Rastlinski patogeni (fitopatogeni) živilskih rastlin so velika omejitev kmetijske proizvodnje po vsem svetu. Ti fitopatogeni so odgovorni za velike izgube pridelka med pred žetvijo, skladiščenjem in transportom pridelkov. Ocenjuje se, da se na svetovni ravni zaradi rastlinskih bolezni letno izgubi 20–30 % pridelka.1 Med fitopatogeni je več kot 200 vrst fitobakterij.2 Čeprav so bile za nadzor teh fitopatogenov uporabljene različne strategije, ostajajo izziv za kmetijsko proizvodnjo.
Najpogosteje uporabljene strategije nadzora so antibiotiki (npr. streptomicin) in spojine na osnovi bakra. Široka uporaba antibiotikov v kmetijstvu pa je privedla do razvoja odpornosti na antibiotike pri več fitopatogenih. Odpornost na streptomicin so opazili pri erwinia, Pseudomonas in Xanthomonas spp. Geni za odpornost na antibiotike (npr. strAB) v teh fitopatogenih so lahko podvrženi horizontalnemu prenosu genov, kar povzroči širjenje odpornosti na antibiotike. Nenehna uporaba bakra povzroča njegovo kopičenje v okolju, kar povezujejo s težavami v zdravju ljudi, toksičnimi učinki na floro in favno ter razvojem fitopatogenov, tolerantnih na baker. Skrbi za zdravje ljudi in živali, ki so bile povezane z strupenost bakra vključujejo gastrointestinalne, jetrne, reproduktivne in nevrodegenerativne motnje, kot je Alzheimerjeva bolezen. Indijska otroška ciroza je motnja, ki je bila povezana z vnosom velikih količin bakra pri genetsko dovzetnih posameznikih. Poročali so tudi, da toksičnost, ki jo povzroča baker, povzroči zmanjšano plezalno sposobnost in povečano smrtnost pri Drosophila melanogaster. Simptomi presežka bakra v rastlinah vključujejo oslabljeno rast korenin in poganjkov, klorozo, poškodovane fotosintetske pigmente in včasih smrt.
Onesnaženje tal z bakrom je poškodovalo fotosintetske pigmente in motilo rast in izmenjavo plinov treh zelenjadnic (Brassica alboglabra, Brassica chinensis in Krizantema koronarium). Ugotovljeno je bilo tudi, da nanodelci bakrovega oksida vplivajo na stopnjo kalitve ter rast korenin in poganjkov jarega ječmena (Barley sativum distihum). Izziv pri zatiranju fitopatogenov je tudi odpornost proti baktericidom na osnovi bakra. Odpornost na baker so opazili pri več fitopatogenih, vključno z Pseudomonas in Xanthomonas spp.
Neka študija je poročala, da 80 % od 35 Pseudomonas syringae p.v. phaseolicola sevi, izolirani iz polj fižola, so pokazali odpornost na baker. To je velika skrb glede na to, da je uporaba bakra trenutna primarna metoda nadzora teh fitopatogenov. Več držav je prepovedalo ali omejilo uporabo fitofarmacevtskih spojin na osnovi bakra. Posledično so bile obravnavane in preučene nove strategije nadzora. Ti vključujejo uporabo bakteriofagov kot možnih sredstev za biokontrolo.
Bakteriofagi (fagi) so virusi s sposobnostjo razmnoževanja znotraj bakterijskih celic. Zanimanje za fage kot sredstva za biokontrolo pripisujejo njihovi netoksični naravi za evkariontske celice, samopodvajanju, specifičnosti gostitelja, sposobnosti premagovanja odpornosti in enostavnosti proizvodnje. Zlasti koktajli fagov predstavljajo izvedljivo možnost za razširitev obsega gostiteljev fagov, kar omejuje nastanek odpornosti bakterij in hkrati ohranja litično aktivnost fagov. Zato je pomembno, da zasnova, uporabljena za oblikovanje koktajla fagov, povzroči najučinkovitejši koktajl proti patogenu. Prav tako je ključnega pomena, da se med formulacijo in uporabo koktajla fagov upoštevajo nekateri dejavniki: njihova stabilnost, čas izdelave in stroški kompleksnih koktajlov, potencialni vpliv na neciljane bakterije, čas nanosa fagov in obstojnost v rastlini. okolju. Zaradi dinamične narave fagov je potrebno stalno spremljanje, da se zagotovi ohranitev učinkovitosti koktajla. Čeprav se fagni koktajli obravnavajo kot verjetna strategija biokontrole fitobakterij, je treba narediti več raziskav, da bi razumeli kompleksno interakcijo med fagi in bakterijami v rastlinskem okolju ter premagali tehnične ovire.
Referenca: Kering, KK, Kibii, BJ in Wei, H. (2019), Biokontrola fitobakterij s koktajli bakteriofagov. Škodljivec. Upravitelj Sci., 75: 1775-1781. https://doi.org/10.1002/ps.5324
