Upload
others
View
8
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
BAKTERIOFAGI KAO BIOLOŠKI AGENSI U ZAŠTITI BILJA
Bakteriofagi kao biološki agensi u zaštiti bilja
Suzbijanje fitopatogenih bakterija predstavlja
veliki izazov u poljoprivrednoj praksi, naročito u
uslovima pogodnim za nastanak i širenje infekcije.
Najnovija istraživanja ukazuju na mogućnost
primene bioloških agenasa, u čiju grupu izmedju
ostalog, spadaju i bakteriofagi.
Bakteriofagi kao biološki agensi u zaštiti bilja
Twort, 1915. uočio da se neke kulture bakterija
razgradjuju, tj. da “nestaju “ i da se “ tope “.
d'Herelle je 1917. godine otkrio ''bolest'' bakterija koja se
moze preneti i posle filtriranja, i stoga pretpostavio da je
uzrok pojave virus koga je nazvao bakteriofagom
Sta su to bakteriofagi?
virusi koji zaražavaju bakterije
(žderači bakterija )
Mogu biti različitog sastava, gradje i oblika
čestica faga se sastoji iz
glave i repa
u glavi se nalazi nukleinska
kiselina
na repu se razlikuju:
- vrat
- telo
- bazalna ploča
- repne fibrile
Virion: infektivna forma virusa, tj. zrela virusna
čestica, koja je sposobna da inficira ćeliju domaćina.
Sadrži nukleinsku kiselinu (DNK ili RNK), koja je
obavijena proteinskim omotačem (kapsid)
Kapsid se sastoji od proteinskih podjedinica kapsomera,
koje su izgradjene od jednog ili više tipova proteina
Karakteristike faga
odsustvo razmene materije izvan bakterijske ćelije
umnožavanje samo u ćeliji domaćina
visok stepen specifičnosti prema domaćinu
nukleoproteinska gradja čestica
podudarnost sa virusima u pogledu veličine
lizogena osobina
Fagi imaju dva alternativna životna ciklusa
1. LITIČKI 2. LIZOGENI
Životni ciklus litičkih faga sastoji se
iz više faza:
1. adsorpcija
2. prodiranje
3. biosinteza
4. razaranje
5. oslobadjanje
U prvoj fazi dolazi do adsorpcije faga
na ćeliju, tj. fag se priljubljuje svojim repnim
delom za površinu bakterijske ćelije
Adsorpciju omogućavaju
reaktivne grupe kapsida,
pomoću kojih virus pronalazi
osetljivo mesto na površini
bakterijske ćelije i veže se
za njega
Bakteriofag enzimima
razlaže zid bakterije,
praveći otvor, kroz koju
zatim ubacuje svoju
nukleinsku kiselinu
Nekoliko minuta posle prodora faga u bakteriju,
pod dejstvom virusne DNK, inficirana bakterijska
ćelija sintetiše materije potrebne za stvaranje
novih čestica faga
U sledećoj fazi dolazi do razaranja bakterijske
ćelije i oslobađanja čestica faga
raspadanjem ćelije završava se proces umnožavanja
faga
iz jedne bakterijske ćelije nastane 10 – 300 čestica
bakteriofaga
umnožavanje faga se razlikuje od razmnožavanja žive
ćelije tj. umnožavanje se ne dešava deobom, već putem
sinteze
LIZOGENI CIKLUS
umereni fag ne izaziva lizis ćelije već se
redukuje u stanje profaga (genetska materija
faga)
bakterija koja nosi profag se naziva lizogena
bakterija
pri nepovoljnim uslovima može doći do
oslobađanja fagne DNK iz genoma bakterije i
otpočinjanja litičkog ciklusa
Primena bakteriofaga
Mogu se izolovati iz svakog mesta gde se
bakterija nalazi (zemlja, voda, biljke, životinje i
ljudsko telo... )
Umnožavaju se dok postoji bakterija - domaćin i
brzo se razgrađuju kada je domaćin odsutan
Netoksični su i mogu se koristiti kada hemijska
sredstva nisu dozvoljena, kao što je slučaj u
organskoj proizvodnji
Primena bakteriofaga
eliminišu ciljnu bakteriju, bez štetnog delovanja
na druge organizme u životnoj sredini
proizvodnja preparata faga ne zahteva visoke
troškove kao ni posebnu opremu
preparati se mogu čuvati duži niz godina
Primena bakteriofaga
Osim pozitivnih aspekata primene bakteriofaga, sa pažnjom treba proučavati i moguće negativne posledice njihove upotrebe. Naročito treba obratiti pažnju na:
pojavu rezistentnih sojeva bakterija, kao posledica mutacije
pojavu gubitka patogenosti faga usled uticaja spoljašnje sredine
pojedini fagi mogu da predstavljaju opasnost za korisne sojeve bakterija u prehrambenoj industriji i neke simbiotske bakterije
U zoni rizosfere:
Brzina širenja faga kroz neujednačeni sastav zemljišta
Imobilizacija faga biofilmom u supstratu
Adsorpcija od strane zemljišnih čestica
Niska pH vrednost supstrata
Fizičke prepreke
U zoni filosfere:
UV zračenje
Isušivanje
Temperatura
Kišne kapi
pH vrednost sredine
Pesticidi na površini lista
19
Faktori koji utiču na primenu faga
Noviji načini primene: • Formulacija
• H-mutanti
• Nepatogene bakterije kao nosioci faga
• Integracija sa drugim vidovima biološke zaštite
20
Bakteriozna plamenjača kruške Bakteriozna pegavost paradajza
Primena faga u zaštiti bilja
BAKTERIOFAGI KAO BAKTERICIDI U ZAŠTITI
BILJA
• avi. Ralstonia solanacearum + fag (Tanaka i sar.,
1990)
• Litički fagi + Pantoea aglomerans (Svircev i sar.,
2006)
• Formulisani h-mutant fagi + aktivatori
otpornosti + Cu-Mz (Obradović i sar., 2004,
2005; Jones i sar., 2007)
21
BAKTERIOFAGI KAO BAKTERICIDI U ZAŠTITI
BILJA
• Jones J. B., Jackson L. E., Balogh B., Obradović A., Iriarte F. B., Momol
M. T. (2007): Bacteriophages for plant disease control.
Annual Review of Phytopathology, 45: 245-262.
22
BAKTERIOFAGI KAO BAKTERICIDI U ZAŠTITI
BILJA
Obradović A., Jones J.B., Momol M.T., Balogh B., Olson S.M. (2004):
Management of Tomato Bacterial Spot in the Field by Foliar Applications
of Bacteriophages and SAR Inducers. Plant Disease, 88: 736-740.
- Način primene
- Integracija
- Uticaj na prinos
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
AU
DP
C
UTC Cu-Mz ASM ASM +
Harpin
ASM +
Cit7
Harpin Phage Phage
+ Cu-
Mz
Phage
+ ASM
Phage
+ ASM
+
Harpin
Phage
+ ASM
+ Cit7
Phage
+
Harpin
Treatments
A A
B B B BC CD
D D D D D
23
24
Biopesticid sadrži fage specifične za
Xanthomonas campestris pv.
vesicatoria i Pseudomonas syringae
pv. tomato
2005 je u SAD-u registrovan prvi preparat koji
sadrži fage (AgriPhage™)
(http://www.omnilytics.com/products/agriphage)
PREPARAT
BIOLOGIJA BAKTERIOFAGA PRIRODNIH NEPRIJATELJA
Xanthomonas spp. PATOGENA PAPRIKE
Dr Katarina Gašić,
25
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 10 20 30 40 50 60
Log 1
0 P
FU
/ml
Vreme (dani)
Neformulisani
Formulisani
UV svetlo/mrak
Postignut je efekat sličan streptomicinu
26
Pantoea agglomerans – antagonistički efekat
Fagi liziraju obe vrste P. agglomerans i Erwinia amylovora, prouzrokovača
bakteriozne plamenjače
INTEGRACIJA FAGA SA DRUGIM BIOLOŠKIM
AGENSIMA