Для удовлетворения растущих пищевых запросов населения Земли существует глобальная необходимость реконструкции сельскохозяйственных систем для повышения их эффективности, экономичности, наукоемкости и уменьшения агрохимической нагрузки на окружающую среду [1] (список использованной литературы приводится в приложенном файле). Бактериальные патогены, вызывающие заболевания растений – третья по важности (после сорных растений и грибковых болезней) причина экономических потерь в сельскохозяйственном производстве [2]. Для сдерживания распространения бактериальных болезней растений требуется применение комбинированной стратегии, включающей совершенствование селекции и технологий культивирования растений, применение бактерицидов и активаторов защитных систем растений, а также своевременную диагностику патогенов и карантинные меры [3,4]. Одним из перспективных подходов биологического контроля патогенных бактерий в медицине, ветеринарии и сельском хозяйстве считается применение бактериофагов – вирусов бактерий, их естественных паразитов и регуляторов микробных популяций [5,6]. Разнообразие бактериофагов в природе чрезвычайно велико, равно как и число используемых ими биохимических стратегий инфицирования и уничтожения бактерий. Многочисленные эксперименты показали, что применение бактериофагов как при вегетации, так и при хранении урожая способно существенно снизить поражение растений бактериальными патогенами [1,7,8]. Несмотря на большое количество научных сведений о бактериях – патогенах человека и активных против них бактериофагах, информация о фитопатогенных бактериях и их фагах остаётся малочисленной и разрозненной, особенно по геномным, транскриптомным, протеомным и метаболомным данным, полученных с помощью исследовательских методов нового поколения. Поскольку геномные данные являются определяющими для точной диагностики патогена, а анализ транскриптома и протеома важен для установления механизма патогенеза и пригодности бактериофага для борьбы с возбудителями болезней растений [5,7,9,10], то развитие сельскохозяйственной фаготерапии встречает множество препятствий. Полевая культура растений включает множество факторов, влияющих на выживание фагов на поверхности растений и почвы, а видовой и штаммовый состав популяции пектолитических фитопатогенов может существенно видоизменяться в течении вегетационного сезона за счет привнесения новых генотипов с дождевой и поливной водой, ветром и переносчиками. Предлагаемый проект исследует возможность применения композиций бактериофагов, инфицирующих пектолитические (мягкогнилостные) патогены картофеля Pectobacterium atrosepticum (Pa), P.carotovorum subsp. carotovorum (Pcc) и Dickeya spp. (Dsp), для предотвращения инфекции и развития бактериальных заболеваний при хранении товарного и семенного картофеля, т.е. в более стабильных, по сравнению с полевыми, условиях. В ходе проекта планируется создание коллекций типовых и наиболее распространенных в России штаммов Ра, Рсс и Dsp, а также вирулентных против них бактериофагов. Планируется системное исследование штаммов и бактериофагов в коллекциях современными генетическими и молекулярно-биологическими методами. Выбранные штаммы бактерий будут изучены методом полногеномного секвенирования и последующего биоинформационного анализа. Полученные данные позволят изучить существующие методы молекулярной диагностики Ра, Рсс и Dsp, выбрать наиболее оптимальные с точки зрения специфичности. Сравнительный биоинформационный анализ новых и ранее полученных полных геномов позволит предложить новые гены-маркеры, в перспективе служащие основой для определения патогенов картофеля в биопробах и их штаммовой дифференциации диагностическими методами на основе анализа нуклеиновых кислот (ПЦР, RCA, NASBA, LAMP, PSR, ДНК-гибридизационные микрочипы и др.). Собранная в ходе проекта коллекция охарактеризованных литических бактериофагов будет служить основой для создания полифаговых составов (коктейлей). Композиции бактериофагов Ра, Рсс и Dsp, конструируемые против определенных сочетаний штаммов патогенов, выявленных в конкретных биоценозах, будут тестироваться на широком круге моделей (in vitro, срезы клубней, опытные образцы картофельных клубней в термостате и, наконец, склады хранения товарного и семенного картофеля группы компаний «Агропромышленный парк» (Рогачево Дмитровского р-на Московской обл.)). Полученные данные позволят оптимизировать процессы подбора, культивирования, очистки, стабилизации фагов в составе коктейля, методы приложения, изучить влияние различных природных факторов на взаимодействие бактерий и вирусов. В результате выполнения проекта планируется разработка единого концептуального алгоритма «диагностика патогена – подбор фагов – конструирование препарата – применение». Полученные подходы могут быть в перспективе применены как по отношению к другим сельскохозяйственным бактериальным патогенам, так и другим биологическим системам (защита семенного картофеля при посадке, обеззараживание поливной воды, профилактика бактериозов в гидропонной культуре защищенного грунта).