المقارنة الجينومية وإمكانات المكافحة البيولوجية لخمس سلالات من الباسيلس معزولة من جذور كرمة العنب

لماذا يهم هذا لعشاق النبيذ والمزارعين

كروم العنب في أنحاء العالم تتعرض لهجوم العفن الرمادي، الفطر المدمر الذي يمكن أن يقضي على المحصول ويُفسد نكهة النبيذ ولونه ورائحته. اليوم، يتم كبح هذا المرض في الغالب باستخدام المبيدات الفطرية الاصطناعية التي قد تترك رواسب في الكروم والزجاجات على حد سواء. تستكشف هذه الدراسة بديلاً أكثر خضرة: بكتيريا تربوية طبيعية من كروم الأرجنتين قد تحمي العُرَيِّش من الأمراض مع إبقاء المواد الكيميائية خارج الكأس.

مجتمع خفي حول جذور الكرمة

كروم العنب لا تعيش وحدها. جذورها محاطة بمجتمع ميكروبي نشط تحت الأرض يتغذى على إفرازات الجذر ويستفيد النبات بالمقابل من مساعدته في مواجهة الإجهاد والأمراض. من هذه المنطقة الجذرية، عزل الباحثون سابقًا خمس سلالات من الباسيلس، مجموعة من البكتيريا القوية المكونة للأبواغ والمستخدمة بالفعل في بعض علاجات المحاصيل الصديقة للبيئة. جميع السلالات الخمس أظهرت قدرة على إبطاء الفطريات الممرضة المهمة في اختبارات المختبر، بما في ذلك Botrytis cinerea المسبب للعفن الرمادي، لكن هويتها الدقيقة وآلية عملها كانت لا تزال غير واضحة.

تمييز الصديقة عن المشكوك فيها

لفهم ما عثروا عليه، قام الفريق بتسلسل الحمض النووي الكامل لكل سلالة من الباسيلس ومقارنة الجينومات مع قواعد مرجعية. اثنتان من السلالات، المسماة AMCV2 وFAU18، تكوَّن وضوحًا مع Bacillus subtilis، نوع يُعتبر آمنًا على نطاق واسع ويُستخدم بالفعل كعامل مكافحة حيوية. الثلاث الباقية تجمعت ضمن عائلة Bacillus cereus، التي تضم إلى جانب المبيدات الحيوية المفيدة أيضًا بكتيريا قادرة على التسبب بتسمم غذائي وأمراض أخرى. ونظرًا لأن الحدود داخل هذه العائلة غامضة، جمع المؤلفون بين طرق تصنيف متعددة وفحوص مجهرية، وخلصوا في النهاية إلى تصنيف هذه الثلاث على أنها Bacillus cereus sensu stricto — مجموعة تحمل جينات سمّية إسهالية نموذجية ومن ثم تستدعي الحذر.

أسلحة طبيعية تصنعها بكتيريا الكروم

كشفت البيانات الجينومية أيضًا عن الأدوات الكيميائية التي قد تستخدمها هذه البكتيريا لمكافحة الفطريات. حملت السلالات الخمس مجموعات جينات قادرة على توجيه إنتاج المستقلبات الثانوية — جزيئات متخصصة ليست ضرورية للبقاء الأساسي لكنها حاسمة في المنافسة والدفاع. في زوج B. subtilis الآمن، AMCV2 وFAU18، وجد الباحثون مجموعات جينية كاملة ومحفوظة بدرجة عالية لإنتاج ليبوببتيدات حلقيّة اثنتين، الفيغنيسين والسيرفاكتين. هذه الجزيئات الشبيهة بالصابون معروفة بإحداث ثقوب في أغشية الفطريات وتعطيل الأغشية الحيوية. أما سلالات B. cereus فأظهرت، بالمقابل، قدرة جينية قوية على صنع السايدروفورات، مركبات تلتقط الحديد من البيئة، لكنها أظهرت فقط دلائل ناقصة على وجود الليبوببتيدات القوية المضادة للفطريات.

اختبار دفاعات البكتيريا عمليًا

لمعرفة ما إذا كانت هذه التنبؤات تتحول إلى نشاط فعلي، عزل الفريق الليبوببتيدات من مستنبتات كل سلالة وطبقها على أطباق كان العفن الرمادي ينمو عليها. فقط المستخلصات من AMCV2 وFAU18 أحدثت مناطق واضحة طويلة الأمد حيث فشل الفطر في التقدم؛ في حين لم تظهر سلالات B. cereus أي تثبيط مرئي تحت نفس الشروط. عندما ركز العلماء على المرحلة الأولى من دورة حياة الفطر — إنبات الأبواغ — وجدوا أن الليبوببتيدات من زوج B. subtilis منعت تقريبًا إنبات أبواغ العفن الرمادي تمامًا، بينما إنبتت الأبواغ في العينات الشاهدة بشكل طبيعي. لم يعزز الجمع بين مستخلصي B. subtilis التأثير أكثر، لكنه أيضًا لم يخفّضه، ما يشير إلى أن كل مستخلص بمفرده قوي جدًا بالفعل.

نحو مكافحة أمراض أنظف في الكروم

من خلال الجمع بين التحليل الجيني والاختبارات المخبرية، تضيق هذه الدراسة نطاق البكتيريا الكرومية الفعالة والمحتملة الآمنة للاستخدام كعوامل فطرية حية. النتيجة الأساسية هي أن سلالتين من B. subtilis المعزولتين من جذور كروم الأرجنتين تنتجان ليبوببتيدات قوية مضادة للفطريات تمنع إنبات أبواغ العفن الرمادي، مما يوفر أداة واعدة لحماية الكروم دون الاعتماد على رشّات كيميائية كثيفة. بالمقابل، على الرغم من أن سلالات B. cereus تصنع مركبات جاذبة للحديد، فقد أظهرت قدرة قليلة مباشرة على مكافحة الفطريات وتحمل سمات جينية تثير مخاوف تتعلق بالسلامة. مجتمعة، تشير النتائج إلى أن AMCV2 وFAU18 مرشحان قويان لمبيدات فطرية جديدة قائمة على الباسيلس قد تدعم زراعة كروم أكثر استدامة وخالية من الرواسب.

الاستشهاد: Lajoinie, D.M., Rocco Welsh, R., Rey, C. et al. Comparative genomics and biocontrol potential of five Bacillus strains isolated from grapevine rhizosphere. Sci Rep 16, 10819 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44555-9

الكلمات المفتاحية: المكافحة الحيوية لكرمة العنب, Bacillus subtilis, العفن الرمادي, مبيد فطري حيوي, زراعة كروم مستدامة