Ольга МОЖЕЙКО, ГлавАгроном
В новом исследовании ученые из Бернского университета разработали экспериментальный подход, который может быть использован для борьбы с насекомыми-вредителями. Этот подход открывает новые возможности для совершенствования стратегий биологического контроля в рамках создания сельского хозяйства, свободного от пестицидов.
Только в США размер ущерба от западного кукурузного жука составляет более более 2 млрд. долларов США. За последнее десятилетие ученые из Института наук о растениях Бернского университета раскрыли механизмы, объясняющие распространенность этого вредителя, а также определили, каким образом он выдерживает атаки со стороны биологических агентов, к примеру, энтомопатогенных нематод — круглых червей, являющихся смертельными паразитоидами насекомых.
В борьбе с насекомыми-фитофагами важное место отводят использованию их естественных врагов – паразитов, хищников, возбудителей заболеваний. В последние три десятилетия возросло внимание к энтомопатогенным нематодам семейства Steinernematidae, которые могут быть применены для регуляции численности вредных видов насекомых. Энтомопатогенные нематоды семейства Steinernematidae широко распространены в природе и являются перспективными биологическими агентами в борьбе с вредными насекомыми. Энтомопатогенные нематоды являются как естественным элементом почвенной мезофауны, так и агентом биологической борьбы, вносимым человеком в агроценоз искусственно.
Естественный враг для борьбы с западным кукурузным жуком найден
С помощью особого механизма самозащиты западный кукурузный жук может защитить себя от нападения энтомопатогенных нематод. Личинки жука получают метаболиты бензоксазиноидной защиты из корневой системы кукурузы — их основного источника пищи, хранят их в нетоксичных формах и высвобождают в токсичном виде, как только они подвергаются нападению паразитических круглых червей и их бактериальных партнеров.
Основываясь на детальном понимании взаимодействия растений кукурузы, западного кукурузного жука и его естественных врагов, ученые Бернского университета разработали стратегию повышения эффективности энтомопатогенных нематод в качестве биологических агентов.
«Мы предположили, что, улучшив способность энтомопатогенов сопротивляться бензоксазиноидам, мы сможем увеличить их воздействие на западного кукурузного жука и повысить показатели его летальности».
Рикардо Мачадо - автор исследования
Исследователи собирали энтомопатогенные нематоды со всего мира, выделили их патогенных бактериальных партнеров и подвергли их воздействию высоких доз бензоксазиноидов в течение нескольких поколений.
В результате бактерии, которые в естественной среде были восприимчивы к токсинам, стали очень устойчивыми благодаря случайным мутациям в их геномах.
«Затем мы перенесли резистентные к бензоксазиноидам бактерии к их первоначальным паразитическим хозяевам круглых червей и оценили, убивает ли новая симбиотическая пара больше личинок западных кукурузных жуков. Наблюдения показали, что это действительно так».
Маттиас Эрб - глава исследовательской программы
Ученые также выявили генетический механизм, позволяющий исследуемым бактериям сопротивляться бензоксазиноидам.
«Это исследование иллюстрирует, как глубокое понимание влияния химии растений на пищевые цепи может быть использовано для разработки новых решений для устойчивого сельского хозяйства».
Маттиас Эрб - исследователь
Разрыв между фундаментальной наукой и устойчивым сельским хозяйством в ближайшее время будет сокращен
Результаты исследования особенно актуальны для биологической борьбы с сельскохозяйственными вредителями.
«Мы разработали экспериментальный подход, который может быть использован для улучшения широкого спектра биологических агентов, которые полагаются на микробные симбионты. Такие стратегии будут необходимы, если мы хотим сократить использование пестицидов в сельском хозяйстве».
Рикардо Мачадо - автор исследования
Основываясь на своих многообещающих результатах, ученые приступят к разработке улучшенных биологических агентов для применения в полевых условиях. «Мы очень рассчитываем опробовать наш подход в реалистичных с точки зрения сельского хозяйства полевых условиях и в долгосрочной перспективе внести свой вклад в более устойчивое, не содержащее пестицидов растениеводство», — подытожил Мачадо.
Подготовлено по материалам TheCropSite News Desk.
Узнавайте первыми самые актуальные новости сельского хозяйства России и мира на нашем сайте «ГлавАгроном».