Колорадские жуки способны опустошать целые поля картофеля, томатов и баклажанов, нанося ущерб урожаю на миллиарды долларов ежегодно во всем мире. Кроме того, эти вредители выработали устойчивость ко многим инсектицидам, что делает необходимость в новом методе борьбы особенно актуальной.
По данным исследования, опубликованного в журнале Pest Management Science, в котором проверялась эффективность спрея, биоинсектицид, продаваемый под названием Calantha, весьма эффективен при многократном применении весной после появления первых личинок колорадского жука.
«В США сегодня существуют популяции колорадского жука, которые могут быть устойчивы к нескольким активным ингредиентам, принадлежащим к разным классам инсектицидов. Распыляемый РНК-пестицид представляет собой совершенно новый класс с новым механизмом действия, и он выгоден с экологической точки зрения, поскольку не оказывает воздействия на нецелевых насекомых. Инсектициды широкого спектра действия убивают всех без разбора, влияя на популяции полезных насекомых, таких как пчелы, хищные осы и божьи коровки», — сказал Брайан Нолт, профессор энтомологии в Корнеллском агротехническом колледже сельского хозяйства и наук о жизни и старший автор исследования.
Технология распыляемой РНК также может быть адаптирована для борьбы с другими вредителями. Новый препарат для борьбы с клещами варроа, которые переносят заболевание медоносным пчёлам, в настоящее время находится на стадии получения разрешения регулирующих органов, и исследователи изучают возможность использования этого средства для борьбы с азиатской цитрусовой листоблошкой, короедами и даже комарами. Ранее учёные создавали трансгенные растения кукурузы, производящие инсектицид на основе РНК для подавления западного кукурузного жука диабротика, но это первый распыляемый препарат.
Препарат работает, используя генетический процесс, называемый РНК-интерференцией. В то время как ДНК состоит из двух цепей генетического кода, РНК, которая транслирует инструкции ДНК для клеток по производству определённых белков, в основном одноцепочечная. Однако в некоторых случаях, например, у вирусов, встречается двухцепочечная РНК (дцРНК). При РНК-интерференции дцРНК подавляет ген, что препятствует синтезу им определённого белка.
В случае с Calantha, специально разработанная двуцепочечная РНК (ДЦРНК) распыляется на растения. После поедания взрослыми особями и личинками колорадского жука, ДЦРНК проникает в клетки, выстилающие кишечник. Клеточные механизмы воздействуют на ДЦРНК, следуя механизму, который в конечном итоге подавляет специфический ген колорадского жука, называемый PSMB5, который играет роль в поддержании здоровья клеток, удаляя из них дефектные белки. Без PSMB5 эти дефектные белки накапливаются, клетки погибают, а через несколько дней погибает и само насекомое.
Колорадский жук развивается в двух поколениях: весной и летом. В первом поколении другие вредители ещё не появились, поэтому это лучшее время для обработки биоинсектицидом. К моменту появления второго поколения появляются также тля и цикадки, поэтому для уничтожения вредителей может потребоваться сочетание биоинсектицида с другими химическими препаратами.
Чтобы оптимизировать эффективность препарата, Нолт и его коллеги начали применять его весной, когда вылупляются первые яйца колорадского, а затем проводили еженедельные обработки в течение следующих двух-трех недель, пока популяция и личинки еще малы.
«Он очень эффективен при использовании в указанные периоды времени и с указанными интервалами. Этот продукт гораздо эффективнее против мелких личинок, поэтому важно убедиться, что вы воздействуете на насекомых на ранних стадиях развития», — сказал Нолт.
Несколько оговорок: в штате Нью-Йорк Департамент охраны окружающей среды ограничивает использование этого препарата двумя обработками в год, чтобы предотвратить развитие резистентности у насекомых. «В Нью-Йорке эффективнее использовать его для небольшой или средней популяции. Двух обработок может быть достаточно для борьбы с весенним поколением», — сказал Нолт.
Кроме того, процесс производства продукта не соответствует рекомендациям по органическому использованию, что лишает фермеров, занимающихся органическим земледелием, потенциально ценного инструмента, подчеркнул Нолт.
Источник: Cornell University. Автор: Кришна Рамануджан. Автор фото: Брайан Нолт/Корнелльский университет.
