Колорадский жук (Leptinotarsa decemlineata), вредитель картофеля и других представителей семейства пасленовых, ежегодно вызывает во всем мире потери урожая примерно на полмиллиарда долларов. Для борьбы с этим вредителем можно использовать химические инсектициды, но при постоянном использовании у жуков часто развивается устойчивость к этим химическим веществам. Новый инсектицид был разработан с использованием процесса, называемого РНК-интерференцией, который подавляет элиминацию поврежденного белка у жуков и обещает помочь в обеспечении контроля.
Аспирант Сэмюэл Паллис и главный исследователь Андрей Алехин, доктор философии, из Университета штата Мэн в Ороно, а также Брайан Мэнли, доктор философии, Таис Родригес, доктор философии, Итанн Барнс, доктор философии, и Кеннет Нарва , доктор философии, из «GreenLight Biosciences» в Северной Каролине проверили влияние этого РНК-инсектицида, известного как ледпрона, на подвижность и размножение колорадских жуков, сообщив о своих выводах в исследовании, опубликованном в марте в Журнале экономической энтомологии.
Исследование, оценивающее один из первых инсектицидов, разработанных с использованием РНК-интерференции в качестве механизма действия, обнаружило значительное влияние на подвижность, окукливание и размножение целевого насекомого, колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata). Биопестицид, известный как ледпрона, ингибирует экспрессию фермента у жуков, который способствует расщеплению белков. При ингибировании этого фермента накапливаются метаболиты, что, если позволить им продолжаться, в конечном итоге приводит к смертности. Исследователи говорят, что новый инсектицид может стать полезным компонентом комбинированной комплексной программы борьбы с вредителями этого вида. (Фото Пегги Греб, Служба сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США.
Ледпрона — это то, что называют «биопестицидом», потому что он основан на двухцепочечной РНК (дцРНК), биологической молекуле. Он производится «GreenLight Biosciences» под торговой маркой Calantha. ДцРНК в ледпроне использует процесс подавления генов, называемый РНК-интерференцией (РНКи), а ледпрона является одним из первых инсектицидов на рынке, использующих РНКи. Ледпрона ингибирует экспрессию фермента колорадского жука, который способствует расщеплению белков. При ингибировании этого фермента накапливаются метаболиті, что, если позволить им продолжаться, в конечном итоге приводит к смертности. «Ледпрона обладает совершенно новым механизмом действия, не похожим ни на один другой инсектицид», — говорит Алехин. «Большинство инсектицидов нацелены на какой-то белок внутри вредителей-мишеней. Ledprona, с другой стороны, предотвращает синтез белка, воздействуя на мРНК», — добавил он.
Предыдущие исследования тестировали ледпрона в полевых условиях и установили его летальность по отношению к колорадским жукам. Паллас и его коллеги сосредоточились на проверке потенциального воздействия ледпрона на подвижность взрослых особей, выживание во время окукливания и размножение. Колорадские жуки, используемые для исследования, были получены на исследовательской ферме «Aroostook» Университета штата Мэн в Преск-Айл, штат Мэн.
В тесте на подвижность взрослых жуков исследователи использовали аэродинамические трубы, в результате чего листва картофеля использовалась в качестве аттрактанта. Они провели линию внутри туннелей и измерили, как часто жуки, помещенные в туннели, пересекали линию и сколько времени жукам требовалось, чтобы пересечь линию. Жуков экспериментальной группы в экспериментах по подвижности кормили листвой, обработанной ледпроном; контрольных жуков кормили листвой, обработанной дистиллированной водой.
Чтобы проверить выживаемость до окукливания, исследователи поместили поздних личинок четвертого возраста в пластиковые контейнеры и кормили их в соответствии с одним из трех условий: листва, обработанная низкой концентрацией ледпрона, листва, обработанная высокой концентрацией ледпрона, или листва, обработанная ледпроном. дистиллированная вода. Они проверяли контейнеры каждый день, пока все особи не окуклились или не погибли.
Показатели воспроизводства в исследовании включали количество отложенных яиц, долю яиц, из которых вылупились личинки, количество случаев откладки яиц в течение 24 часов и время до начала вылупления яичных масс. Во всех тестах на размножение жукам экспериментальной группы давали листву, обработанную низкой концентрацией ледпрона, а контрольным жукам давали листву, обработанную дистиллированной водой.
В своем эксперименте по мобильности Паллис и его коллеги обнаружили, что после трех дней кормления не было значительного влияния лечения на количество жуков, пересекающих линию в аэродинамических трубах, но наблюдалось значительное снижение числа жуков, пересекающих линию после кормления. дополнительные четыре дня.
В эксперименте по выживанию во время окукливания результаты были неоднозначными. «Меньше обработанных жуков пережило окукливание», — говорит Алехин. «Однако те, которые выжили, завершили свое окукливание так же быстро, как и необработанные жуки».
Однако влияние ледпрона на размножение колорадского жука было ярко выраженным. Группа неполовозрелых самок, питавшихся обработанной ледпроной листвой, имела значительно меньшую долю яйцекладки, когда они достигли зрелости, значительно меньшая доля вылупления яиц и значительно меньшее количество случаев яйцекладки. Кроме того, у самок экспериментальной группы было значительно больше времени инкубации, необходимого для вылупления яиц. У половозрелых самок, получивших листву, обработанную ледпроном, значительно меньшая доля отложенных яиц.
В целом наблюдалось значительное негативное воздействие на жуков с точки зрения подвижности, окукливания и размножения. Вместе эти результаты обнадеживают, но они не означают, что ледпрона может быть единственным ответом на борьбу с колорадским жуком. «В области борьбы с вредителями, — говорит Алехин, — в менталитете должен произойти переход от вечного поиска решения «серебряной пули», которое должно решить проблему раз и навсегда, но никогда этого не делает, к поиску для хороших компонентов комплексных систем борьбы с вредителями. Я думаю, что ледпрона может быть таким компонентом».
Команда Алехина начнет тестирование воздействия ледпрона на колорадских жуков в коммерческих картофелеводческих хозяйствах в течение полевого сезона 2023 года.
Источник «AgroPages»
