Используя инновационную технологию, основанную на РНК-интерференции, группа специалистов Национального института сельскохозяйственных технологий Аргентины (INTA) создает растения хлопчатника, предназначенные для блокирования роста и развития хлопкового долгоносика путем вмешательства в его метаболизм. Это инструмент, который поможет в управлении урожаем и сократит использование инсектицидов.
В Аргентине хлопчатник является одной из основных культур для экономики регионов Чако, Формоса, Санта-Фе и Сантьяго-дель-Эстеро. Однако его производство сталкивается с трудностями в борьбе с вредными насекомыми, такими как жук Anthonomus grandis (обычно называемый хлопковым долгоносиком), поскольку он является самым разрушительным вредителем из-за множества факторов, среди которых выделяются его высокая репродуктивная способность, отсутствие естественных врагов и неэффективность современных средств защиты растений. Фактически, его распространение может привести к потерям урожайности до 80%.
По этой причине специалисты INTA работают над созданием сортов хлопчатника, способных противостоять атакам долгоносика. С этой целью было подписано научно-технологическое соглашение с представителями четырех хлопкосеющих провинций, сообщает официальный сайт Правительства Аргентины.
В 2019 году группа исследователей из Института генетики INTA создала первые трансгенные растения хлопчатника в Аргентине. Эти растения несут в своем геноме систему для производства молекулы РНК-интерференции, направленной на контроль развития хлопкового долгоносика, блокируя метаболизм фермента, имеющего решающее значение для роста и развития вредителя.
Предварительные результаты показали, что эти растения имеют нормальную архитектуру и развитие и являются фертильными.
«Молекулярный анализ показывает, что молекулы РНК-интерференции, которые влияют на метаболизм долгоносика, правильно вырабатываются в клетках растения, - сказала Лора Маскин, научный сотрудник Института генетики INTA. - Эти обнадеживающие результаты позволяют нам перейти к следующему этапу, сосредоточенному на анализе воздействия этих растений на насекомых, которые ими питаются. В частности, будут оцениваться их рост, развитие, репродуктивная способность и жизнеспособность. С этой целью были начаты контрольные биопробы (растения РНК-интерференции подвергаются воздействию насекомых) в контролируемых условиях в биозащитной теплице Института генетики».
«Разработка технологии РНК-интерференции для подавления действия определенных генов в целях борьбы с вредителями отражает твердую приверженность инновациям, - подчеркивает Маскин. - INTA подтверждает свою приверженность использованию человеческого таланта и передового опыта в исследованиях на благо местных сельскохозяйственных производителей и укрепления аргентинской сельскохозяйственной системы».
В то же время исследователи из подразделения в провинции Чако (INTA Sáenz Peña) продвигаются вперед в размножении в полевых условиях и в биобезопасных теплицах материалов, полученных в Институте генетики, с целью увеличения семенного материала и обеспечения постоянства молекулы РНК-интерференции в поколениях растений. Также проводятся испытания, которые предоставят информацию о способности этих растений противостоять долгоносику в естественных полевых условиях.
Команда, которая разработала первые трансгенные растения хлопчатника в Аргентине, состоит из Лауры Маскин, Марианы Турики и Далии Леви из Института генетики INTA, а также Рикардо Сальвадора, Аналии Педаррос, Хосе Ниса из Института микробиологии и сельскохозяйственной зоологии INTA и при содействии Эстебана Хоппа из IABIMO (INTA-CONICET).
Эта работа проводится в рамках научно-технологического соглашения, подписанного INTA и представителями провинций Чако, Формозы, Санта-Фе и Сантьяго-дель-Эстеро для борьбы с нашествием долгоносика на посевы хлопчатника.
На последней встрече, в которой также приняли участие представители Секретариата сельского хозяйства, животноводства и рыболовства, Мария Габриэла Пачеко - директор Института генетики INTA и технический координатор соглашения - представила ход реализации пяти модулей, составляющих соглашение, и предоставила информацию о дальнейших шагах. Кроме того, благодаря прогрессу проекта они подтвердили, что соглашение будет продолжено с привлечением провинциальных фондов.
Сегодня растет спрос на устойчивые методы ведения сельского хозяйства, основанные на технологиях, которые сочетают эффективную борьбу с вредителями с минимальным воздействием на окружающую среду. В этом смысле разработка биопестицидов и/или генетических модификаций растений, использующих РНК-интерференцию, набирает обороты во всем мире в качестве альтернативы обычным пестицидам, оказывая меньшее воздействие на окружающую среду и имея большую специфичность биологического действия.
«Эта технология представляет собой естественный механизм клеток, который заключается в генерации небольших молекул РНК, обладающих способностью модулировать или предотвращать экспрессию определенных генов, - пояснила Маскин. - Это явление было выявлено в основном у растений и насекомых. Его применяют для борьбы с вредителями путем подавления экспрессии важных генов насекомых».
В области растений одним из успешных примеров использования РНК-интерференции в борьбе с вредителями является создание трансгенного сорта кукурузы с использованием технологии РНК-интерференции для борьбы с корневым жуком диабротика (Diabrotica virgifera). Эта кукуруза, разработанная компанией Bayer, уже представлена на рынке и продается в Аргентине с 2018 года (пионером в применении этой технологии), в США с 2022 года и в Канаде с 2023 года.
Такие компании, как Syngenta и GreenLight Biosciences, успешно провели полевые испытания продуктов на основе распыления РНК-интерференции в качестве средства борьбы с колорадским жуком.
Эти достижения предполагают рост числа продуктов с технологией РНК-интерференции на мировом рынке в ближайшие годы. Среди них выделяется китайская исследовательская группа, добившаяся многообещающего прогресса в использовании РНК-интерференции для борьбы с еще одним вредителями хлопчатника: молекула не позволяет хлопковой совке (Helicoverpa armigera) активировать механизмы, которые позволяют ей переносить токсическое воздействие естественного защитного метаболита хлопчатника.
Источник и фото: www.argentina.gob.ar.