Naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego opracowali preparat, który może stać się efektywnym środkiem przeciwgrzybowym dla roślin uprawnych. Rozwiązanie w pełni bazuje na substancjach pochodzenia naturalnego, co oznacza, że potencjalnie może znaleźć zastosowanie zarówno w masowych uprawach rolnych, jak i ekologicznych.

Coraz mniej środków przeciwgrzybowych

Choroby grzybowe są dużym zagrożeniem dla upraw rolnych, gdyż zmniejszają plonowanie. Ilość skutecznie działających przeciwgrzybowo środków stosowanych w rolnictwie z każdym rokiem maleje, ponieważ niektóre z nich są wycofywane z rynku ze względu na niepożądane działanie na środowisko. Wobec kurczącej się bazy dostępnych środków przeciwgrzybowych coraz częściej spotyka się wzrost oporności szczepów grzybów na dostępne preparaty. 

Ten problem się nasila, dlatego powinno się go szybko rozwiązać, bo długofalowo może doprowadzić do wzrostu cen żywności i wystąpienia ograniczeń w jej dostępności.

Metale ciężkie zapisane w pancerzu kleszcza. Nowe badania pokazują, że mogą monitorować zanieczyszczenia środowiska

Beta-glukany w służbie ochrony roślin

Zaproponowane przez naukowców z UJ rozwiązanie bazuje na beta-glukanach pozyskiwanych z ziaren zbóż. Beta-glukany to polisacharydy, powstałe z połączenia setek lub tysięcy cząsteczek glukozy. W środowisku naturalnym występują powszechnie w ścianach komórkowych m.in. zbóż i grzybów. Jako jeden ze składników rozpuszczalnego błonnika pokarmowego beta-glukany wykazują różne właściwości prozdrowotne, m.in. wspierają odporność i obniżają poziom cholesterolu.

Opracowany przez nas preparat bazuje na polimerowych cząsteczkach beta-glukanów, do których przyłączamy aminy czwartorzędowe. Aminy te charakteryzują się tym, że zawierają ładunek dodatni niezależnie od pH. To właśnie ten ładunek jest kluczowy dla aktywności przeciwgrzybowej tak zmodyfikowanego beta-glukanu – wyjaśnia dr hab. Kamil Kamiński, prof. UJ z Zakładu Chemii Fizycznej i Elektrochemii UJ, współtwórca technologii.

Optymistyczne rezultaty badań i większe plonowanie

Dotychczas naukowcy prowadzili badania w laboratorium i na polu – na uprawach jęczmienia i pszenżyta. Preparat zadziałał na grzyby Puccinia hordei wywołujące rdzę jęczmienną oraz Blumeria graminis odpowiedzialne za chorobę mączniaka prawdziwego zbóż. Wykazywał również aktywność antymykotyczną wobec rodzaju Fusarium, obejmującego liczne gatunki stanowiące poważne patogeny roślin uprawnych.

Grzyby, na które silnie działa preparat, w naszej szerokości geograficznej odpowiadają za najczęściej występujące infekcje grzybicze zbóż i zarazem najbardziej destrukcyjne, jeżeli chodzi o opłacalność upraw. W naszych badaniach zastosowanie nowego preparatu prowadziło do około 50% zahamowania infekcji grzybowych w porównaniu z grupą kontrolną. – mówi współtwórczyni wynalazku, dr Magdalena Skóra z Zakładu Kontroli Zakażeń i Mykologii na Collegium Medicum UJ.

Potencjalne zastosowanie i brak toksyczności

Zespół naukowy nie potwierdził jeszcze istoty mechanizmu działania przeciwgrzybowego. Na obecnym etapie badań można stwierdzić, iż preparat znajdzie zastosowanie jako nowy środek przeciwgrzybowy dla roślin najszerzej uprawianych w Polsce, a więc pszenicy, jęczmienia i pszenżyta. Wstępne wyniki laboratoryjne sugerują, że proponowane rozwiązanie może zadziałać też przeciw grzybom atakującym ziemniaki i pomidory. Dziś jednak nie sposób wskazać wszystkie typy upraw i szkodniki, gdzie preparat może znaleźć zastosowanie. 

Siłą proponowanego przez nas preparatu jest to, że nikt wcześniej nie używał tego typu związku w takich aplikacjach. To oznacza, że nie będziemy mieli do czynienia z mechanizmami szybkiego uodporniania się na nie szkodników upraw – podsumowuje dr hab. Kamil Kamiński.

Zespół badaczy przeprowadził już wstępne badania toksyczności opracowanego preparatu, między innymi na owadach oraz na ssaczych liniach komórkowych. W obu przypadkach nie wykazano negatywnego oddziaływania. Po zakończeniu obecnie prowadzonych badań, które zakończą się jeszcze w tym roku, uczelnia planuje wprowadzić preparat na rynek. 

Rosnąca oporność grzybów na środki chemiczne

Wiedza na temat szkodliwości środków ochrony roślin w ostatnich latach wzrosła. Należy się spodziewać, że w ciągu najbliższych kilkunastu lat kolejne preparaty z obecnie stosowanych w rolnictwie będą w UE zabronione. W użytku pozostaną jedynie środki, które bazują na siarce i miedzi. 

Jeżeli w tym samym okresie zjawisko rosnącej oporności grzybów na pestycydy będzie się nasilać, możliwe, że każdy nowy pod względem składu chemicznego preparat będzie najskuteczniejszy, ponieważ grzyby nie będą jeszcze na niego uodpornione. 

Zobacz też: Kraków testuje antykoncepcję w karmie dla gołębi. Pilotażowy program kontroli populacji ptaków

Źródło: Uniwersytet Jagielloński

Fot. Uniwersytet Jagielloński

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.