Новый подход к борьбе с болезнями сельхозкультур проходит испытания
Исследователи из Корнеллского университета и Института исследований растений Бойса Томпсона (BTI) получили грант в $452 000 на разработку нового метода борьбы с насекомыми-вредителями, использующего их уязвимость к высокому содержанию сахара в рационе.
Проблема: Тли и подобные насекомые, питаясь соками растений, передают им вирусы, бактерии и другие болезнетворные микроорганизмы. Существует острая необходимость в новых стратегиях контроля насекомых из-за развития у них устойчивости к традиционным инсектицидам широкого спектра действия.
Суть метода: Ученые предложили генетически модифицировать растения для самозащиты. Цель — нарушить в кишечнике насекомых ключевые процессы, позволяющие им справляться с высоким уровнем сахара в питании (флоэмном соке растений), который примерно в два раза слаще виноградного сока. Без этих адаптивных механизмов высокая концентрация сахара в кишечнике вытягивает воду из тканей насекомого, приводя к его обезвоживанию.
Механизм действия (РНК-интерференция):
- Идентификация генов у тлей и двух родственных видов, которые отвечают за модификацию, транспорт сахаров и контроль транспорта воды.
- Модификация растений для производства двуцепочечной РНК, соответствующей этим целевым генам насекомых.
- Когда насекомое питается соком такого растения, его система распознает эту РНК как чужеродную и "заглушает" (блокирует экспрессию) соответствующий собственный ген, что останавливает производство жизненно важного белка.
План исследований:
- Метод будет протестирован на модельных растениях Arabidopsis и табаке.
- Вредители для испытаний: персиковая тля, белокрылка сладкого картофеля и картофельная листоблошка — важные переносчики болезней сельхозкультур в США и мире.
- Ожидается, что насекомые будут обезвоживаться и погибать. Эффект также проверят с помощью генетических анализов, подтверждающих "заглушение" генов.
Преимущества и перспективы: Подход позволяет специфически воздействовать на гены насекомого без побочных эффектов для самого растения. Успех этой технологии РНК-интерференции (RNAi) откроет новые пути для борьбы с трудно контролируемыми вирусами растений и другими болезнями, переносимыми насекомыми, включая эпидемию "позеленения" цитрусовых (citrus greening), угрожающую индустрии Флориды.
Грант предоставлен в рамках Инициативы сельскохозяйственных и пищевых исследований (AFRI) Национального института продовольствия и сельского хозяйства USDA и будет финансировать работу постдоков в лабораториях на протяжении трех лет.