Возвращение «SexyPlant»: феромоны против сельскохозяйственных вредителей

Проект SUSPHIRE направлен на использование биологического метода производства феромонов — безопасной и устойчивой альтернативы вредным пестицидам, которая снизит экологическое воздействие сельского хозяйства.

Из-за изменения климата популяции насекомых-вредителей растут, что обходится сельскохозяйственному сектору США в $700 млн ежегодно и приводит к потере до 80% урожая.

Одними из самых агрессивных вредителей являются личинки насекомых. Для коммуникации насекомые выделяют полухимические вещества. Наиболее известные из них — половые феромоны, которые производят самки для привлечения партнёров своего вида.

В проекте SUSPHIRE команда европейских учёных намерена использовать синтетическую биологию для производства половых феромонов насекомых в растениях и грибах. Работа развивает успех проекта «SexyPlant» Политехнического университета Валенсии, представленного на конкурсе iGEM в 2014 году.

Новое исследование улучшит первоначальную концепцию, идентифицировав и подтвердив ключевые биосинтетические ферменты для производства феромонов насекомых из надсемейства Coccoidea (червецы и щитовки).

Биологически произведённые феромоны можно использовать для контроля насекомых-вредителей в сельском и садовом хозяйстве.

Доктор Никола Патрон, руководитель группы синтетической биологии в EI: «Мы применим подход синтетической биологии, чтобы идентифицировать и переписать пути биосинтеза феромонов насекомых, оптимизировав их производство в растениях и грибах. Использование половых феромонов для борьбы с вредителями уже известно, но для многих видов производство сложно и дорого. Биоинженерия может предоставить жизнеспособные альтернативы, расширив использование феромонов, которые будут гораздо безопаснее для окружающей среды».

Распыление половых феромонов в среде выращивания растений нарушает спаривание целевых видов насекомых и предотвращает их размножение, обеспечивая высокоспецифичный метод контроля. Это представляет собой устойчивую альтернативу обычным пестицидам, использование которых постепенно ограничивается из-за их неспецифичности и негативного влияния на биоразнообразие.

Проект SUSPHIRE продемонстрирует, что биосинтез может стать устойчивой и недорогой производственной платформой для коммерческого выпуска феромонов и снизит стоимость производства тех из них, которые сейчас коммерчески невыгодны.

Половые феромоны насекомых уже используются как стратегия борьбы с вредителями. Однако химический синтез в настоящее время является единственным подходом к производству, и использование токсичных ингредиентов неизбежно. Кроме того, необычные химические характеристики многих феромонов делают их синтез экономически неэффективным.

Доктор Диего Орсаэс, который представит проект на форуме ACHEMA во Франкфурте: «При постоянно растущем населении планеты увеличение сельскохозяйственного производства за счёт предотвращения потерь урожая от вредителей может оказать огромное экономическое и социальное воздействие. Мы считаем, что биопроизводство — отличная возможность расширить рынок феромонов, способствуя снижению глобальных затрат на программы комплексной борьбы с вредителями».