В растениях обитают самые разные бактерии; микробиом растений. Так же, как и у людей, микробиом растений формируется типами бактерий, которые успешно колонизируют экосистему растений.
Большинство этих бактерий являются симбиотическими, питаясь растениями и обеспечивая их такими способами, как фиксация азота и защита листьев. Патогенные бактерии также могут колонизировать растение. Патогены могут включать вирусы и бактерии, которые повреждают само растение, или бактерии, такие как шига-токсин, продуцирующий E. coli O104: H4. В 2011 году в Германии, Франции и Нидерландах произошла вспышка кишечной палочки, которая в конечном итоге была связана с потреблением зараженных проростков, что, как предполагалось, было вызвано дикими свиньями в зоне выращивания.
От такого конъюнктурного заражения трудно защититься, поскольку большая часть выращивания происходит на открытых, открытых пространствах с небольшими возможностями для контроля.Гипотеза, лежащая в основе этого исследования, заключается в том, что лучший способ защиты от патогенного заражения — это здоровый микробиом, колонизированный бактериями, обеспечивающими защиту от инвазивных патогенов. Как и в случае с младенцами, ранняя колонизация имеет решающее значение для создания полезного микробиома.
Исследователи во главе с доктором Шоном Ли заглянули внутрь стерилизованных бобов маш и смогли выделить уникальный штамм Bacillus pumilus, который обеспечивает бобу повышенную микробную защиту.«Мы с моим коллегой искренне интересовались, можно ли найти комменсальные бактерии в различных растительных источниках, в том числе в семенах», — сказал д-р Ли. «Тот факт, что мы смогли изолировать и вырастить бактерии, помещенные в семена, был весьма удивительным».Сначала исследователи стерилизовали и протестировали внешнюю часть запечатанного целого семени. Когда было определено, что это стерильно, они взяли образцы и высеяли внутреннюю часть семян и поместили их в бактериальный агар, который они инкубировали.
Они обнаружили новый штамм Bacillus pumilus, уникальной, очень подвижной грамположительной бактерии, способной колонизировать растения маш, не причиняя никакого вреда. Секвенирование генома показало, что изолированный B. pumilus содержит три уникальных кластера генов для производства антимикробных пептидных соединений, известных как бактериоцины.Доктор Ли и его коллеги предполагают, что их открытия могут иметь большое влияние как на наше понимание растений, так и на создание безопасных для пищевых продуктов противомикробных препаратов. Открытие того, что семена растений могут быть предварительно заселены, может быть важным механизмом, с помощью которого создается и поддерживается полезный микробиом растений.
Более того, теперь команда изолирует и изучает бактериоцины, которые, по словам доктора Ли, «обладают огромным потенциалом».