Аналіз мікробіому листкових поверхонь рослин закарпатського регіону

Анотація

Дослідження співвідношень мікроорганізмів, що здатні існувати (персистують) на поверхні їстівних рослин і означені як їх мікробіом, є актуальними насамперед для передбачення його потенційного впливу на здоровʼя людини. Вивчення функціональних характеристик рослинної мікробіоти є важливим також для розробки і впровадження інноваційних технологій з метою збереження сільськогосподарських рослин та рослинної сировини. Мета: дослідити особливості формування поверхневої мікробіоти сільськогосподарських рослин регіону, пріоритетних за частотою вживання їх населенням і вирощених в різних агрокліматичних зонах Закарпатської області.  Для дослідження відбирали сільськогосподарські рослини і плоди, зібрані в трьох районах Закарпатської області (Ужгородському, Берегівському та Міжгірському), які найбільше використовуються для приготування страв у свіжому вигляді. Їх перелік включає: яблука (Malus domestica), виноград (Vitis vinifera), огірки (Cucumis sativus), томати (Solanum lycopersicum), червоний перець (Capsicum annuum L.), листя щавлю (Rumex acetosa),  петрушки (Petroselinum crispum), кропу (Anethum graveolens L.), буряку (Beta cicia), кропиви (Urtica dioica L.), капусти (Brassica oleracea), пера цибулі (Allium fitulosum L.) та часнику (Allium sativum). Ідентифікацію ізольованих із зелених поверхонь рослин мікроорганізмів здійснювали за допомогою біохімічних тест-систем. Десятикратні (серійні) розведення змивів листкових поверхонь висівали на диференційно-діагностичні та хромогенні середовища із наступним їх культивуванням при різних температурних режимах із використанням аеробних і анаеробних умов. За необхідності видову належність ізольованих штамів мікроорганізмів уточнювали шляхом протеомного аналізу за допомогою методу MALDI-TOF. Встановлено певну спорідненість у складі епіфітної мікробіоти сільськогосподарських рослин, вирощених в Ужгородському та Берегівському районах, що можна пояснити зосередженістю тут більшої кількості діючих підприємств області. Серед ізольованих мікроорганізмів із поверхонь їстівних рослин тут переважали штами Pseudomonas fluorescens, Enterobacter aerogenes, Enterococcus faecalis. На противагу, кількісний і якісний склад мікробіоти сільськогосподарських рослин, вирощених в Міжгірському районі, що відноситься до гірських і господарсько-малоосвоєних регіонів з низькими показниками промислового і сільськогосподарського виробництва, відрізнявся більшою різноманітністю ізолятів і домінуванням серед їх числа типових епіфітних бактерій, ізольованих зокрема з поверхні яблука, кропу, петрушки, червоного перцю та винограду. З вирощеного у цьому районі кропу було виділено штами Lactobacillus plantarum. Показано, що склад мікробіому рослин, який потенційно впливає на формування мікробіому людини, залежить від географічних, екологічних та антропогенних факторів навколишнього природного середовища. Показано, що фізико-хімічні умови грунтів, топологія рослинної поверхні і кліматичні умови, вміст біологічно-активних речовин (БАР) у рослинах і кількість антропогенного навантаження визначають якість та безпечність рослинної продукції. Рослини, крім власних механізмів захисту (сукупність процесів обміну речовин, а також здатність відповідати на дію пошкоджуючого чинника), володіють додатковим захисним резервом, який безпосередньо пов'язаний з генотипом рослини і залежить від складу епіфітного мікробіому, який надає стійкості до абіотичних та біотичних навантажень або допомагає росту та живленню рослин. Дані про мікробіом сільськогосподарських рослин є важливими для характеристики якості виготовленої з них продукції. З іншого боку ці відомості становлять інтерес  для можливого прогнозування результатів взаємодії мікроорганізмів асоційованих з рослинною сировиною та представників кишкового мікробіому людини.

.