Исследователи ловят мотыльков растительными феромонами
Совместный эксперимент с участием биохимика из Университета штата Канзас может стать началом эффективного и экологичного растительного метода контроля насекомых.
Тимоти Дарретт, доцент кафедры биохимии и молекулярной биофизики, участвовал в коллаборации, которая использовала различные растительные и мотыльковые ферменты для создания растений, выделяющих половые феромоны, имитирующие естественные феромоны двух видов мотыльков.
Исследование недавно было опубликовано в журнале Nature Communications под названием "Растительная фабрика для производства феромонов мотыльков". Руководил работой Кристер Лёфстедт из Лундского университета в Швеции, в исследовании также участвовали учёные из Шведского университета сельскохозяйственных наук.
Феромоны — это химические вещества, выделяемые телами животных и насекомых для привлечения партнёров или сигнализации об опасности. В настоящее время с насекомыми-вредителями борются с помощью пестицидов и синтетических феромонов — последние дезориентируют насекомых, препятствуя их размножению или позволяя их отлавливать.
"Хотя эти феромоны можно производить химически, сам процесс может быть токсичным, — сказал Дарретт. — В этом исследовании мы продемонстрировали более экологичный подход, который позволяет избежать использования токсичных химикатов и исключает образование опасных побочных продуктов при производстве синтетических феромонов. Растение просто делает всё само".
Исследование было сосредоточено на двух видах: горностаевой моли черёмуховой и горностаевой моли плодовой. Эти насекомые питаются листьями плодовых деревьев, а в стадии гусениц могут полностью обгладывать кору.
Дарретт помог шведским исследователям использовать ферменты растений и мотыльков для создания биологического пути, позволившего растениям производить половые феромоны мотыльков. Он предоставил фермент из растения бересклета крылатого, который выполнил финальный шаг в процессе синтеза, фактически превратив растения в фабрики по производству феромонов.
После того как была определена правильная комбинация ферментов, исследователи модифицировали растение Nicotiana benthamiana (близкий родственник табака из Австралии).
В результате были получены растения, производящие феромоны, имитирующие половые феромоны обоих видов мотыльков.
Шведские исследователи использовали растительный феромон в качестве приманки в ловушках для мотыльков. Каждая ловушка привлекла в среднем 130 самцов мотыльков. Это вдвое меньше, чем при использовании синтетических феромонов, но достаточно, чтобы продемонстрировать эффективность биосинтетического метода.
Хотя это эксперимент, доказывающий концепцию, создание растений-фабрик по производству феромонов насекомых открывает экологичную альтернативу пестицидам, а также более простой и менее затратный метод синтеза феромонов, отметил Дарретт.
"Ни один из собранных ферментов в природе не взаимодействовал бы друг с другом, поэтому было очень интересно увидеть, что этот путь работает и настолько эффективен", — сказал Дарретт.