Для уточнения времени, с которого начинает действовать распространенный биоинсектицид, бразильские исследователи провели кукурузным цикадкам электрокардиограмму.
Об этом пишет Хосе Тадеу Арантес в релизе FAPESP (Исследовательский фонд Сан-Паулу): «Одной из самых серьезных проблем для выращивания кукурузы в Бразилии является кукурузная цикадка Dalbulus Maidis. Это крошечное насекомое сейчас широко распространено в Северной и Южной Америке, от юга США до севера Аргентины. В Бразилии в качестве хозяев оно использует только растения кукурузы, и о механизмах его выживания в отсутствие этих растений мало что известно. Кукурузная цикадка наносит вред непосредственно, высасывая сок из флоэмы, сосудистой ткани, которая проводит сахар и другие продукты обмена вниз от листьев, а также косвенно, поскольку передает патогены (бактерии и вирусы), которые замедляют рост растений и потенциально могут уничтожить урожай.
Обычно с кукурузными цикадками борются путем опрыскивания сельскохозяйственных культур пестицидами или средствами биологической борьбы, чтобы уменьшить популяцию и предотвратить передачу патогенов новым растениям-хозяевам.
Химические инсектициды являются основным оружием, но они могут иметь неблагоприятные побочные эффекты, в то время как биологический контроль в Бразилии становится все более популярной альтернативой.
Некоторые коммерчески доступные биоинсектициды в настоящее время содержат Cordyceps javanica (ранее называвшийся Isaria fumosorosea или Cordyceps fumosorosea), универсальный гриб с высоким потенциалом борьбы с сокососущими насекомыми. Как именно он это делает, выяснили ученые в совместном проекте в Центре перспективных исследований биологического контроля Сан-Паулу (SPARCBio) и компании Koppert Biological Systems в Сельскохозяйственном колледже имени Луиса де Кейруша Университета Сан-Паулу (ESALQ-USP).
Главный автор исследования - агроном Натали Малута, научный сотрудник SPARCBio и Koppert Brazil. Она является первым автором статьи об исследовании, опубликованной в журнале Scientific Reports. Соавторы: Тьяго Родригес де Кастро, руководитель отдела исследований и разработок Koppert Brazil, и Жоао Роберто Спотти Лопес, профессор ESALQ-USP.
«Наше исследование показало, что гриб начинает влиять на поведение насекомых через два дня после опрыскивания урожая биоинсектицидом, снижая его активность как в плане питания соком флоэмы, так и в плане передачи патогенов растений», — говорит Малута.
Методика, которую она применила, - графическое исследование электрического проникновения (EPG), относительно неизвестна в Бразилии и может считаться аналогом измерения электрической активности сердца с помощью электрокардиограммы. Испытательный образец D. Maidis был подключен к электроду, и активность его стилета, полого органа питания, напоминающего соломинку для питья, была построена в виде графика, когда цикадка исследовала ткани растения, чтобы высасывать сок.
«EPG генерирует сигналы уровня, частоты и амплитуды напряжения, которые можно соотнести с биологической активностью насекомого, что позволяет исследователю наблюдать в реальном времени, что оно делает или что с ним происходит, включая влияние биоинсектицида на его кормление или активность передачи патогена», — поясняет Малута.
«Средство с грибом распыляется на растение так, чтобы покрыть всех находящихся там насекомых и образовать пленку на поверхности растения. Насекомые, прилетевшие позже, соприкоснутся с этой пленкой, и гриб проникнет в их организм так или иначе. Считается, что эффект биоинсектицида не является немедленным, поскольку грибу требуется несколько дней, чтобы прорасти и произвести споры, что приводит к гибели насекомых. Мы выяснили, что гриб влияет на цикадок раньше», отмечает исследовательница.
«Действие C. javanica совершенно специфично и не представляет опасности для других организмов, а использование этого грибного инсектицида разрешено для органических культур. Этот гриб является естественным и существует в дикой природе. Он не был создан в лаборатории путем генетических манипуляций», — добавила Малута, отметив что сегодня D. Maidis распространяется очень быстро из-за изменения климата, крупномасштабного расширения монокультуры и, прежде всего, неправильного использования инструментов управления, таких как химический контроль.
«Применение химических инсектицидов без предварительного мониторинга и без знания того, необходимы ли меры контроля, приводит к отбору устойчивых особей. Восприимчивые особи умирают, а устойчивые продолжают питаться культурой. В конце концов, инструменты агрохимического контроля перестают работать. Вот почему стратегии управления должны радикально измениться», - заключила она».
Источник: FAPESP. Автор: Хосе Тадеу Арантес. Автор фото: Натали Малута. На фото вы видите, как работает система EPG в работе в лаборатории: электроды подключены к насекомым на растениях кукурузы.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.