Innowacyjne strategie walki z wirusami zagrażającymi uprawom
Choroby wirusowe mogą dziesiątkować uprawy warzyw, a europejscy rolnicy każdego roku ponoszą koszty idące w miliardy euro. Popularne patogeny prowadzą również do nadmiernego wykorzystywania pestycydów, co stwarza zagrożenie dla zdrowia zarówno hodowców, jak i konsumentów. Aby sprostać tym wyzwaniom, zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu VIRTIGATION(odnośnik otworzy się w nowym oknie) postawił sobie za cel opracowanie nowych rozwiązań pozwalających na monitorowanie zagrożeń i rozprzestrzeniania się wirusów, badanie oddziaływań wirus-roślina oraz opracowanie biologicznych alternatyw dla pestycydów. Badacze skoncentrowali się na zagrożeniach wirusowych dotyczących dwóch kluczowych upraw - pomidorów i dyniowatych, czyli rodziny obejmującej dynie, melony, cukinie i kabaczek.
Zwalczanie wirusów pomidorów i dyniowatych
„Wskazane rośliny są uprawiane w różnych warunkach na terenie całej Europy”, zauważa Hervé Vanderschuren, koordynator projektu VIRTIGATION z ramienia Katolickiego Uniwersytetu Lowańskiego(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Belgii. „W północnej Europie hodowcy uprawiają je w szklarniach, z kolei na południu kontynentu widzimy raczej otwarte pola z tunelami foliowymi. Chcieliśmy ograniczyć zagrożenia związane z chorobami wirusowymi w obu tych przypadkach”. Jako swój cel badacze wskazali dwie główne grupy wirusów. Pierwszą z nich były begomowirusy, takie jak wirus żółtej kędzierzawości pomidora New Delhi, który jest wirusem DNA występującym głównie w południowej Europie, atakującym przede wszystkim dyniowate. Drugą grupę stanowiły tobamowirusy, takie jak wirus brązowej plamistości owoców pomidora, który jest problemem głównie w produkcji szklarniowej. „Interesowała nas także specyfika każdego wirusa”, mówi Vanderschuren. „Tobamowirusy rozprzestrzeniają się mechanicznie, dlatego rozwiązaniem mogą być środki sanitarne i higiena. Wirusy DNA są przenoszone przez owady, w tym przypadku przez mączlika, dlatego potrzebne są inne rodzaje działań”.
Odporność genetyczna i wektory
Aby realizować założenia badań, zespół zgromadził konsorcjum złożone z partnerów akademickich, przedstawicieli ośrodków badawczych, a także sektora prywatnego. Jednym z kluczowych zadań było rozpowszechnianie wyników wśród hodowców. „Zbudowaliśmy silne konsorcjum, w ramach którego zbadaliśmy szereg sposobów zwalczania chorób wirusowych”, dodaje Vanderschuren. „Nie stawialiśmy na jedno rozwiązanie - przyglądaliśmy się szerokiej gamie opcji”. Prace prowadzone przez badaczy obejmowały podstawowe badania nad odpornością genetyczną jako obszarem interwencji, a także na próbach lepszego zrozumienia, w jaki sposób wektory przenoszą wirusy. Partnerzy skupieni wokół projektu VIRTIGATION byli zaangażowani w rozwój biopestycydów, które muszą być skuteczne, jeśli mają być konkurencyjne na rynku. Zespół badał również sposoby hodowli odporności roślin na wirusy. „Zajęliśmy się całym wachlarzem rozwiązań”, zauważa Vanderschuren. W ramach projektu zespół przeprowadził badania szklarniowe i polowe, aby przełożyć wyniki na realne opcje dostępne dla hodowców. Badania obejmujące biopestycydy z naturalnych ekstraktów roślinnych potwierdziły zmniejszenie populacji mączlika o 50-73 %.
Narzędzia i sieci nadzoru genomicznego
Zespół osiągnął szereg istotnych rezultatów(odnośnik otworzy się w nowym oknie). W ramach prac badacze opracowali nowe narzędzia nadzoru genomicznego, aby lepiej obserwować różnorodność, ewolucję i rozprzestrzenianie się wirusów. Platforma bioinformatyczna o nazwie Genome Detective(odnośnik otworzy się w nowym oknie) połączona z technologią sekwencjonowania profiluje nowe wirusy i identyfikuje potencjalne powiązania wpływające na ich rozprzestrzenianie. Dzięki temu Europa będzie w sanie szybciej reagować na przyszłe zagrożenia i opracowywać skuteczne strategie ochrony upraw. Zespół dostarczył również nowych informacji na temat odporności genetycznej, biologii mączlików i interakcji między roślinami a wirusami i wektorami. Modelowanie przyszłych scenariuszy zmiany klimatu umożliwiło badaczom projektu ocenę, w jaki sposób globalny wzrost temperatur może wpłynąć na wirusy przenoszone przez mączliki w przyszłości. Wszystkie te rezultaty pomogą Europie lepiej przygotować się na nowe zagrożenia ze strony wirusów. Długotrwałym skutkiem projektu VIRTIGATION będzie wciąż działająca transgraniczna i interdyscyplinarna sieć(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Dzięki niej rolnicy i hodowcy, którzy jako pierwsi stykają się z nowymi zagrożeniami i mają kluczowe znaczenie z punktu widzenia wdrażania zmian, będą na bieżąco z obiecującymi nowinkami w zakresie ochrony upraw.