Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Jak grzyby mogą chronić rośliny przed szkodnikami?

Recommended Posts

Nad nowymi, ekologicznymi sposobami ochrony roślin uprawnych pracują młodzi badacze z koła naukowego Bio-Top, działającego przy Wydziale Chemicznym PWr. Sprawdzają, jak w tej roli radzą sobie naturalni wrogowie szkodników, czyli grzyby owadobójcze.

Jak grzyby mogą chronić rośliny przed szkodnikami? Projekt KN Bio-TopWydajna uprawa roślin to jedna z podstawowych potrzeb współczesnego świata. Rośliny są niezbędne nie tylko do wyżywienia ludzkości czy utrzymania zwierząt gospodarskich, ale to także źródło surowców wykorzystywanych na ubrania, do ogrzewania czy wytwarzania energii.
Naturalni i ekologiczni wrogowie

Z tych właśnie powodów niezbędne stało się szukanie sposobów zwiększenia wydajności upraw. Zaczęto więc dostosowywać je do warunków środowiskowych, zabezpieczać na różne sposoby przed chorobami, szkodnikami czy chwastami. W trosce o bezpieczne środowisko zaczęto także interesować się jak najszerszym wykorzystaniem naturalnie występujących możliwości, tak aby sięganie po środki chemiczne odbywało się tylko w razie konieczności i w jak najmniejszych dawkach.

W ten sposób powstała strategia zintegrowanego zwalczania szkodników, czyli IPM – ang. integrated pest management. Jednym z elementów tej strategii jest wykorzystanie naturalnych wrogów szkodników roślin, czyli np. niektórych nicieni, bakterii czy właśnie grzybów – wyjaśnia dr Beata Greb-Markiewicz z Katedry Biochemii, Biologii Molekularnej i Biotechnologii PWr, która nadzoruje badania prowadzone przez członków Koła Naukowego Studentów Biotechnologii Bio-Top. Ona też podsunęła młodym naukowcom tę tematykę.

Od pewnego czasu zainteresowanie grzybami owadobójczymi wzrosło. Podczas doktoratu zajmowałam się właśnie tym tematem. Uważam, że to ważny i bardzo przyszłościowy kierunek działań w stronę ekologicznego rolnictwa. Stosowanie żywych organizmów do zwalczania np. szkodliwych owadów ma tę zaletę, że obie strony ewoluują. Owady nie są w stanie tak łatwo i szybko wytworzyć oporności, jak to bywa w przypadku określonego środka chemicznego. Dodatkowo pasożyty są często bardziej wyspecjalizowane i atakują określone gatunki owadów – tłumaczy dr Greb-Markiewicz.

Dodaje, że grzyby mogą być wyspecjalizowanymi patogenami lub takimi, które atakują tylko osłabione osobniki. Obecnie dostępne na rynku środki zawierają jedynie kilka najlepiej scharakteryzowanych szczepów grzybów. Pozostałe nie zostały jeszcze przebadane pod tym kątem.

Alternatywa dla środków chemicznych

Młodzi naukowcy planują przeprowadzić badania związków wydzielanych przez grzyby, a także sprawdzić ich wpływ na owady oraz komórki ssacze i roślinne.

Jak grzyby mogą chronić rośliny przed szkodnikami? Projekt KN Bio-TopZespół pracujący nad projektem składa się z 15 osób i podzielony jest na odpowiednie sekcje, które skupiają się na konkretnej tematyce. Dr Greb-Markiewicz nauczyła studentów, jak zajmować się grzybami, jak je przeszczepiać, a także, w jaki sposób pracować z owadzimi organizmami modelowymi – molem woskowym (Galleria mellonella) i wywilżną karłowatą potocznie zwaną muszką owocową (Drosophila melanogaster).

Do tej pory przeprowadziliśmy wstępny dobór warunków hodowli dla dwóch szczepów. Udało nam się także wyizolować i zidentyfikować opisany w literaturze związek o aktywności antybiotycznej oraz hamującej wzrost komórek nowotworowych – opowiada Dawid Kramski z Bio-Topu, który jest wiceprezesem koła i doktorantem na W3.

Uzyskaliśmy również ekstrakt działający silnie toksycznie na larwy Galleria mellonella, powodujący ich śmierć w ciągu 15 minut od momentu iniekcji – dodaje.

Studenci są przekonani, że ich badania w przyszłości znajdą zastosowanie w przemyśle rolniczym jako alternatywa dla chemicznych środków ochrony roślin oraz biostymulanty wzrostu.

Część otrzymanych wyników zaprezentowali już podczas sesji posterowej na Ogólnopolskiej Konferencji Naukowej „Pierwotne i wtórne metabolity grzybów i roślin”, w lutym bieżącego roku. Niedawno projekt BioTop-u zakwalifikował się do finału konkursu 3Mind, organizowanego przez Naczelną Organizację Techniczną i firmę 3M. Koło stara się też o dofinansowanie badań w ramach ministerialnego konkursu „Studenckie koła naukowe tworzą innowacje”.

Z powodu pandemii niektóre prace nad projektem musiały być wstrzymane. W obecnej sytuacji nie zostało nam nic innego jak studia literaturowe, planowanie dalszych działań na papierze i spotkania w formie zdalnej – przyznaje doktorant. Podkreśla, że jest to bardzo ważna cześć projektu, bez której nie da się praktycznie wykonać eksperymentu.

Kilkoro studentów pojawia się jednak regularnie w laboratorium, żeby pilnować hodowli grzybów i owadów. Mamy oczywiście zgodę dziekana. Pracujemy na żywych organizmach i nie możemy ich zostawić bez opieki. Ktoś musi o nie dbać i je karmić – mówi Dawid Kramski.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      We wrocławskim Muzeum Architektury (MA) można oglądać wystawę „Greenhouse Silent Disco”. Zainspirowały ją badania wybitnego fizjologa roślin prof. Hazema M. Kalajiego z SGGW w Warszawie, które koncentrują się na analizie fotosyntezy.
      Instalacja będzie prezentowana od końca marca do połowy października br. Zaprojektowały ją Dominika Wilczyńska i Barbara Nawrocka z krakowskiej Miastopracowni. Znalazło się w niej 176 roślin, z czego 136 to okazy przyniesione przez mieszkańców Wrocławia.
      Wystawa, której kuratorami są Małgorzata Devosges-Cuber i Michał Duda, ma pomóc w poznaniu prawdziwej natury roślin, a właściwie istot roślinnych, i w nawiązaniu relacji z nimi. Kreując sytuację spotkania z kilkuset roślinami, które towarzyszą nam na co dzień we wnętrzach naszych mieszkań, przyglądamy się ich naturze i monitorujemy ich potrzeby. Za sprawą nowoczesnej technologii staramy się przywrócić umiejętność komunikacji i współodczuwania z innymi gatunkami, którą możemy wyobrazić sobie jako dawno utraconą więź z naturą - wyjaśniono na stronie MA.
      Wszystkie elementy konstrukcji i doniczki wykonano ręcznie z naturalnych materiałów, tak by w jak najmniejszym stopniu ingerować w egzystencję roślin. Tytułową szklarnię wyposażono w połączone z systemami komputerowymi cyfrowe czujniki. Na bieżąco śledzą [one] i rejestrują wszystko, co „mówią” rośliny, czyli jak reagują na określone potrzeby i zmienne, np. dotyk człowieka czy określone warunki atmosferyczne na zewnątrz - podkreślono na stronie wydarzenia na Facebooku.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chińscy naukowcy dali nam kolejny powód, by pozostawiać niezgrabione liście w spokoju. Rośliny do przeprowadzania fotosyntezy potrzebują jonów tlenku żelaza na drugim stopniu utlenienia (Fe2+). Jednak większość żelaza w glebie stanowią jony na trzecim stopniu utlenienia (Fe3+). Uczeni ze Wschodniochińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii w Szanghalu odkryli, że żelazo zawarte w opadłych liściach pomaga uzupełnić te niedobory, zamieniając Fe3+ w Fe2+ za pomocą transferu elektronów.
      Rośliny w sposób naturalny zamieniają Fe3+ w Fe2+ za pomocą reakcji redukcji, w której biorą udział molekuły znajdujące się w korzeniach. Mimo to, nadal mogą cierpieć na niedobory Fe2+. Ma to poważne konsekwencje dla rolnictwa. Przez brak Fe2+ rośliny gorzej przeprowadzają fotosyntezę, dochodzi do zaburzeń w wytwarzaniu chlorofilu (chlorozy) w młodych liściach oraz słabego wzrostu korzeni, co prowadzi do zmniejszenia plonów, mówi Shanshang Liang, jeden z członków zespołu badawczego.
      Stosowane standardowo w rolnictwie nawozy nieorganiczne, jak FeSO4 nie są zbyt wydajne, gdyż dostarczane wraz z nimi jony Fe2+ szybko zmieniają się w Fe3+. Z kolei lepiej spełniające swoją rolę nawozy organiczne, jak chelaty żelaza, są drogie. Można, oczywiście, zmodyfikować rośliny genetycznie tak, by bardziej efektywnie czerpały Fe2+, jednak to wyzwanie zarówno naukowe, ponadto rośliny GMO wciąż budzą kontrowersje. Tymczasem wystarczy pozostawić szczątki roślin, by zapewnić dostarczenie do gleby składników zapewniających rozwój kolejnych pokoleń roślin.
      Chiński zespół już podczas poprzednich badań zauważył, że żelazo zmienia swoją wartościowość podczas biochemicznych reakcji polegających na transferze elektronów. Proces taki zachodzi pomiędzy Fe3+ a pewnymi enzymami w korzeniach roślin. Teraz naukowcy wykorzystali rentgenowską spektrometrię fotoelektronów, spektroskopię fourierowską w podczerwieni oraz spektroskopię UV-VIS do obserwacji zamiany Fe3+ w Fe2+ w liściach herbaty, zimokwiatu wczesnego i innych roślin.
      Nasza praca pozwala zrozumieć, skąd się bierze Fe2+ w glebie oraz w jaki sposób – za pomocą opadłych liści – dochodzi do zamiany Fe3+ w Fe2+. To bardzo wydajny proces, dodaje Shanshang Liang.
      Naukowcy zauważyli też, że wydajność całego procesu oraz równowaga pomiędzy jonami Fe2+ a Fe3+ mogą silnie zależeć od temperatury otoczenia. Dlatego też planują przeprowadzić badania w tym kierunku. Stwierdzili też, że kwasowość gleby ma istotny wpływ na wchłanianie Fe2+ przez rośliny. Jesteśmy też zainteresowani tym, w jaki sposób opadłe liście poprawiają jakość gleby. To może doprowadzić do opracowania nowych strategii produkcji rolnej, stwierdzają naukowcy.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Obce gatunki roślin w byłych koloniach tych samych europejskich potęg są średnio bardziej do siebie podobne niż gatunki obce na innych obszarach, a stopień podobieństwa roślin jest proporcjonalny do długości okresu zależności kolonialnej. Takie wnioski płyną z badań przeprowadzonych przez międzynarodowy zespół pracujący pod kierunkiem Bernda Lenznera i Franza Essla z Uniwersytetu w Wiedniu. Uczeni badali, jak europejski kolonializm wpłynął na rozprzestrzenianie się roślin na świecie.
      Globalna dystrybucja obcych gatunków, czyli gatunków, które oryginalnie nie występowały na danym obszarze, jest bardzo mocno powiązana z przemieszczaniem się ludzi, a proces rozprzestrzeniania się obcych gatunków przyspieszył wraz z początkiem wielkich odkryć geograficznych pod koniec XV wieku. Od tej pory Europejczycy celowo wprowadzali w wiele miejsc obce gatunki roślin. Działania takie były podejmowane głównie z przyczyn ekonomicznych, by zapewnić żywność kolonistom, oraz z przyczyn estetycznych czy nostalgicznych.
      Europejskie potęgi gospodarcze prowadziły przy tym restrykcyjną politykę handlową, by zapewnić sobie jak największe zyski z handlu z koloniami, dlatego też ograniczały innym potęgom dostęp do własnych kolonii. Z tej też przyczyny rośliny, które przewozili np. Portugalczycy, trafiały głównie do kolonii portugalskich, a te, którymi handlowali Holendrzy, głównie do kolonii holenderskich. To też spowodowało, że obce gatunki są bardziej podobne do siebie w ramach kolonii należących do tej samej metropolii, niż pomiędzy terenami zajętymi przez różne europejskie potęgi. Badania wykazały, że proces kolonizacji jest równie ważny dla rozprzestrzeniania obcych gatunków co inne procesy, jak rozwój społeczno-ekonomiczny czy zagęszczenie ludności w danym regionie, co ma wpływ na współcześnie wprowadzane gatunki obce.
      Co więcej, okazało się, że regiony, które odgrywały w danym imperium kolonialnym większą rolę gospodarczą lub strategiczną, charakteryzują się większym podobieństwem obcej flory, niż regiony odgrywające mniejszą rolę w ramach tego samego imperium. Takimi regionami były np. niektóre obszary Archipelagu Malajskiego ważne ze względu na handel przyprawami, czy wyspy takie jak Azory lub Św. Helena, będące ważnymi przystankami w podróżach transatlantyckich.
      Ślady po okresie kolonialnym widać więc nie tylko w języku, kulturze czy związkach państw z dawną metropolią, ale również we florze byłych kolonii.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wkrótce wielu z nas wyruszy do lasów na grzyby, więc o grzyby postanowiliśmy spytać najbardziej odpowiednią osobę, profesor doktor habilitowaną Bożenę Muszyńską z Uniwersytetu Jagiellońskiego. Profesor Muszyńska jest członkiem Polskiego Towarzystwa Farmaceutycznego i Polskiego Towarzystwa Mykologicznego. Od lat prowadzi badania nad terapeutycznymi i dietetycznymi wartościami grzybów jadalnych oraz wykorzystaniem grzybów i glonów jako źródła pozyskiwania składników bioaktywnych. Bada również wpływ obróbki owocników grzybów jadalnych na zawartość wybranych związków biologicznie czynnych oraz wykorzystanie substancji z grzybów w leczeniu i suplementacji diety. Profesor Muszyńska jest autorką 566 prac naukowych i ponad 20 prac popularnonaukowych, wygłosiła ponad 330 odczytów na konferencjach międzynarodowych i krajowych. Wypromowała też 7 prac doktorskich i 45 prac magisterskich z zakresu tematyki dotyczącej grzybów jadalnych oraz ich działania prozdrowotnego, leczniczego i kosmetologicznego.
      Ile prawdy jest w tym, że grzyby są ciężkostrawne oraz że nie należy podawać ich dzieciom?
      Pierwszym pokarmem dziecka jest mleko, najlepiej mamy, stopniowo z upływem miesięcy wraz z rozwojem jelit, których funkcje enzymatyczne związane z trawieniem nowych, niezbędnych składników dla rozwijającego się organizmu powstają, może zacząć jeść zupy, gotowane jarzyny i wreszcie coś surowego. To jest ten moment, kiedy należy podawać bardziej wartościowe niż warzywa grzyby, np. w formie miksowanych zup.
      Ciężkostrawność grzybów jest mitem, ponieważ białko, które buduje owocniki, jest tak samo przyswajalne, jak białko kefiru, owocniki są doskonałym źródłem aminokwasów egzogennych (fenyloalaniny, tryptofanu czy tyrozyny), dzięki czemu mogą zastępować mięso zwierzęce. Stąd w tradycyjnej medycynie ludowej mówi się, że grzyby to „mięso lasów”, o czym doskonale wiedzą owady i ssaki roślinożerne, dla których w lesie owocniki grzybów to jedyne źródło pełnowartościowego białka.
      Chityna budująca ściany strzępek grzybowych, której przypisuje się ciężkostrawność, jest zaliczana w skład błonnika pokarmowego, który stymuluje i poprawia pracę jelit, natomiast jako prebiotyk stanowi pożywienie dla mikroorganizmów jelitowych. Stymulując mikrobiotę jelitową, powoduje ona zwiększenie biodostępność substancji odżywczych i leczniczych. W ten sposób chityna i inne polisacharydy grzybowe zmniejszają też efekty upośledzonego wchłaniania i pracy mikrobioty jelitowej w trakcie radio- i chemioterapii, nie tylko w trakcie terapii onkologicznej, ale innych mono- i politerapii lekowych. Całkowita zawartość błonnika grzybowego waha się przeciętnie od 3 do 6 g na 100 g jadalnych części owocników (średnie dzienne zapotrzebowanie dla organizmu człowieka to 25 g).
      Produkty powstające w wyniku rozkładu chityny przez bakterie mają działanie przeciwzapalne dla jelit. Związek ten w organizmie człowieka ma też zdolność do tworzenia soli, które wiążą toksyny, zły cholesterol, metale ciężkie, dzięki czemu odtruwają organizm człowieka. Ma ona też działanie odchudzające, podobnie jak pozostałe polisacharydy grzybowe, jako błonnik pokarmowy powoduje odczucie sytości.
      Od lat słyszymy, że grzyby wchłaniają wiele zanieczyszczeń z otoczenia. Czy zwykły jadalny grzyb z przeciętnego lasu może nam zaszkodzić z tego powodu?
      Mówimy o grzybach wytwarzających owocniki, czyli o około 10% gatunków z królestwa Grzyby, których grzybnia eksploruje glebę. To jest bardzo szeroki temat, ponieważ dzięki temu, że grzyby mikoryzowe odżywiają się w ten sposób, że oddają enzymy do środowiska i rozkładają materię organiczną, a następnie wchłaniają rozłożoną, rośliny pozostające z nimi w symbiozie mogą pobierać proste, rozpuszczalne w wodzie sole biopierwiastków. Dobrym przykładem i rekordzistką zajmowanej powierzchni przez organizm żywy jest opieńka oregońska (opieńka miodowa) zasiedlająca 886 hektarów. Tym przykładem można udowodnić olbrzymią zdolność grzybni do eksploracji gleby, a dzięki temu możliwość absorbcji z niej substancji prozdrowotnych i toksycznych. Jeśli to np. selen, którego w centralnej Europie mamy niedobór w glebie (tym samym w roślinach i mięśniach zwierząt roślinożernych, czyli i w organizmie człowieka, co predysponuje do rozwoju chorób nowotworowych), to bardzo dobrze, bo dzięki temu grzyby mogą suplementować w niego nasz organizm.
      Jeśli problem dotyczy terenów zanieczyszczonych w pierwiastki toksyczne dla organizmu człowieka, to źle, bo grzyby będą je absorbować. Wykonaliśmy z naszym zespołem badania, w których do podłoża hodowlanego dodawaliśmy toksyczne ilości ołowiu i kadmu i na podstawie wyników oznaczeń wykazaliśmy, że owocniki je akumulowały, ale nie oddawały do soków trawiennych w modelu sztucznego przewodu pokarmowego (ale i tak proponuję zbierać grzyby z rejonów o niezanieczyszczonych glebach). Dzieje się tak, ponieważ grzyby wiążą toksyny w chitynie budującej ich strzępki, ratując tym ważne przepływowo tkanki. Tak samo dzieje się w organizmie człowieka, np. metale ciężkie są odkładane we włosach i kościach, aby chronić tkanki, przez które przepływa krew.
      Gdyby nie zdolność do degradacji materii organicznej przez grzyby, które potrafią rozłożyć drewno, ropę naftową, leki, takie jak antybiotyki, sterydy, narkotyki, a nawet związki radioaktywne, śmieci już by nas dawno zasypały.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ssaki spożywające mięso są bardziej narażone na nowotwory niż ssaki roślinożerne, wynika z badań przeprowadzonych na tysiącach zwierząt z ogrodów zoologicznych. Zrozumienie, dlaczego roślinożercy są mniej narażeni na nowotwory może pomóc w opracowaniu metod ochrony ludzi przed tymi chorobami.
      Orsolya Vincze i jej koledzy z węgierskiego Centrum Badań Ekologicznych przeanalizowali wyniki sekcji zwłok 110 148 zwierząt ze 191 gatunków ssaków, które padły w ogrodach zoologicznych. Naukowcy chcieli oszacować ryzyko zgonu z powodu nowotworów. Okazało się, że ssaki mięsożerne są bardziej narażone na nowotwory niż ssaki, które jedzą mięso rzadko lub nigdy.
      Najmniej narażoną grupą były parzystokopytne, do których należą owce czy krowy. Z kolei zwierzęciem najbardziej narażonym na zgon z powodu nowotworu był niewielki australijski kowari. W 16 na 28 badanych przypadków zgonów tych zwierząt przyczyną był nowotwór. Z kolei wśród padłych 196 antylop indyjskich i 213 mar patagońskich  nie stwierdzono żadnego przypadku nowotworu.
      Takie wyniki podważają powszechne przekonanie, że większe dłużej żyjące zwierzęta są bardziej narażone na nowotwory, gdyż mają więcej komórek, które mogą mutować i więcej czasu, by do tych mutacji doszło. Wydaje się, że ryzyko nowotworu jest w dużej mierze związane z dietą. Badacze zastrzegają jednak, że koniecznie jest zweryfikowanie, czy zjawisko zaobserwowane wśród zwierząt z ogrodach zoologicznych dotyczy również zwierząt dziko żyjących.
      Dlaczego jednak jedzenie mięsa miałoby być powiązane z większym ryzykiem rozwoju nowotworów? Vincze mówi, że jedną z przyczyn mogą być wirusy znajdujące się w mięsie. Niektóre z nich mogą powodować nowotwory. Wiadomo ma przykład, że u niektórych trzymanych w niewoli lwów nowotwory pojawiły się w z powodu papillomawirusów obecnych w spożywanym przez nie mięsie krów. Inną przyczyną mogą być zanieczyszczenia. W organizmach znajdujących się wyżej w łańcuchu pokarmowym zanieczyszczeń gromadzi się więcej, przypomina Beata Ujvari z Deakin University w Australii, która również brała udział w badaniach. Ponadto, zauważa uczona, zwierzęta mięsożerne spożywają więcej tłuszczu, mniej włókien i mają mniej zróżnicowany mikrobiom jelit niż roślinożercy. A wszystkie te czynniki są powiązane, przynajmniej u ludzi, z większym ryzykiem nowotworów.
      Ujvari dodaje, że obserwacje ze świata zwierząt niekoniecznie muszą odnosić się też do ludzi. Mamy inny styl życia i rzadko jemy surowe mięso. Przypomina jednak, że już wcześniej badania prowadzone wśród ludzi wykazały związek pomiędzy spożywaniem mięsa a nowotworami.
      Obecnie nie jest jasne, dlaczego – jak się wydaje – parzystokopytne są szczególnie odporne na rozwój nowotworów. Ale naukowców szczególnie interesują antylopa indyjska i mara patagońska. Jeśli dowiemy się, dlaczego u tych gatunków nowotwory występują tak rzadko, wykorzystamy tę wiedzę, by chronić samych siebie przed nowotworami.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...