Od genomiki po zdjęcia satelitarne: zaawansowane technologicznie badania orężem w walce z obcymi szkodnikami w Europie
Twarde dane odzwierciedlają powagę wpływu patogenów roślinnych na plony rolne. Według statystyk opracowanych na podstawie badań w ramach współfinansowanego ze środków UE projektu POnTE, z powodu bakterii Xylella w ciągu 50 lat plantatorzy oliwek mogą ponieść straty sięgające nawet 7,5 mld EUR.
Drzewa oliwne we Włoszech: pierwsza poważna badawcza misja ratunkowa
Koordynator projektu POnTE i szef jednostki operacyjnej Krajowej Rady ds. Badań we włoskim Bari, Donato Boscia, opisuje sytuację na początku projektu w 2015 r. „Po tym, jak bakteria Xylella została po raz pierwszy wykryta w 2013 r., i po kilku mniejszych epidemiach we Włoszech, Francji, Hiszpanii oraz Portugalii, projekt POnTE przyczynił się do podniesienia świadomości oraz zwiększenia nadzoru nad chorobą, opracowując narzędzia i protokoły do skutecznego wykrywania bakterii”. „W drodze badań genomowych ustalono przybliżony czas i drogę, jaką przebyły szczepy bakterii Xylella w Europie, czyli wszystkie informacje niezbędne do zmniejszenia ryzyka jej dalszego rozprzestrzeniania się”, podkreśla Donato Boscia. Obszerne analizy transkryptomu i identyfikacja genów o potencjalnie różnej ekspresji rzuciły światło na odpowiedź rośliny żywicielskiej i możliwe ścieżki odporności. Poszukiwanie źródeł rozwiniętej odporności na bakterię Xylella wykazało wstępnie zachęcające wyniki i identyfikację odpornych oraz tolerancyjnych odmian oliwek. Głównym nosicielem lub wektorem tej bakterii jest pienik ślinianka. Zespół projektowy zidentyfikował najbardziej prawdopodobne wektory w UE i ich preferowane rośliny żywicielskie w wielu uprawach, używając techniki przechwytywania markerów do śledzenia ich potencjalnego naturalnego rozprzestrzeniania się. Dane te przyczyniły się do opracowania planu ukierunkowanych badań pienika ślinianki, prób terenowych w celu kontroli populacji wektora oraz stworzenia ważnych modeli rozprzestrzeniania się na niewielkiej odległości. Wstępną identyfikację drzew oliwnych zakażonych bakterią Xylella z powietrza uzyskano dzięki zastosowaniu zdjęć hiperspektralnych i termicznych o wysokiej rozdzielczości. Co ważne, opracowano wskaźniki wczesnego i/lub bezobjawowego wykrywania zakażenia bakterią Xylella, aby wypracować metodę automatycznej klasyfikacji stopnia choroby na dużych obszarach.
Rozszerzenie sieci badawczej na inne zagrożone uprawy i ekosystemy
Uwagę uczestników projektu POnTE zwróciły także inne szkodniki: Candidatus Liberibacter solanacearum, w skrócie CaLsol, który wpływa na uprawy warzyw, i Hymenoscyphus fraxineus, grzyb odpowiedzialny za zamieranie jesionów w europejskich lasach. Przyjmując to samo multidyscyplinarne podejście, badacze postanowili scharakteryzować biologiczne aspekty szkodników i zaproponować strategie kontroli ich rozprzestrzeniania się na terytorium UE. Charakterystyka haplotypów różnych próbek zakażonych CaLsol z Europy i krajów śródziemnomorskich umożliwiła nakreślenie mapy ich rozmieszczenia geograficznego. Haplotypy, odziedziczone od jednego rodzica, są ważnymi wskaźnikami pochodzenia i mutacji, które można analizować, aby śledzić rozprzestrzenianie się patogenu i jego ewolucję. Opracowano zautomatyzowane pułapki, które pozyskują i wysyłają obrazy wektora CaLsol, skaczącej wszy (rodzina Psyllidae), do zdalnego serwera. Zbadano także zachowania żywieniowe wszy z rodziny Psyllidae za pomocą techniki elektronicznego zapisu żerowania (ang. electrical penetration graph, EPG) i skorelowano je z przenoszeniem choroby CaLsol.
Wpływ na rolnictwo i przyszłe badania
Koncentrując się na ekonomice zdrowia europejskiego rolnictwa i źródłach utrzymania rolników w Europie, Donato Boscia podsumowuje: „Uzyskane dane i rozpowszechnianie wyników projektu POnTE z pewnością pomogą w przyszłym zarządzaniu tymi fitosanitarnymi sytuacjami kryzysowymi, w wyniku czego wzrośnie również świadomość społeczna”. Wysiłki badawcze nie skończą się wraz z projektem POnTE i będą kontynuowane w ramach projektu uzupełniającego XF-ACTORS. Obecnie opracowywane ulepszone programy nadzoru i zapobiegania będą miały zrównoważony charakter i będą współistniały z praktykami rolnymi w celu zwalczania obcych, nowych i starych, szkodników w Europie.
Słowa kluczowe
POnTE, Xylella, oliwka, bakteria, CaLsol, odporność, patogeny roślinne, Candidatus Liberibacter solanacearum, XF-ACTORS
