Biologická ochrana rastlín je celkový systém, ktorý využíva prirodzených antagonistov (nepriateľov) škodlivých organizmov alebo produktov s využitím živých organizmov. Moderné prostriedky biologickej ochrany sú vysoko a dlhodobo účinné a zároveň sú šetrné k ľudskému zdraviu, životnému prostrediu a majú nízku alebo žiadnu toxicitu na necielené organizmy. Tým sa zvyšuje bohatosť, diverzifikácia a stabilita prírodných ekosystémov v poľnohospodárskej krajine a umožňuje sa kvalitná produkcia.
Alternatívou k chemickej ochrane rastlín je biologická ochrana, ktorá využíva prirodzený antagonizmus mikroorganizmov v prírode. Najznámejším fytoprotektívnym biologickým agensom je mikroskopická huba Trichoderma. V prednáške doc. Ing. Vladimír Farkaša, DrSc., v rámci Bratislavskej vedeckej cukrárne, dňa 11. 10. 2016, hovoril o selekcii aktívnych kmeňov huby, o mechanizmoch akými Trichoderma antagonizuje fytopatogénne huby, o produkcii inokúl (spór huby) a spôsobe ich použitia pri biologickej ochrane rastlín.
Ochrana rastlín
Choroby poľnohospodárskych rastlín spôsobené baktériami, vírusmi, či mikroskopickými hubami (plesňami) môžu vážne ohrozovať produkciu potravín. Z histórie sú známe prípady, keď epidémie kultúrnych rastlín spôsobili hladomory, nepokoje a dokonca aj sťahovanie národov. Na prevenciu a ochranu rastlín pred chorobami existuje dnes široké spektrum chemických pesticídov. V dôsledku ich nekontrolovaného používania dochádza k ich hromadeniu v pôde, a nakoniec i v potravinách, čo má nepriaznivý dopad na životné prostredie i ľudské zdravie. Obmenou k chemickej ochrane rastlín je už spomenutá biologická ochrana, ktorá využíva prirodzený antagonizmus mikroorganizmov v prírode, t. j. na potlačenie mikroorganizmu spôsobujúceho chorobu sa použije iný mikroorganizmus, ktorý je jeho prirodzeným antagonistom. V prednáške sa hovorilo o mechanizmoch antagonizmu húb, o vzájomnom pôsobení medzi napadnutou rastlinou, patogénom a jeho antagonistom, o izolácii antagonistov z prírody a ich praktickom využití pri biologickej ochrane rastlín.
 |
 |
Výskum na Slovensku
Výskum na Slovensku, o ktorom nám prišiel autor prednášky porozprávať do Bratislavskej vedeckej cukrárne, sa týkal ochrany rastlín pred ochoreniami spôsobenými mikroskopickými hubami (plesňami). Konkrétne, výskum bol zameraný na využitie pôdnej mikroskopickej huby Trichoderma na ochranu rastlín pred hubami napádajúcimi korene rastlín.
Podľa slov Vladimíra Farkaša, huba Trichoderma je významným priemyslovým organizmom využívaným pre produkciu enzýmov degradujúcich rastlinné polysacharidy a ako fungálny antagonista pre biologickú ochranu rastlín. „Študujeme vplyv svetla a iných vonkajších faktorov na sporuláciu huby Trichoderma a jej metabolizmus,“ dodáva autor prednášky. Získané poznatky sa využívajú na efektívnu prípravu spór pre účely biologickej ochrany rastlín.
Práca kolektívu slovenských vedcov trvala asi 10 rokov a pozostávala z niekoľkých etáp, ktoré obsahovali izoláciu rôznych kmeňov huby Trichoderma z prírodných stanovísk, testovanie ich účinnosti voči vybraným fungálnym patogénom, laboratórne a poľné pokusy pesticídnej účinnosti, optimalizáciu masovej produkcie spór a spôsobov ich aplikácie. Podľa vyjadrení autora v rozhovore pre náš portál bolo … „veľkou satisfakciou, keď si jedna firma z južného Slovenska zakúpila od nášho ústavu licenciu na efektívny kmeň a na technológiu produkcie jeho spór pre účely biologickej ochrany rastlín. Firma teraz spóry našej huby produkuje vo veľkom a predáva farmárom.“
V závere prednášky študenti kládli otázky, týkajúce sa napríklad škodlivosti nasadenia huby Trichoderma na ľudský organizmus. Podľa vyjadrení prednášajúceho, huba musí prejsť najprv testami škodlivosti na ľudský organizmus, čo sa doteraz nepreukázalo. Najďalej vo výskume sú napríklad v USA, ale aj na Kube, kde pre nedostatok peňazí sa vo veľkom venujú hlavne biologickej ochrane rastlín a majú prepracovaný dômyselný systém.
VIDEOZÁZNAM z PREDNÁŠKY
Spracovala: Mária Izakovičová, NCP VaT pri CVTI SR
Obrázky: prezentácia, doc. Ing. Vladimír Farkaš, DrSc.
Foto: NCP VaT pri CVTI SR
Uverejnila: ZVČ
Zdroj o doc. Ing. Vladimírovi Farkašovi, DrSc.,: SAV
doc. Ing. Vladimír Farkaš, DrSc., biochemik a biotechnológ, je emeritným pracovníkom Chemického ústavu SAV v Bratislave. Počas svojej vedeckej kariéry sa venoval štúdiu tvorby bunkových stien húb, enzýmov degradujúcich rastlinné polysacharidy a fyziológii huby Trichoderma.
Prehľad najvýznamnejších výsledkov:
Z najstarších výsledkov je významný objav zymogenicity chitín syntázy – enzýmu podieľajúceho sa na syntéze chitínu v kvasinkách. Medzi prioritné výsledky patrí objav enzýmu xyloglukan endotransglykozylázy (XET), ktorý hrá nezastupiteľnú úlohu pri expanzii rastlinných bunkových stien v priebehu rastu. Z výsledkov aplikovaných v praxi je najvýznamnejšia technológia priemyselnej produkcie fungálnych celuláz hubou Trichoderma a komerčne úspešný biotechnologický spôsob prípravy vzácneho cukru celobiózy. Z doterajšej výskumnej činnosti autora vyplynulo 120 publikácií a 14 patentov, z ktorých väčšina bola realizovaná v praxi.
Ocenenia a vyznamenania:
1991: Grant od National Institutes of Health Fogarty International Center na projekt „Biosyntéza kvasinkového beta-1,3-glukánu” (s Dr. Enricom Cabibom)
1998: Cena „Technológ roka SR 97“ za vývoj priemyselného procesu biotechnologickej produkcie vzácneho cukru celobiózy
2001: Zlatá medaila Slovenskej akadémie vied za podporu rozvoja vedy na Slovensku
2004: Zvolený za člena Učenej spoločnosti SAV
2008: Patočkova medaila ČS spoločnosti mikrobiologickej za prínos k rozvoju poznania v oblasti mikrobiológie
2011: Ocenenie „Významná osobnosť vedy” Predsedníctvom Slovenskej akadémie vied
Medzinárodné projekty:
1991 – 1992: Biosynthesis of yeast beta-glucan, financovaný z Fogarty International Center, National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA.
1996 – 1998: Anti-tobacco necrosis virus activity of xyloglucan-derived oligosaccharides, projekt financovaný z Dainippon Pharmaceutical Company, Osaka, Japonsko.
1997 – 1999: „The strength of wood fibers. Association between cellulose and hemicellulose at the molecular level.“ FAIR CT 96-1624, financovaný Európskou komisiou, Brusel.
1999 – 2001: „Preferred cleavage sites of plant xyloglucan endotransglycosylase (XET)“, financovaný z The Royal Society of London, Veľká Británia.
2005 – 2008: „Functional genomics for biosynthesis of plant cell walls WALLNET”. Projekt č. MRTN-CT-2004 – 512265 financovaný Európskou komisiou, Brusel.