Эффективность нового подхода к борьбе с вредителями может различаться в зависимости от популяции

Исследователи сообщают, что новая методика борьбы с насекомыми-вредителями может по-разному влиять на разные их популяции. Они проанализировали РНК-интерференцию (RNAi) — метод, использующий генетический материал для «выключения» специфических генов, в данном случае генов, дающих вредителям преимущество. Учёные обнаружили, что жуки западного кукурузного жука-диабротика, уже устойчивые к севообороту, в некоторых случаях также менее уязвимы к RNAi.

Исследование опубликовано в журнале Pesticide Biochemistry and Physiology.

«Наши результаты показывают, что эффективность обработок RNAi потенциально может варьироваться среди полевых популяций в зависимости от их генетического и физиологического фона», — написали исследователи.

Западный кукурузный жук, вероятно, станет одним из первых сельскохозяйственных вредителей, против которого будет применена технология RNAi. Контроль над этим вредителем обходится фермерам США более чем в $1 млрд в год. Существующие методы — севооборот и генетически модифицированная кукуруза — сталкиваются с проблемой устойчивости популяций жука в разных районах Кукурузного пояса.

Команда протестировала RNAi на жуках, собранных в полях трёх локаций на Среднем Западе: две в Иллинойсе с устоявшимися устойчивыми к севообороту популяциями и одна в Миссури без признаков такой устойчивости. Это было сделано для сохранения естественного генетического разнообразия, которое теряется у лабораторных популяций.

Учёные нацелились на два гена, которые регулируются по-разному у устойчивых и неустойчивых жуков:

1. DvRs5 — кодирует фермент, помогающий жукам переваривать растительные белки.
2. att1 — участвует в иммунном ответе насекомых.

Оба гена играют роль в устойчивости жука к севообороту.

Результаты:

• RNAi, нацеленная на DvRs5, снизила активность фермента у всех трёх популяций, но эффект был слабее у устойчивых жуков (активность упала до ~48%) по сравнению с неустойчивыми (активность упала до 24%).
• RNAi, нацеленная на ген att1, не оказала эффекта или даже помогла устойчивым жукам, которые выживали на листьях сои немного дольше. Та же обработка подрывала выживаемость неустойчивых жуков.

Исследователи подчёркивают, что это не представляет немедленной угрозы для технологии RNAi, так как тестировались гены, которые вряд ли будут использоваться в коммерческих культурах. Однако исследование даёт важное понимание сложности биологии насекомых.

«Нацеливание на один ген для контроля над видом-вредителем — не лучшая стратегия», — сказал Джозеф Спенсер. — «Мы теперь знаем, что нарушение работы определённого гена-мишени может усилить нежелательные характеристики вредителя, такие как устойчивость к севообороту, одновременно подрывая желательные черты».

Выводы показывают, что вариация среди сельскохозяйственных вредителей может изменить результат, казалось бы, простого вмешательства, и для точного метода RNAi требуется глубокое понимание работы системы.