات بالماء، وقد وجد أنها فعالة بتركيزات منخفضة.

ما لا يزال غير معروف

تشير النتائج الأولية من عملنا المستمر إلى وجود مركبات متعددة مضادة للميكروبات في مستخلص الثقافة البكتيرية.وهذه علامة إيجابية لأنه قد تكون المركبات المضادة للميكروبات تهاجم البكتيريا المسببة للأمراض بعدة طرق مختلفة.إذا كان الأمر كذلك، فسوف يساعد ذلك في تقليل تطور المقاومة بنفس الطريقة التي تفيد بها مجموعة متنوعة من المضادات الحيوية للأطباء البشريين.

ستكون إحدى خطواتنا التالية هي تقييم مركبات مختارة ضد HLB، باستخدام جذور الحمضيات المصابة في ظروف المختبر ونباتات الحمضيات المصابة في ظروف الدفيئة، لاختبار ما إذا كانت النباتات ستمتص هذه المركبات المضادة للميكروبات من خلال أوراقها أو جذورها.سيتم إجراء هذا العمل بالتعاون مع علماء من جامعة تكساس إيه آند إم وجامعة فلوريدا.

ماذا بعد؟

ستركز الأبحاث الإضافية على طرق زيادة إنتاج المركب المضاد للميكروبات المنقى حتى يتم تقييمه ميدانيًا.للمساعدة في توصيل التكنولوجيا إلى المزارعين بشكل أسرع، قد نبحث عن شراكات مع شركات المبيدات الحيوية التجارية المهتمة للمساعدة في تطوير المنتجات.

لقد أصبح عملنا أكثر إلحاحا بسبب ظهور الأمراض التي تنتقل عن طريق حشرة البسيليد والتي تصيب البشر محاصيل البطاطس والطماطم والجزر في الولايات المتحدةالتي تسببها مسببات الأمراض البكتيرية ذات الصلة الوثيقة.

ال موجز البحث عبارة عن نبذة قصيرة عن العمل الأكاديمي المثير للاهتمام.