Как происходит наращивание биопленки и чем это может обернуться

Ученые из Нидерландов (Гервен Ламмерс, доктор философии, Том ван Орсоу, бакалавр, Ян-Кристиан Шенберг, Карли Вулдерс, бакалавр) создали специальную установку, чтобы провести исследование патогенной биопленки в тепличных системах для полива. В своей работе они пишут, в частности, следующее.

В теплицах для растений используются капельные / ирригационные линии или гидропонные системы, чтобы обеспечить культуры достаточным количеством воды.

Однако невидимая снаружи биопленка способна образовывать слой на внутренней поверхности проводников воды, значительно уменьшая поток или даже физически засоряя целые капельницы. Самое главное – биопленка является идеальной средой для укрытия и размножения фитопатогенов.

Наращивание биопленки обычно начинается с прикрепления отдельной клетки микроорганизма в суспензии к поверхности, например, к внутренней поверхности водопровода. Этот микроорганизм начинает размножаться и выделяет компоненты для создания защитной среды.

Таким образом, биопленка внутри линии - это не просто слизистый слой, а на самом деле хорошо структурированное и высокоорганизованное микробное сообщество. Этот процесс ускоряется относительно высокими температурами и органическими загрязнениями, обычно присутствующими в оросительной воде, и дополнительно стимулируется относительно низкими объемами потока в начале культивирования.

Многолетний мировой опыт в тепличном растениеводстве показал, что традиционные дезинфицирующие средства, такие как хлор, очищают саму воду, а иногда образуют вредные остатки. Гораздо эффективнее показал себя стабилизированный серебром раствор перекиси водорода.

Для проверки действия состава компания Intracare, выпускающая такой продукт для тепличного сектора, разработала генератор биопленки в качестве модели для изучения естественного роста и последующего удаления биопленки с помощью Intra Hydro pure в экспериментальной установке.

Пластиковые трубки, представляющие линии питьевой воды, были заполнены водой, зараженной фузариозом, чтобы имитировать распространение модельного патогена в теплице. Режим полива имитировался ежедневным графиком расхода / отсутствия потока.

Качество воды определяли путем измерения количества аденозинтрифосфата (АТФ) в качестве маркера для микроорганизмов с помощью Intra Clean Quick Scan в относительных световых единицах (RLU).

Съемные пластиковые вставки помещали внутрь пробирок для оценки количества бактерий и грибов в биопленке.

Когда растущая биопленка стала четко видна глазом (как жирный слой) и измерения АТФ в воде начали стабилизироваться, применили непрерывное добавление 40 ppm Intra Hydro pure для исследования воздействия продукта на биопленку.

В течение периода роста биопленки количество АТФ в воде быстро увеличивалось до 1662 RLU, что указывает на сильно загрязненную воду. После непрерывного добавления продукта количество RLU быстро уменьшалось в течение короткого периода времени и оставалось низким, как показывают измерения на 19-й неделе со значением RLU 66.

Измерения АТФ соответствуют общему количеству аэробных (бактерии + грибы) в воде и вставках в пробирки. Оба показателя быстро увеличились в течение нескольких недель до 18 миллионов раз (1,8 x 107) и 1,5 миллиона раз (1,5 x 106) соответственно. Использование продукта также снизило показатели до безопасных.

Многие ботанические заболевания вызываются такими грибами, как Fusarium spp, Pytium spp и Botrytis spp. Таким образом, присутствие и уничтожение грибов в воде и биопленке дополнительно визуализировалось на чашках для роста грибных культур до и после обработки раствора перекиси, стабилизированного серебром. Наличие и устранение патогенных грибов Fusarium spp. подтверждено микробиотехнологическими методами.

«Генератор биопленки позволил нам визуализировать быстрый рост патогенной микрофлоры и методы борьбы. Отметим, что установка создавала наихудший сценарий из-за преднамеренного добавления загрязненной воды, содержащей смесь патогенных микроорганизмов, тогда как на практике все обычно очищают и дезинфицируют всю водную систему при смене посевов», заключают авторы.

Источник: https://www.hortidaily.com, https://www.agroxxi.ru/
Авторы: Гервен Ламмерс, доктор философии, Том ван Орсоу, бакалавр, Ян-Кристиан Шенберг, Карли Вулдерс, бакалавр).