Поддельные феромоны позволяют помешать спариванию и размножению злостных вредителей плодовитых мучнистых виноградных червецов, но производство большого количества химических половых аттрактантов насекомых для выпуска в воздух, чтобы не дать влюбленным самцам мучнистых червецов найти самок для спаривания, является дорогостоящим. Однако теперь в результате исследований обонятельной системы виноградных червецов учеными Службы сельскохозяйственных исследований МСХ США (ARS) появляются подсказки относительно менее дорогостоящих синтетических альтернатив феромонам.
Не допускать встречи и спаривания виноградных мучнистых червецов – это большая проблема, учитывая, что за вегетационный период они могут давать несколько поколений. Эти вредители высасывают сок из виноградных растений, ослабляя их и снижая урожайность и качество плодов. Они также выделяют медвяную росу — отходы, которые могут попасть на грозди винограда и способствовать росту черной сажистой плесени — и то, и другое снижает урожай ягод. Что еще более важно, вредители также передают группу вирусов, вызывающих болезни скручивания листьев винограда. Присутствие этих вирусов может привести к необходимости уничтожения целых виноградников, когда уровень заражения достигает 25 процентов или выше.
Используя геномную карту виноградного мучнистого червеца вместе со сложными аналитическими методами, ученые обнаружили два ключевых обонятельных рецептора (из 50), которые предупреждают самцов мучнистого червеца о том, что в воздухе витает любовь, в форме лавандулилсенециоата, единственного химического компонента в женском феромоне.
Рецепторы настолько специфичны, что ни один другой известный химический запах, встречающийся в природе, не побудит самцов летать в поисках самок для спаривания, отметил Джейкоб Коркоран, энтомолог из исследовательской лаборатории биологического контроля насекомых ARS в Колумбии, штат Миссури.
Чтобы подтвердить эту специфичность, Коркоран и его коллега, патолог растений Уолтер Махаффи из исследовательского отдела ARS по болезням садовых культур и борьбе с вредителями в Корваллисе, штат Орегон, использовали специализированную линию клеток, культивируемую в лаборатории, для экспрессии (исследования функции) обонятельных рецепторов двух видов мучнистого червеца. Затем они подвергли клетки воздействию различных доз лавандулилсенециоата. Это вызвало активацию сигнальных путей клеток, что указывает на обнаружение феромона рецепторами. Клетки также подвергались воздействию запаха виноградной лозы, который мучнистые червецы обычно находят привлекательным в природе. Однако никакие сигнальные пути не были активированы, что подтверждает высокую специфичность этих двух рецепторов к соединениям половых феромонов.
Используя этот метод, ученые обдумывают способы, как испортить личную жизнь вредителя.
С одной стороны, они предполагают использовать этот метод для выявления молекул, называемых антагонистами, которые можно было бы применить для дезактивации обонятельных рецепторов вредителей в природе, предотвращая обнаружение ими феромонов и обрекая самцов виноградных червецов на печальную, одинокую жизнь холостяка. Или, наоборот, можно было бы создать белки, называемые агонистами, чтобы заставить рецепторы «перегружаться», заставляя самцов гоняться за фантомными сигналами феромонов там, где их нет. Кроме того, можно интегрировать обонятельные рецепторы в биосенсоры — устройства, распознающие феромоны, для размещения в винограднике в виде сигнальных установок. Они могли бы предупреждать о том, где и когда численность вредителей растет, чтобы соответствующим образом выбрать время для принятия контрмер.
По мнению ученых, использование тактик, основанных на феромонах, таких как нарушение спаривания, является частью многосторонней борьбы с виноградным мучнистым червецом, которая включает в себя применение инсектицидов, органически совместимых продуктов, таких как натуральные масла, а также биологических или культурных методов контроля.
Подробности исследования были опубликованы в январском выпуске журнала Current Research in Insect Science за 2024 год.
Источник: ARS.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.