Как генетическая «пауза» помогает кукурузному жуку-диабротике пережить зиму

Исследование Университета Кентукки проливает свет на механизмы, позволяющие западному и северному кукурузному жукам-диабротикам — вредителям, наносящим ущерб в миллиарды долларов ежегодно, — переживать холодные зимы. Работа опубликована в Current Research in Insect Science.

Учёные выявили генетические механизмы, регулирующие диапаузу — состояние приостановки развития, которое яйца вредителя проводят в почве около девяти месяцев. Это позволяет им синхронизировать вылупление с появлением корней кукурузы весной.

«Сначала нас интересовала фундаментальная наука о том, как насекомые выживают зимой. Во-вторых, мы сосредоточились на экономической стороне, потому что диапауза — главная причина, почему с этими вредителями так трудно бороться», — пояснил один из ведущих авторов, профессор Николас Титс.

Практическое значение

• Понимание генетической регуляции «паузы» открывает путь к поиску способов её нарушения, что в перспективе может привести к новым методам контроля вредителей.
• Генетические данные могут помочь создать лабораторные колонии жуков с укороченной или отсутствующей диапаузой. Это ускорит исследования, так как сейчас полный цикл покоя в лаборатории занимает шесть и более месяцев.
• В отдалённой перспективе возможно использование технологии «gene knockdown» (подавления генов). Если взрослые жуки поглотят специфические молекулы РНК, они могут передаться яйцам и нарушить работу генов, критически важных для диапаузы.

Устойчивость вредителя

Диапауза также помогает жукам избегать севооборота. Более того, у северного кукурузного жука в некоторых регионах развилась двухлетняя диапауза, когда яйца остаются в состоянии покоя ещё дольше.

«Относительно скорости развития эмбриона жука, если бы человеческая беременность длилась пропорционально столько же, это заняло бы более десяти лет. Такая гибкость означает, что фермерам нужны новые решения», — отметил Титс.

Исследование не даёт мгновенного решения для полей, но закладывает генетическую основу для будущих стратегий борьбы с вредителем.