Мангровые заросли и пальмы являются визитной карточкой Солнечного штата не только из-за своей красоты, но и из-за огромного значения для береговой линии Флориды.

Мангровые заросли имеют решающее значение, поскольку они естественным образом защищают прибрежные берега от ураганов и служат жизненно важной средой обитания диких животных по всему миру.

Ученые из Университета Центральной Флориды работают над защитой мангровых зарослей во Флориде и во всем мире от все более распространенных болезнетворных грибов, которые находятся в состоянии покоя, но становятся активными, когда дерево подвергается стрессовым факторам, таким как колебания температуры, вредители или другие заболевания. .

У болезни пока нет официального названия, но ученые называют ее «Мангровый CNP». Его вызывает группа грибковых патогенов, в том числе Curvularia, Neopestalotiopsis и Pestalotiopsis, которые вызывают пожелтение и пятна и постепенно ослабляют мангровые деревья, пока они в конечном итоге не погибнут.

Мелисса Дейнис, студентка-исследователь UCF, и Хорхе Перейра, аспирант-исследователь UCF, работают над тем, чтобы переломить ситуацию, разрабатывая и тестируя многообещающий питательный коктейль, состоящий из наночастиц, для укрепления мангровых зарослей и борьбы с патогенами. Работа осуществляется через Центр инноваций в области материалов для устойчивого сельского хозяйства (MISA) профессора UCF Свадешмукула Сантры при UCF, который является признанным центром передового опыта Министерства сельского хозяйства США и Национального института продовольствия и сельского хозяйства.

CNP мангровых деревьев во Флориде впервые была выявлена ​​Дейнис как причина гибели мангровых зарослей в 2019 году в Майами благодаря ее работе с тропическим ботаническим садом Fairchild. Позже Совет по морским ресурсам, некоммерческая организация, занимающаяся защитой и восстановлением лагуны реки Индиан во Флориде, подтвердил и процитировал ее усилия.

Дейнис и сотрудники MRC и Тропического ботанического сада Фэрчайлд установили, что около 80% мангровых зарослей, которые они выбрали, дали положительный результат по крайней мере на один из видов грибковых патогенов. Она говорит, что они отобрали образцы более чем 130 мангровых зарослей между популяциями мангровых зарослей Индиан-Ривер-Лагун и Майами.

Исследователи обрабатывают мангровые заросли, замачивая их в питательном растворе под названием «Mag Sun» (MgSuN), который состоит из наночастиц магния и серы. По словам Перейры, эта смесь представляет собой усовершенствованную формулу предыдущего аспиранта, которая уничтожала бактерии на томатах.

«Причина, по которой мы выбираем магний, заключается в том, что он более экологичен, а растениям нужно много магния», — говорит он. «Я объединил нашу формулу магния с полисульфидом натрия. Сера — один из тех элементов, которые повсеместно встречаются в окружающей среде, и идея состоит в том, что вы можете комбинировать оба, чтобы фактически повысить антимикробную способность как для бактерий, так и для грибов, а также обеспечить ключевые питательные вещества для растений, чтобы они могли расти более зелеными и облиственными».

Во время лабораторных испытаний исследователи говорят, что наблюдали задержку роста до 95% при обработке MgSuN в различных концентрациях по сравнению с необработанным контролем.

По словам Перейры, эта формула действует как своего рода антибиотик и поливитамин, и она показала большой потенциал в укреплении здоровья зараженных мангровых зарослей в питомниках по всей Флориде.

«Мы провели несколько экспериментов и провели испытания как in vitro, так и на растениях», — говорит он. «Мы работаем с питомниками и видим, что это действительно убивает болезнетворные микроорганизмы, не оказывая вредного воздействия на мангровые заросли, одновременно улучшая их здоровье. После обработки они выглядят великолепно».

Дейнис продолжает свою работу с Тропическим ботаническим садом Фэйрчайлд, MRC и питомниками по всей Флориде, одновременно продолжая путь к выпуску и продолжая свои исследования в UCF.

Она начала изучать грибковые патогены в 2018 году в Майами, прежде чем поступила в UCF, и стала свидетелем того, как оппортунистическая природа патогенов все больше поражает мангровые заросли.

«Вернувшись в ботанический сад, где я начинала, я видела, что растения содержат эти патогены, но это не приводило к пагубному эффекту, как сейчас мы видим, как эти организмы разрушаются», — говорит она. «Мангровый питомник [The Marine Resources Council] обратились к нам и сказали, что у них было заражение насекомыми, а затем возбудитель уничтожил все население. Мы также получаем сообщения из таких мест, как Тампа, в которых говорится, что в районах с большим стоком наблюдается большее ухудшение состояния, связанное с патогенами, по сравнению с тем, что было 10 лет назад».

Грибы были хорошо известны в течение некоторого времени, но изменчивые изменения температуры, частые штормы и другие усиливающиеся стрессовые факторы открывают дверь для грибов, захватывающих мангровые заросли, говорит Дейнис.

«Их называют оппортунистами, и они так называются не просто так», — говорит она. «Они видят изменения в растении, и именно тогда они начинают действовать».

По словам Дейниса, остается неясным, как приобретаются патогены. Исследователи предполагают, что он может быть занесен через воду, ветер или насекомых, но необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, как он передается, поскольку он представляет угрозу для здоровья мангровых зарослей.

«Необходимо изучить все возможности, чтобы определить, что является вектором», — говорит Дейнис. «Мы уже давно видели статьи и литературу в других странах, в которых были показаны эти патогены. Это было сложно, потому что в мангровых сообществах существует разрыв, потому что мы находимся в разных мирах и говорим на разных языках».

Питательный раствор MgSuN — это лечение, но не лекарство, — говорит Дейнис. По-прежнему существует множество факторов стресса, которые необходимо контролировать и смягчать, например, разрушение среды обитания в результате деятельности человека, в дополнение к лечению патогенов.

«Я думаю, что предпринимаются большие усилия по восстановлению мангровых зарослей», — говорит она. «Но сначала нам нужно посмотреть на здоровье этих мангровых зарослей и здоровье экосистемы, прежде чем мы определим, что еще нам следует делать. Мы работаем с мангровыми питомниками, чтобы посмотреть, сможем ли мы вместе разработать решения».

Поддержание и восстановление мангровых зарослей является важным компонентом охраны окружающей среды, и Дейнис надеется продолжать эту страсть на протяжении всей своей карьеры.

«Я начала этот проект на первом курсе», — говорит она. «Я не хотел оставлять то, чем занимался, и приехал сюда с миссией. Я встретился с доктором Сантрой, нашим частным детективом, и он захотел помочь. Он дал мне много свободы, и я действительно благодарный.»

Дейнис говорит, что ее исследования в UCF принесли огромное удовлетворение.

«Я обнаружила здесь чувство общности», — говорит она. «Я присоединился к лаборатории, и мне показалось, что я нашел свою семью, и это одна из лучших вещей, которые я извлек из этого опыта. Это было одной из страстей моей жизни, и я надеюсь, что я всегда останусь с этим проектом, даже если после.»

Сантра воодушевлен исследованиями, проведенными Перейрой и Дейнисом, и надеется, что они продолжат способствовать укреплению мангровых экосистем.

«Центр UCF MISA занимается решением глобальных проблем, которые угрожают устойчивости сельского хозяйства», — говорит он. «Мы очень рады, что в нашем наборе инструментов для защиты мангровых зарослей появился еще один инструмент защиты растений. Я вижу будущее MagSun как фунгицида широкого спектра действия, где материалы GRAS (общепризнанные безопасными) усиливаются благодаря нанотехнологиям».

«Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, какие стрессоры больше всего влияют на мангровые заросли, чтобы ученые могли лучше их сохранить», — говорит Перейра.

«Очень важно понимать факторы стресса, и нам нужно действительно разобраться, является ли это изменением температуры, стоком или дополнительным патогеном», — говорит он. «Тем временем нам нужно что-то сделать, чтобы предотвратить этот ущерб».