Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Αλέξιος Λέανδρος Σκαλτσούνης, Καθηγητής, Τμήμα Φαρμακευτικής, Σχολή Επιστημών Υγείας, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
Περίληψη:
Τα σημαντικά προβλήματα που αντιμετωπίζει ο τομέας της φυτοπροστασίας αναδεικνύουν την ανάγκη για την ανακάλυψη και ανάπτυξη νέων, εναλλακτικών και βελτιωμένων σε σχέση με τις ήδη υπάρχουσες, πηγών βιοδραστικότητας. Επιπρόσθετα, η αυστηροποίηση της σχετικής με τα φυτοπροστατευτικά προϊόντα (Φ.Π.) νομοθεσίας και η ολοένα αυξανόμενη πίεση της κοινής γνώμης προς τη βιομηχανία αγροχημικών για την ανάπτυξη νέας γενιάς Φ.Π., αποτελεσματικών και φιλικών για τον άνθρωπο και οργανισμούς μη-στόχους, επιτείνουν το πρόβλημα.
Στο πλαίσιο αυτό, η παρούσα ερευνητική εργασία, ακολουθώντας μια ολιστική προσέγγιση, είχε ως στόχο τη μελέτη ενδοφυτικών μικροοργανισμών της ελιάς και την αξιολόγησή τους ως πηγή βιοδραστικών μεταβολιτών για πιθανή αξιοποίησή τους στη φυτοπροστασία. Οι ενδοφυτικοί οργανισμοί και η μελέτη τους για εφαρμογές στις γεωπονικές επιστήμες αποτελούν μία από τις τελευταίες τάσεις της σχετικής έρευνας.
Πραγματοποιήθηκε μια σειρά πειραμάτων, η οποία περιλάμβανε την απομόνωση ενδοφύτων από διάφορους ιστούς ελιάς, τη μελέτη της δραστικότητάς τους έναντι του φυτοπαθογόνου μύκητα Colletotrichum acutatum, υπεύθυνου για την πρόκληση της σοβαρής μυκητολογικής ασθένειας γλοιοσπόριο της ελιάς, καθώς και τη μοριακή ταυτοποίηση των βιοδραστικών ενδοφύτων. Το πλέον δραστικό ενδόφυτο, που ανήκει στο γένος βακτηρίων Bacillus, καλλιεργήθηκε σε πιλοτική κλίμακα και επεξεργάστηκε περαιτέρω με σκοπό την ανακάλυψη και παραλαβή βιοδραστικών ουσιών. Ως κύρια ομάδα μεταβολιτών απομονώθηκαν λιποπεπτίδια. Η ταυτοποίηση των κύριων κατηγοριών του λιποπεπτιδικού εκχυλίσματος πραγματοποιήθηκε με τη χρήση αναλυτή LC/ESI/MS. Παράλληλα, διεξήχθη και μελέτη επί της καλλιέργειας του επιλεγμένου ενδοφυτικού μικροοργανισμού με στόχο τον εντοπισμό του βέλτιστου χρόνου επώασης για τη μέγιστη παραγωγή του δραστικού λιποπεπτιδικού εκχυλίσματος.
Σημαντικό κομμάτι της έρευνας αποτέλεσε και η μελέτη της επίδρασης του δραστικού λιποπεπτιδικού εκχυλίσματος στο μεταβολισμό του C. acutatum με τη συνδυασμένη χρήση GC/ΕΙ/MS και 1H-NMR μεταβολομικής. Ανακαλύφθηκε πλήθος μεταβολιτών-βιοσημαντών της τοξικότητας του εκχυλίσματος στο μύκητα, ενώ ένα από τα πιο σημαντικά ευρήματα ήταν η αξιοσημείωτη επίδρασή του στη βιοσύνθεση μεταβολιτών που σχετίζονται με την παθογένεια (αντιπαθογονική δράση).
Επίσης, το λιποπεπτιδικό εκχύλισμα επεξεργάστηκε με τη χρήση εκχυλιστικών και χρωματογραφικών τεχνικών (υγρή-υγρή εκχύλιση, χρωματογραφία μοριακού αποκλεισμού και χρωματογραφία κατ’ αντιρροή), με αποτέλεσμα την κλασμάτωση και το διαχωρισμό τόσο των κύριων κατηγοριών (σουρφακτίνες, βακιλλομυσίνες, φεγκυσίνες) όσο και ομάδων λιποπεπτιδίων που εντοπίζονται σε μικρότερες συγκεντρώσεις (γαγεοτετρίνες, βακιλοτετρίνες). Η μελέτη της βιοδραστικότητας των παραγόμενων κλασμάτων έναντι του φυτοπαθογόνου μύκητα C. acutatum οδήγησαν στην εξαγωγή σημαντικών συμπερασμάτων ως προς τη δράση των επιμέρους λιποπεπτιδίων.
Συμπερασματικά, η μελέτη ανέδειξε την αποτελεσματικότητα της πειραματικής διαδικασίας που ακολουθήθηκε ως μιας ολιστικής προσέγγισης για την έρευνα και ανάπτυξη νέων πηγών βιοδραστικότητας με δυνατότητα εφαρμογών στη φυτοπροστασία αλλά και σε τομείς όπως οι ιατρικές επιστήμες.
Λέξεις-κλειδιά:
ενδόφυτα, λιποπεπτίδια, φυσικά προϊόντα, φυτοπροστασία ελιάς, φυτοπροστατευτικά προϊόντα
