Стартапы в сфере агротехнологий приносят надежду на борьбу с болезнью Хуанлунбин у цитрусовых
Мандарины Наньфэн, апельсины Ганьнань и апельсины Чу ценятся потребителями за их свежий вкус, хорошую сохранность и сезонный сбор осенью и зимой. Однако фермеры, выращивающие цитрусовые по всему миру, сталкиваются с серьёзной проблемой – болезнью Хуанлунбин (HLB), также известной как зелёная болезнь цитрусовых.
Из-за разрушительного воздействия болезнь Хуанлунбин часто называют «раком цитрусовой отрасли». В последние годы болезнь начала быстро распространяться из-за колебания цен на фрукты и недостаточного ухода за садами. Кроме того, более тёплые зимы способствовали миграции насекомых-переносчиков на север, что привело к увеличению численности зимующих насекомых и массовым вспышкам инфекции. В настоящее время болезнь обнаружена в 267 уездах десяти провинций Китая. Помимо традиционно поражённых регионов, таких как Гуандун и Фуцзянь, болезнь начинает распространяться в ключевых производственных районах, таких как Ганьнань, южная часть Хунани и северная часть Гуанси.
Исследование патогена болезни Хуанлунбин
Выделение и культивирование патогена болезни Хуанлунбин является серьёзной научной проблемой. В 2009 году Сехлер и его коллеги сообщили об успешной изоляции и культивировании трёх типов патогенов: азиатского, африканского и американского. Они использовали метод выжимания капель (squeeze-drop method) и метод погружения фрагментов (mince-soak method) для выделения бактерий. Патоген был успешно выращен на специальной среде Liber A, обогащённой экстрактом черешков цитрусовых листьев.
Генетическое разнообразие патогена анализируется с помощью исследований рДНК и β-оперонов. В результате были идентифицированы три основных штамма: азиатский (Ca. L. asiaticus), африканский (Ca. L. africanus) и американский (Ca. L. americanus). Полное секвенирование генома флоридских штаммов может способствовать разработке специфических методов лечения.
Взаимодействие между патогеном, переносчиками и растениями-хозяевами
Инкубационный период болезни Хуанлунбин в растении-хозяине может составлять от нескольких месяцев до нескольких лет. Патоген сохраняется в заражённых растениях и телах насекомых-переносчиков зимой. Передача инфекции происходит на небольшие расстояния, не превышающие 50 метров. Исследования показывают, что взрослые насекомые-переносчики предпочитают заражённые растения, особенно молодые побеги.
В ходе экспериментов с липкими ловушками жёлтого, зелёного и белого цвета было установлено, что жёлтый цвет наиболее привлекателен для насекомых-переносчиков. Кроме того, заражённые цитрусовые выделяют специфические летучие вещества, такие как метилсалицилат (MeSA), которые усиливают их привлекательность для переносчиков. Самки насекомых-переносчиков более чувствительны к этим летучим веществам, что объясняет, почему они колонизируют заражённые растения раньше самцов.
Решения со стороны государственных органов
Согласно отчёту о вредоносных организмах ↗, опубликованному Министерством сельского хозяйства США (USDA) в 2011 году, болезнь Хуанлунбин была впервые обнаружена в США в 2005 году. К 2011 году болезнь распространилась на все округа Флориды, и были введены строгие карантинные меры. С 2009 года USDA инвестировало 400 миллионов долларов в борьбу с этой болезнью, а с 2014 года выделило 57 миллионов долларов на исследования.
Несмотря на достигнутый прогресс, полного излечения от болезни пока не найдено. В 2019 году было одобрено использование генетически модифицированного вируса, способного вызывать устойчивость у цитрусовых растений. Кроме того, несколько небольших компаний заявили о разработке пестицидов, которые могут снизить распространение болезни.
Решения от стартапов
Разработка устойчивых к болезни сортов цитрусовых
В октябре 2017 года американская биотехнологическая компания Phytelligence ↗ объявила о сотрудничестве с производителями цитрусовых во Флориде для предоставления противовирусных подвоев. Хотя эти подвои не могут вылечить болезнь, они снижают риск заражения. Запатентованная технология MultiPHY компании Phytelligence позволяет ускорить размножение плодовых деревьев в пять раз, что значительно сокращает цикл выращивания.
Эффективные биоконтрольные бактерии
Израильский венчурный фонд Copia-Agro ↗ занимается коммерциализацией технологий, разработанных израильскими университетами. Согласно заявлению управляющего партнёра компании Оада Цукермана, разработанная технология основана на использовании нового эндофитного микроорганизма, который проникает в флоэму растения и разлагает токсичные соединения, оставленные патогеном Хуанлунбин.
Фотокаталитические материалы
Китайский стартап проводит эксперименты с использованием модифицированного нанодиоксида титана для борьбы с болезнью Хуанлунбин. Этот материал повышает фотокаталитическую эффективность и генерирует супероксидные ионы под воздействием солнечного света, что способствует уничтожению патогенов. Испытания уже проводятся в Гуанси, Цзянси и Гуандуне.
Антибактериальная лазерная терапия
Исследовательская группа из Университета Флориды разработала метод лечения цитрусовых с использованием лазера. Лазер создаёт микроскопические вмятины на листьях, что улучшает проникновение антибактериальных препаратов. Этот метод позволяет сократить частоту применения пестицидов и снизить негативное воздействие на окружающую среду.
Уничтожение насекомых переносчиков с помощью лазера
Нейтан Мирвольд, бывший инженер Microsoft, основал компанию Intellectual Ventures Laboratory, которая разработала систему уничтожения летающих насекомых с помощью лазера. Система использует инфракрасные светодиоды и отражающие панели для обнаружения насекомых и их ликвидации.
Предложение альтернативных культур
Некоторые стартапы предлагают фермерам во Флориде выращивать альтернативные культуры, чтобы обеспечить доход, пока не будет найдено окончательное решение проблемы Хуанлунбин. Компания TerViva ↗ предлагает выращивание многолетнего растения понгамии, которое производит высококачественное растительное масло и корм с высоким содержанием белка для животных. Понгамия в восемь раз более продуктивна по выходу масла и в два раза более эффективна по белку, чем соя, при этом её выращивание требует в десять раз меньше воды и удобрений.
Эти инновационные решения дают надежду на то, что в будущем удастся эффективно бороться с разрушительными последствиями болезни Хуанлунбин.
