Устойчивые к севообороту жуки-кукурузные корневые долгоносики: секрет в их кишечнике
Ученые выяснили, как насекомые развивают устойчивость к экологичным методам земледелия, таким как севооборот. Ключ к устойчивости западного кукурузного корневого долгоносика (Diabrotica virgifera virgifera) кроется в изменениях в его кишечнике.
Генетические и микробные различия
- Исследование, опубликованное в Evolutionary Applications, показало, что у устойчивых ("ротационно-резистентных") и обычных ("дикого типа") жуков более 3000 генов экспрессируются по-разному.
- Эти гены связаны с иммунной регуляцией, антимикробными функциями, детоксикацией и транспортом веществ в клетку и из нее.
- Микробное сообщество кишечника у двух типов жуков состоит из одних и тех же типов микроорганизмов, но в разных пропорциях.
Роль фермента и микробиома
- Ранее было обнаружено, что у устойчивых жуков повышена активность фермента катепсина L, который помогает переваривать листья сои.
- Обработка антибиотиками снижала активность катепсина L у устойчивых жуков до уровня обычных, и они так же быстро погибали на диете из листьев сои. Это указывает, что микробное сообщество помогает жукам повышать уровень катепсина.
Экологический контекст устойчивости
- Устойчивость к севообороту — сложный процесс, на который влияют человеческая деятельность, эволюционная история насекомых, растения-хозяева и не-хозяева, микробное сообщество и гены.
- Проблема распространена в ландшафтах, где доминируют только кукуруза и соя. В более разнообразных агроландшафтах, включающих эти культуры, устойчивость к севообороту не отмечается.
Значение для сельского хозяйства
Понимание этих механизмов поможет разработать молекулярные маркеры для выявления устойчивых жуков и создать более устойчивые стратегии управления вредителями, минимизируя нежелательные последствия даже для экологичных практик.