Фермеры используют пестициды для борьбы с сельскохозяйственными вредителями, но у насекомых часто развивается устойчивость к токсинам, содержащимся в них.
Ученые Университета Мэриленда разработали и успешно протестировали геномный метод для выявления возникающей устойчивости к определенным токсинам задолго до того, как она станет широко распространенной проблемой. Исследование было опубликовано вчера в авторитетном журнале американской академии наук Proceedings of the National Academy of Science (PNAS).
«Я действительно взволнована этим исследованием, потому что мы разрабатываем основу для использования геномных подходов для мониторинга устойчивости и управления ею в любой системе», – сказала Меган Фриц, адъюнкт-профессор энтомологии UMD и старший автор исследования.
В исследовании речь идет о трансгенной кукурузе, которая продуцирует токсичные для вредителей химические вещества. Они, как утверждается в статье, абсолютно безвредны для человека, но смертельны для многих вредителей, включая кукурузного червя. Но у вредителя развилась широко распространенная устойчивость к некоторым из этих токсинов. Упрощенно говоря, вредителей в США не пугает ГМО-кукуруза. Они ею уже успешно питаются.
В предыдущей статье, опубликованной в 2021 году, Фриц и ее команда показали, что геномные инструменты могут быть использованы для выявления признаков развития устойчивости вредителя за четыре года до того, как насекомое стало способно вызывать массовые поражения сельскохозяйственных культур.
Исследователи усовершенствовали свою стратегию и выявили специфические геномные изменения, ответственные за устойчивость к нескольким типам токсинов, называемых Bt-токсинами. Кукурузный червь в значительной степени развил устойчивость к двум из трех Bt-токсинов – Cry1Ab и Cry1F. Третий токсин, известный как Vip3A, является единственным Bt-токсином, который все еще эффективен против кукурузного червя.
Кроме того, исследования показали ошибочность метода, когда фермеры обсаживали участки с ГМО-кукурузой обычными гибридами. Оказалось, что в некоторых зернах обычной кукурузы в результате опыления токсины тоже есть, только в небольших дозах, что ускоряет появление устойчивости у вредителей.
Команда также идентифицировала специфические гены с мутациями у насекомых, которые могут объяснить устойчивость к токсинам. Они кодируют пищеварительные ферменты вредителя, которые «измельчают» токсин, возможно, предотвращая тем самым гибель гусениц.
Таким образом, профилактика устойчивости может потребовать изменения как в стратегии посева кукурузы с Bt-токсинами, так и в отношении мониторинга устойчивости вредителей.
Светлана ДАРЕНСКИХ, «ГлавАгроном»