Međunarodni tim istraživača, okupljen u sklopu projekta BeXyl – Beyond Xylella financiranog iz EU, postigao je napredak u poboljšanju alata za ranu detekciju i nadzor za kontrolu opasne bakterije Xylella fastidiosa u različitim biljnim vrstama.
Xylella fastidiosa jedan je od najopasnijih biljnih patogena na svijetu, sposoban kolonizirati više od 700 biljnih vrsta. Odgovoran je za bolesti koje uzrokuju gubitke u poljoprivredi i bioraznolikosti u SAD-u i Brazilu u vrijednosti milijuna dolara. U listopadu 2013. bakterija je prvi put otkrivena u EU, na stablima maslina u regiji Apulija u južnoj Italiji. Od tada su izbijanja otkrivena i u regijama Francuske, Španjolske i Portugala.
Projekt BeXyl-Beyond Xylella okuplja više od 30 partnera iz znanosti, industrije i javnih tijela. Cilj projekta je provesti istraživanje i implementirati najsofisticiranije strategije upravljanja protiv trenutnih izbijanja Xylelle fastidiose, kao i spriječiti nova unošenja u Europu.
Istraživanje, koje koordiniraju Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias i Sveučilište u Melbourneu, okuplja stručnjake za fitopatologiju, molekularnu dijagnostiku, tehnologije senzora, daljinsko istraživanje i modeliranje, kako bi se pružili novi, integrirani pristupi nadzoru, ranom otkrivanju i praćenju ove bakterije i njezinih vektora.
Molekularni pristupi za rano i brzo otkrivanje
Istraživači su testirali najsuvremenije dijagnostičke alate temeljene na nukleinskim kiselinama za kvantifikaciju, tipizaciju i detekciju Xylelle fastidiose in situ u biljkama i vektorima. Moderne tehnologije testirane su na sirovim ekstraktima iz uzoraka badema, vinove loze, masline, kave i avokada, često bez prethodnog pročišćavanja DNA. Analize su potvrdile složenost Xyllelle fastidiose u različitim biljkama domaćinima.
Postupak obogaćivanja sekvencijskim hvatanjem u kombinaciji s visokopropusnom sekvenciranjem DNA omogućio je tipizaciju sojeva X. fastidiosa iz uzoraka biljaka i insekata na razini podvrsta i sekvencijskog tipa. Ovaj pristup povećao je osjetljivost detekcije i tipizacije za dva reda veličine u usporedbi s izravnim sekvenciranjem ukupne DNA.
Daljinsko istraživanje za detekciju i praćenje velikih razmjera
Koristeći proksimalno senzorsko snimanje, hiperspektralno snimanje i platforme za fenotipizaciju biljaka visokog propusnog kapaciteta, istraživači su otkrili fiziološke i strukturne značajke povezane s infekcijom prije pojave simptoma. Klasifikacijski modeli uspješno su razlikovali zaražene i zdrave biljke već dva mjeseca nakon inokulacije i kod maslina i kod vinove loze, pokazujući potencijal ovih alata za ranu detekciju i predviđanje intervencije.
Praćenje velikih zaraženih područja ostaje izazov u Europi i drugdje u svijetu. Znanstvenici su proširili postojeće tehnologije zračnog i daljinskog istraživanja u terenskim kampanjama provedenim na Mallorci (Španjolska), u Kaliforniji (SAD) i La Rioji (Argentina), obuhvaćajući bademe, vinovu lozu i masline.
Upotreba zračnih i satelitskih snimaka, uključujući hiperspektralne, toplinske i podatke WorldView-3, pokazala je potencijal za procjenu učestalosti i težine bolesti na razini parcela i regija, podržavajući razvoj globalnog modela za otkrivanje i praćenje X. fastidiose.
Nadovezujući se na prethodna istraživanja drugih biljnih patogena, istraživači su testirali sposobnost pasa tragača da otkriju Xylellu fastidiosu. Testovi su pokazali visoku osjetljivost i točnost, što ukazuje na to da tlo u kojem raste zaražena biljka igra važnu ulogu u hlapljivim spojevima koje psi percipiraju. Ovo otkriće pojednostavit će postupke obuke pasa i podržati potencijalnu operativnu upotrebu detekcije pasa za inspekcije u lukama, rasadnicima i na terenu.
Nadzor je ključan za učinkovito upravljanje epidemijama
Znanstvenici BeXyla razvili su nadograđene alate za nadzor ove štetne bakterije i njezinih vektora, koristeći statističke modele potpomognute prostornim, individualnim modelima širenja bolesti. Prilagođavanjem strategija uzorkovanja prethodno prikupljenim podacima, istraživači su pokazali da su sekvencijalne i nadzorne sheme temeljene na riziku ključne za povećanje učinkovitosti i djelotvornosti nadzora.
Sveukupno, različiti testovi i eksperimenti provedeni u sklopu projekta BeXyl pokazali su da je moguće postići integrirani, rani i znanstveno utemeljen pristup upravljanju izbijanjima Xyllelle fastidiose. Rezultati BeXyla pružaju konkretne i komplementarne opcije za podršku vlastima i dionicima u ublažavanju utjecaja jedne od najozbiljnijih prijetnji zdravlju biljaka s kojima se danas suočavaju poljoprivreda i prirodni ekosustavi.
