Эффективно защищать сахарную свеклу от зеленой персиковой тли, не причиняя вреда другим организмам, возможно при помощи разработанного нового РНК-спрея.
Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей Дезире Шульц, Институт молекулярной биологии и прикладной экологии Фраунгофера, о переходе к полевым испытания нового способа борьбы с тлей на сахарной свекле в этом году: «Новый подход к защите сахарной свеклы от тлей-переносчиков — это цель совместного исследовательского проекта «ViVe_Beet», координируемого Институтом Юлиуса Куна (JKI). В проекте также участвуют ученые из Института защиты растений полевых культур и пастбищ JKI, Института молекулярной биологии и прикладной экологии Фраунгофера IME и Института исследований сахарной свеклы (IfZ).
Стратегия, принятая предполагает использование индивидуальных молекул двухцепочечной РНК, включенных в подходящую рецептуру. Затем этот состав применяется обычными методами для защиты сахарной свеклы от вирусной желтухи в будущем.
Применение синтетических химических инсектицидов в сельском хозяйстве отрицательно влияет на разнообразие насекомых и здоровье пчел. Чтобы избежать такого вреда, ЕС в 2019 году поэтапно прекратил одобрение системно эффективных неоникотиноидов. Однако это привело к новым проблемам в сельском хозяйстве, особенно потому, что зеленая персиковая тля (Myzus persicae) демонстрирующих высокую устойчивость к синтетическим химическим инсектицидам, оказалось исключительно сложным в управлении.
Эти тли переносят несколько вирусов, в том числе вирусную желтуху свеклы, что приводит к огромным потерям урожая этой культуры от 20% до 50%.
Масштаб проблемы означает, что срочно необходимы новые подходы для обеспечения устойчивого контроля над тлей. В итоге команда немецких ученых выбрала биологический, видоспецифичный подход над контролем этой тли с помощью РНК-интерференции (RNAi).
РНКи — это естественный иммунный ответ хозяев на чужеродный генетический материал вирусов, который часто присутствует в форме двухцепочечной РНК (дцРНК).
Участник проекта Морис Пьерри объясняет: «Вирусы имеют генетический материал в форме РНК. Когда РНК попадает в клетку живого существа (т.е. в нашем случае насекомого), фермент - рибонуклеаза под названием «Dicer» - разрезает ее на более мелкие сегменты, известные как малые интерферирующие РНК (или микро интерферирующие РНК, мРНК). Затем они включаются в комплекс молчания, индуцируемый РНК (RISC), и используются в качестве матрицы для деградации соответствующих последовательностей мРНК. Если мы выберем эти дцРНК так, чтобы они соответствовали важнейшему гену насекомого, вы сможете заставить организм эффективно контролировать себя. через собственную систему РНК-интерференции».
На первом этапе, проходившем с октября 2021 года по сентябрь 2024 года, исследователи идентифицировали необходимые гены и их базовые последовательности. За этим последовали биологические методы получения дцРНК, специально адаптированной к этим последовательностям оснований, и удалось добиться высокой смертности зеленой персиковой тли.
На втором этапе была создана формула, которая защищала бы двухцепочечную молекулу РНК от факторов окружающей среды, таких как температура, влажность, УФ-лучи и ферменты, расщепляющие РНК, пока она не достигнет места назначения, например, у тлей это кишечник, где молекула усваивается клеткой. «Мы также добились успеха в этой области. Это означает, что наша дцРНК защищена формулой, которая усиливает эффект и продлевает срок службы. Мы также разработали метод распыления РНК и протестировали его в испытаниях с распылением в теплице. На данный момент достигнул уровень смертности тли 70% и сокращение численности популяции. Это отличные результаты», - рассказал Пьерри.
Заключительный этап будет включать полевые испытания с учетом всех ранее факторов окружающей среды и запланирован на лето 2024.
Инновационный подход проекта ViVe_Beet приведет к разработке новых, экологически чистых, селективных средств защиты растений, поскольку специфические и природные молекулы можно использовать не только для борьбы с насекомыми, но и с грибами или вирусами.
«Этот метод особенный, поскольку специально адаптированная дцРНК воздействует на целевой организм, в данном случае на зеленую персиковую тлю, но не на другие организмы, такие как люди или полезные насекомые, такие как пчелы», — говорит Пьерри, подчеркивая, что этот новый метод борьбы с вредителями вселяет надежду на устойчивую защиту растений и имеет высокий потенциал для будущего применения.
Источник: Дезире Шульц, Fraunhofer-Gesellschaft.
Фото: Леони Гразер/Fraunhofer-Gesellschaft.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.
