Plantepatogener (fytopatogener) af fødevareafgrøder er en stor begrænsning for landbrugsproduktion på verdensplan. Disse fytopatogener er ansvarlige for enorme udbyttetab under forhøst, opbevaring og transport af afgrøder. Det er blevet anslået, at globalt set går 20-30 % af afgrøderne årligt tabt på grund af plantesygdomme.1 Blandt fytopatogenerne er der mere end 200 arter af fytobakterier.2 Selvom forskellige strategier er blevet anvendt til at kontrollere disse fytopatogener, er de fortsat en udfordring for landbrugsproduktionen.
De mest almindeligt anvendte kontrolstrategier er antibiotika (f.eks. streptomycin) og kobberbaserede forbindelser. Den udbredte brug af antibiotika i landbruget har dog ført til udviklingen af antibiotikaresistens blandt flere fytopatogener. Streptomycinresistens er blevet observeret i erwinia, Pseudomonas og Xanthomonas spp. Antibiotikaresistensgener (f.eks. strAB) i disse phytopatogener kan gennemgå horisontal genoverførsel, hvilket resulterer i spredning af antibiotikaresistens. Den kontinuerlige brug af kobber resulterer i dets ophobning i miljøet, hvilket er blevet forbundet med menneskers sundhedsproblemer, toksiske virkninger på flora og fauna og udvikling af kobbertolerante fytopatogener. Menneske- og dyresundhedsproblemer, der har været forbundet med kobber toksicitet omfatter gastrointestinale, lever-, reproduktive og neurodegenerative lidelser såsom Alzheimers sygdom. Indisk cirrhose i barndommen er en lidelse, der har været forbundet med indtagelse af store mængder kobber hos genetisk modtagelige individer. Kobber-induceret toksicitet er også blevet rapporteret at resultere i nedsat klatreevne og øget dødelighed i Drosophila melanogaster. Symptomer på overskydende kobber i planter omfatter nedsat vækst af rødder og skud, chlorose, beskadigede fotosyntetiske pigmenter og nogle gange død.
Forurening af jord med kobber beskadigede de fotosyntetiske pigmenter og forstyrrede væksten og gasudvekslingen af tre grøntsager (Brassica alboglabra, Brassica chinensis og Krysantemum coronarium). Kobberoxid-nanopartikler viste sig også at interferere med spiringshastigheden og væksten af rødder og skud af vårbyg (Byg sativum distichum). Resistens over for kobberbaserede baktericider er også en udfordring i bekæmpelsen af fytopatogener. Kobberresistens er blevet observeret i adskillige phytopatogener, herunder Pseudomonas og Xanthomonas spp.
En undersøgelse rapporterede, at 80% af 35 Pseudomonas syringae p.v. phaseolicola stammer isoleret fra snapbønnemarker udviste resistens over for kobber. Dette er en stor bekymring i betragtning af, at kobberanvendelse er den nuværende primære metode til bekæmpelse af disse phytopatogener. Flere lande har enten forbudt eller begrænset brugen af kobberbaserede plantebeskyttelsesmidler. Som følge heraf er nye kontrolstrategier blevet overvejet og undersøgt. Disse omfatter brugen af bakteriofager som potentielle biokontrolmidler.
Bakteriofager (fager) er vira med evnen til at formere sig i bakterieceller. Interessen for fager som biokontrolmidler tilskrives deres ikke-toksiske natur til eukaryote celler, selvreplikation, værtsspecificitet, evne til at overvinde resistens og let produktion. Især fagcocktails udgør en levedygtig mulighed for at udvide fagværtsområdet, hvilket begrænser fremkomsten af bakteriel resistens, mens fagernes lytiske aktivitet opretholdes. Det er derfor vigtigt, at det design, der bruges til at formulere en fagcocktail, skal resultere i den mest effektive cocktail mod patogenet. Det er også afgørende, at visse faktorer tages i betragtning under formuleringen og påføringen af en fagcocktail: deres stabilitet, produktionstiden og omkostningerne ved komplekse cocktails, den potentielle indvirkning på ikke-målrettede bakterier, tidspunktet for påføring af fag og persistensen i planten miljø. Kontinuerlig overvågning er påkrævet for at sikre, at effektiviteten af en cocktail opretholdes på grund af fagernes dynamiske natur. Selvom fagcocktails betragtes som en plausibel biokontrolstrategi for phytobakterier, skal der udføres mere forskning for at forstå den komplekse interaktion mellem fager og bakterier i plantemiljøet og for at overvinde de tekniske forhindringer.
Reference: Kering, KK, Kibii, BJ og Wei, H. (2019), Biocontrol of phytobacteria with bacteriophage cocktails. Skadedyr. Manag. Sci., 75: 1775-1781. https://doi.org/10.1002/ps.5324
