Ученые намерены использовать ГМО-рыжик для получения феромонов насекомых для борьбы с вредителями
Ученые обнаружили, что генетически модифицированное растение рыжик посевной (лат. Camelina sativa) вырабатывает предшественники феромонов, которые могут контролировать сельскохозяйственных насекомых-вредителей без использования пестицидов.
Феромоны и другие полухимические вещества относятся к следующему поколению средств борьбы с насекомыми. Они защищают посевы, отпугивая насекомых-вредителей от растений, предотвращая их спаривание или иным образом манипулируя их поведением. Такой подход защищает окружающую среду, устраняя при этом проблемы, связанные с остатками инсектицидов в пищевых продуктах и развитием у насекомых устойчивости к пестицидам.
В настоящее время половые феромоны насекомых производятся синтетическим путем — дорогостоящий процесс, в котором в качестве сырья используются растительные масла для создания углеводородных цепей. Также необходимы большие объемы растворителей для создания промежуточных соединений, что приводит к образованию побочных продуктов химических отходов. Вместо этого, начав с прекурсоров в масле ГМ-семян, исследователи могут устранить большую часть потребностей в растворителях и около 80 процентов химических отходов. Использование рыжика богатого маслом в качестве «биофабрики» также значительно сокращает процесс и снижает высокую стоимость производства феромонов.
Революционное исследование проводится ISCA, компанией «зеленых» сельскохозяйственных технологий, базирующейся в Риверсайде, Калифорния, в сотрудничестве с Лундским университетом в Швеции.
«Контроль феромонов — это будущее защиты сельскохозяйственных культур, а с помощью революционного синтеза биологических феромонов ISCA сделает сельское хозяйство более прибыльным и устойчивым», сказал генеральный директор ISCA Агенор Мафра-Нето. «Эффективный контроль феромонов крайне необходим, особенно сейчас, когда мировое сельское хозяйство сталкивается с растущей устойчивостью к вредителям, что делает обычные инсектициды менее эффективными и усиливает давление со стороны правительств и потребителей, требующих все более безопасные и экологически чистые продукты питания».
Исследователи из Лундского университета, Шведского сельскохозяйственного университета и SemioPlant (стартап созданный исследователями) модифицировали генетический код рыжика посевного (Camelina sativa), включив в него гены насекомых и других организмов, которые отвечают за образование желаемых феромонов. Растения в масле семян в большом количестве производят соединения-предшественники феромонов насекомых. Их работа основана на обширных исследованиях биосинтеза феромонов моли, начатых исследовательской группой профессора Венделла Рулофса на Корнеллской экспериментальной сельскохозяйственной станции штата Нью-Йорк (ныне известной как Cornell AgriTech) в начале 1980-х годов.
ISCA вырастила несколько поколений ГМО-рыжика и разработала прототип продукта с феромонами растительного происхождения для борьбы с хлопковой совкой (лат. Helicoverpa armigera), основным вредителем во всем мире, который ежегодно наносит сотни миллионов долларов ущерба хлопку, кукурузе, томату, нуту и другим культурам.
Ожидается, что использование рыжика для создания недорогих источников феромонов насекомых усилит контроль над нарушением спаривания для нескольких видов губительной моли. В природе самки моли выделяют специфический половой феромон, который призывает самцов к спариванию. Применение того же феромона в полевых условиях приводит к появлению тысячи запахов, которые никуда не ведут, не позволяя самцам найти себе пару. Поскольку самки откладывают стерильные яйца, посевы будут защищены от вреда, в противном случае они возникнут, когда появятся гусеницы и начнут есть.
Результаты первого испытания в Бразилии показали, что состав с феромонами растительного происхождения работает так же хорошо, как и состав, сделанный с синтетическими феромонами. Оба подавляли популяции H. armigera на бобовых полях, предотвращая спаривание взрослой моли. ISCA также разрабатывает средства борьбы с феромонами растительного происхождения для кукурузной листовой совки, Spodoptera frugiperda, другого вредителя, который в последние годы начал наносить значительный ущерб урожаю в Африке и Индии. Компания планирует дополнительные испытания в Бразилии, а также планирует провести испытания в Соединенных Штатах.
«В сотрудничестве с ISCA мы надеемся разработать новые способы борьбы с несколькими другими важными вредителями», сказал руководитель исследований и профессор биологии Лундского университета Кристер Лёфстедт. В Лунде также есть генетически модифицированные растения табака для производства феромонов насекомых.
Источник: allianceforscience.cornell.edu/blog/2021/01/gm-plant-grows-insect-sex-pheromones-as-alternative-to-crop-pesticides/
