Aby wyżywić szacunkowo 10 miliardów ludzi na Ziemi, produkcja żywności będzie prawdopodobnie musiała do 2050 roku wzrosnąć o 60 proc. Dlatego wzrost produkcji roślinnej wraz ze zmniejszeniem strat żywności z powodu patogenów należy do głównych wyzwań współczesnego rolnictwa. W produkcji żywności poważnym problemem są choroby roślin, ponieważ rocznie przyczyniają się do strat w plonach sięgających 15 proc. w skali globalnej. Około 70–80 proc. tych chorób jest powodowanych przez grzyby fitopatogeniczne. Niestety te straty mogą być jeszcze większe. Sprzyjają im zmiany klimatyczne i globalizacja, umożliwiająca rozprzestrzenianie się patogenów na nowe obszary.

Zboża odgrywają kluczową rolę w diecie człowieka, i – co za tym idzie – w rolnictwie. Ich znaczenie w przemyśle paszowym też stale rośnie. Nawet przy nowoczesnych praktykach rolniczych patogeny grzybowe w dalszym ciągu przyczyniają się do strat w plonach na poziomie 15–20 proc. Wytwarzane przez grzyby metabolity, czyli mykotoksyny mogą być dodatkowo przyczyną ostrych i przewlekłych zatruć (także śmiertelnych), powodują dolegliwości przewodu pokarmowego (nudności, biegunka, wymioty), a niekiedy także: ciężkie uszkodzenia wątroby, halucynacje, stany zapalne skóry, zaburzenia neurologiczne (np. drgawki), krwotoki, a nawet poronienia. Ziarna zainfekowanego mykotoksynami nie wolno sprzedawać ani karmić nim zwierząt gospodarskich, bo mykotoksyny odkładają się w ich organizmach i są wraz z ich mięsem zjadane przez ludzi.

Rolnicy zwalczają grzyby w uprawach przy pomocy drogich oprysków, do których używają środków chemicznych o ogólnej nazwie fungicydy. Niestety grzyby na skutek mutacji genetycznych po pewnym czasie uodporniają się na fungicydy.

Nad tym, w jaki sposób dochodzi do tego uodpornienia i jak mu zaradzić, głowią się naukowcy w wielu krajach, m.in. w Niderlandach w Instytucie Badawczym Roślin w Wageningen. Jest on częścią wielkiego międzynarodowego konsorcjum naukowego – JPIAMR złożonego z 23 instytucji finansujących naukę, w tym z polskiego Narodowego Centrum Nauki. W ubiegłym roku JPIAMR ogłosił konkurs pt. „Opracowanie” innowacyjnych strategii, narzędzi, technologii i metod diagnostyki i nadzoru nad opornością na środki przeciwdrobnoustrojowe”.

– O tym konkursie dowiedziałem się z ogłoszenia zamieszczonego przez NCN. Szeroki temat konkursu obejmuje m.in. badanie nad odpornością grzybów na fungicydy.

Ponieważ temat był zbieżny z moimi zainteresowaniami badawczymi, to postanowiłem się zgłosić. W krajach Europy Wschodniej tego rodzaju badania nie były wcześniej prowadzone. Z tego, co się dowiedziałem, będziemy je robić po raz pierwszy – wyjaśnia prof. Tomasz Kulik, kierownik Katedry Botaniki i Ekologii Ewolucyjnej na Wydziale Biologii i Biotechnologii UWM.

Badaniami nad odpornością grzybów na fungicydy zajmuje się konsorcjum naukowe założone przez dr. Fraaije Barta z Instytutu Badawczego Roślin w Wageningen w Niderlandach. Prof. Kulik jest w nim partnerem z Polski, tworząc zespół naukowy z dr Katarzyną Bilską ze swej katedry i prof. Jackiem Olszewskim z Wydziału Rolnictwa i Leśnictwa UWM. Konsorcjum współtworzą także naukowcy z Francji, Irlandii, Wielkiej Brytanii i Australii.

– Dr Fraaije Bart to światowy autorytet w badaniach nad grzybami. Uczyłem się z jego książek – wspomina prof. Kulik.

Projekt zaczyna się w lutym i potrwa trzy lata. Ekipa z UWM na jego realizację otrzymała 730 tys. zł. Jak będzie wyglądał podział prac w międzynarodowej grupie badawczej?

– Każdy w tym konsorcjum będzie robić to samo, czyli badać, gdzie i jakie grzyby występują, jaką mają odporność na fungicydy, z czego ona wynika. Próbki będziemy pobierać bezpośrednio z tkanek zbóż uprawianych na komercyjnych polach od wiosny do jesieni, zarówno przed opryskami jak W produkcji żywności poważnym problemem są choroby roślin, ponieważ rocznie przyczyniają się do strat w plonach sięgających do 15 proc. w skali globalnej. Około 70–80 proc. tych chorób jest powodowanych przez grzyby fitopatogeniczne. S z c z i po nich. Prawdopodobnie będą to pola w Bałdach, Bałcynach i koło Świętej Lipki. Ponadto zamierzamy pobierać także próbki zarodników grzybów z powietrza. W tym celu zainstalujemy specjalne samplery, coś jak odkurzacze, które będą zasysać nieustannie powietrze i wszystko, co się w nim znajduje. Czeka nas więc sporo pracy i wyjazdów, a potem analiz w laboratorium – opowiada prof. Kulik. – Obszar badań jest bardzo duży – cała Europa, a nawet Australia. Na dodatek w naszej części Europy takich badań nie było, więc ciekawi mnie, czy istnieją jakieś różnice między grzybami występującymi u nas i na zachodzie Europy.

Prace badawcze prowadzone przy współudziale naukowców z UWM mają szansę wesprzeć między innymi rolników, dla których choroby roślin to duży powód do zmartwienia.

– Wyniki naszych badań powinny przyczynić się do lepszego zrozumienia, monitorowania i bardziej efektywnej ochrony zbóż. Wierzę, że będą mieć istotne znaczenie w planowaniu przyszłych strategii ochrony zbóż i bezpieczeństwa żywności – kończy opowieść prof. Kulik.

Lech Kryszałowicz

Prof. dr hab. inż. Tomasz Kulik jest kierownikiem Katedry Botaniki i Ekologii Ewolucyjnej, specjalizuje się w problematyce dotyczącej patogenomiki chorobotwórczych grzybów z rodzaju Fusarium oraz monitoringu i biokontroli patogenów roślin. Jego dotychczasowy dorobek naukowy obejmuje 45 publikacji naukowych w wydawnictwach z listy Web of Science. Sprawował też funkcje kierownika projektów badawczych finansowanych przez Narodowe Centrum Nauki w konkursach OPUS.

Artykuł ukazał się w lutowym wydaniu „Wiadomości Uniwersyteckich”. Inspiracją dla tematu numeru był obchodzony 21 lutego Międzynarodowy Dzień Języka Ojczystego. Z naukowczyniami i naukowcami UWM rozmawialiśmy więc m.in. o współczesnej polszczyźnie, dwujęzyczności, nauce języków obcych, krajobrazie językowym Kortowa, językach programowania oraz sposobach komunikacji roślin i ryb.

W czasopiśmie znalazły się też artykuły o badaniach prowadzonych na Uniwersytecie i sukcesach naszych sportowców, podsumowanie finału WOŚP oraz wywiad ze zwyciężczynią plebiscytu Belfer UWM 2023.