Репортаж от Wedoany，Сельскохозяйственная исследовательская компания Бразилии, подразделение окружающей среды (Embrapa Meio Ambiente), обнаружила, что простая корректировка условий культивирования гриба Clonostachys rosea может усилить его биологический потенциал для борьбы с серой гнилью. Серая гниль, вызываемая грибом Botrytis cinerea, поражает более 200 сельскохозяйственных культур.
В ходе исследования учёные изменили два параметра в культивировании гриба: подачу воздуха и соотношение углерода и азота в питательной среде. Результаты экспериментов показали, что контроль этих условий позволяет увеличить выход репродуктивных структур и устойчивых структур микроорганизмов, которые впоследствии могут быть использованы для разработки продуктов биологической борьбы. По словам исследователя Габриэля Маскарина, серая гниль, вызываемая Botrytis cinerea, является одной из самых сложных проблем в сельском хозяйстве: помимо широкого круга поражаемых растений, она наносит ущерб как в полевых условиях, так и после сбора урожая. Маскарин отметил, что поиск альтернатив интенсивному использованию химических пестицидов включает применение полезных грибов, таких как Clonostachys rosea, который атакует другие вредоносные грибы, стимулирует естественные защитные механизмы растений и вырабатывает вещества, подавляющие патогены.
Исследователь Вагнер Беттиол указал, что команда изучила, как условия аэрации и соотношение углерода и азота в культуре влияют на выход двух важных структур гриба: конидий, отвечающих за размножение, и микроконидий, способных выживать в неблагоприятных условиях. Учёные изменяли подачу воздуха и сравнивали различные составы питательных веществ, чтобы оценить выход каждой структуры, а также метаболические соединения, вырабатываемые грибом в процессе роста. Результаты показали, что повышенная подача кислорода значительно увеличила выход обеих структур, особенно микроконидий. При хорошей циркуляции воздуха более высокое соотношение углерода и азота способствовало образованию конидий; микроконидии появлялись только в средах с низким соотношением углерода и азота, а усиленная аэрация также стимулировала формирование этих устойчивых структур.
По словам исследовательницы Марсии Ассалин, это открытие может иметь важное практическое применение. Исследовательская группа преобразовала различные структуры, продуцируемые грибом, а также культуральную жидкость, в мелкие водорастворимые гранулы, приготовив составы, аналогичные традиционным агрохимическим продуктам. Эти материалы были протестированы на томатах черри, подвергшихся воздействию возбудителя серой гнили. Результаты показали, что все оценённые грибные составы снизили заболеваемость. Кроме того, химический анализ выявил класс природных соединений, называемых сорбицилиноидами, которые гриб вырабатывает в процессе ферментации. Эти вещества обладают противогрибковым действием, что может частично объяснить наблюдаемый в экспериментах на томатах эффект подавления болезни.
Одной из главных проблем при преобразовании биопрепаратов в коммерческие продукты является массовое производство живых организмов со стабильной активностью, качеством и эффективностью. Данное исследование показывает, что относительно простые корректировки, такие как контроль подачи кислорода и состава питательной среды, могут направлять производство наиболее подходящих типов структур для конкретных применений, что способствует снижению затрат на будущую промышленную разработку. Исследователи не ограничились лабораторными испытаниями, а преобразовали произведённые материалы в практические составы для сельскохозяйственного применения, сделав шаг к практическому внедрению технологии.
Однако эксперты подчёркивают, что перед широкомасштабным внедрением необходимо выполнить ещё множество этапов, включая промышленное масштабирование процесса ферментации, валидацию в теплицах и на коммерческих полях, тестирование в различных условиях температуры и влажности, исследования хранения и срока годности продукта, анализ безопасности пищевых продуктов, а также сравнение затрат и производительности с существующими решениями. По словам профессора Университетского центра Жагуариуны (UniFaj) Нилсе Кобори, если результаты подтвердятся в коммерческих масштабных испытаниях, эта технология может снизить зависимость от синтетических фунгицидов при транспортировке и хранении таких восприимчивых плодов, как томаты, клубника, вишня и виноград. Исследователи также отмечают, что сочетание живых структур гриба и природных противогрибковых соединений может создать двойную стратегию борьбы с болезнями, повышая эффективность контроля.
Данное исследование доказывает, что контроль аэрации и соотношения углерода и азота в глубинном культивировании Clonostachys rosea позволяет предсказуемо изменять выход полезных репродуктивных структур, и эти материалы в сочетании с культуральными метаболитами в экспериментальных тестах эффективно снижали заболеваемость серой гнилью томатов черри. Исследование ускоряет переход от научных результатов к практическому применению, однако последующие этапы промышленного масштабирования, тестирования безопасности и валидации в коммерческих условиях остаются необходимыми.
