악명 높은 병원균 인 Phytophthora infestans는 19 세기에 아일랜드와 서유럽의 다른 지역에서 기근을 일으켰으며 전 세계 식량 생산에 계속해서 큰 위협을 가하고 있습니다.
오랫동안이 미세한 유기체와 다른 Phytophthora가 농작물 잎의 외부 보호 층을 기계적으로 통과하는 방법은 수수께끼였습니다. Wageningen University & Research의 식물 병리학 자, 세포 생물 학자 및 물리학 자들은 이제 고유 한 협력을 통해이 질문에 대한 답을 찾았습니다. 그들의 발견은 Phytophthora의 통제를 장기적으로 더 효과적이고 효율적이며 지속 가능하게 만드는 출발점을 제공합니다. 이 연구는 Nature Microbiology에 발표되었습니다.
식물은 모든 종류의 병원체에 의해 지속적으로 위협을 받고 있습니다. 어려운 이름을 가진 수많은 공격자들 피토프토라 (문자 그대로 : 식물 파괴자), 매년 감자, 토마토, 가지, 코코아, 고추, 콩, 야자 나무와 같은 모든 종류의 작물뿐만 아니라 숲과 자연 보호 구역에도 막대한 피해를 입 힙니다. 피토프토라 따라서 식량 안보에 큰 위협이 될뿐만 아니라 감자 재배에만 연간 약 6 ~ 7 억 유로의 피해를 입히는 엄청난 경제적 비용 항목이기도합니다.
싸움 피토프토라 부분적으로는 병원균과 그 표적이 지속적인 군비 경쟁에 관여하기 때문에 어렵습니다. 화학 작물 보호에 덜 의존하기 위해 식물 육종을 통한 내성 작물 개발에 많은 투자가 이루어지고 있으며 새로운 형태의 혼합 재배에 더 많은 관심을 기울이고 있습니다.
인사이트 메커니즘 활용
이제 또 다른 가능성이 나타납니다. 예방 피토프토라 식물에 전혀 접근 할 수 없습니다. 식물에는 다음과 같은 강도를 대상으로하는 보호 층이 장착되어 있습니다. 피토프토라 막기 위해. 그러나이 미세한 병원체 (인간의 머리카락 두께의 XNUMX/XNUMX 미만)는이 층을 뚫고 식물에서 질병 과정을 시작합니다. 수십 년간의 연구에도 불구하고 그들이 어떻게 그 층을 기계적으로 뚫고 있는지는 아직 알려지지 않았습니다.
이 문제를 해결하기 위해 WUR의 식물 병리학 자와 세포 생물 학자들은 WUR의 물리학 자들과 힘을 합쳤습니다. 그들은 작용하는 힘의 영향을받는 물체의 평형과 움직임을 다루는 물리학의 한 분야 인 역학을 전문으로합니다. 집단적 지식과 새로운 연구 도구의 공동 개발을 바탕으로 수수께끼가 마침내 풀릴 수 있습니다.
날카로운 칼
“우리는 Phytophthora 캔 영리한 속임수를 사용하여 관 모양의 감염 구조를 연마 한 다음 날카로운 칼처럼 식물의 표면을 자릅니다. 이 전략으로 피토프토라 무차별 대입없이 최소한의 에너지 소비로 호스트를 감염시킬 수 있습니다. 이 메커니즘이 밝혀진 것은 이번이 처음이며 진정한 근본적인 발견입니다.”라고 말합니다. 조리스 스프 라켈 , 물리 화학 및 소프트 물질 교수.
더 효과적이고 내구성있는 보호
식물 병리학 교수 프랜신 가버 제어를위한 많은 시작점을 봅니다. 피토프토라 장기적으로 더 효과적이고 효율적이며 지속 가능한 평소 용의자 화학 및 식물 육종이 관련됩니다. “역학의 법칙은 우리에게 피토프토라 먼저 잎 표면에 강하게 부착하지 않고서는 식물을 뚫을 수 없습니다.” 이 아이디어를 테스트하기 위해 연구진은 타당성의 첫 번째 증거로 감자 잎의 접착력을 제거하는 무독성의 값싼 물질을 감자 잎에 뿌렸습니다. 이를 통해 감염률을 약 65 %까지 줄일 수있었습니다. 인공 표면에 대한 최적화 된 테스트에서 효과는 100 %에 근접했습니다.
빠른 테스트
새로운 관점에서 이러한 유형의 식물 질병을 통제하기위한 근본적인 돌파구와 새로운 도구 외에도,이 연구는 살충제의 효과를 조사 할 수있는 일종의 신속한 테스트 인 새로운 방법론을 제공했습니다. 빠르고 정확하며 저렴한 방법입니다. 이것 역시 식물 질병과의 지속적인 싸움에 중요한 기여를 할 수 있습니다.
Govers :“박사 과정 학생을 포함한 Joris Sprakel과 그의 팀의 참여에 감사드립니다. 요켐 브롱호르스트 , 우리는 이제 병원균과 식물 사이의 군비 경쟁에 잠재적으로 새로운 전환을 줄 수있는 몇 가지 기본적인 물리적 원리가 있음을 알고 있습니다. 대체로이 연구는 징계 경계를 넘어서는 협력이 어떻게 새로운 돌파구로 이어질 수 있는지에 대한 정말 좋은 예입니다.”