科罗拉多马铃薯甲虫是最危险的马铃薯害虫之一。 它很耐寒,很快就会对杀虫剂产生抗药性。 俄罗斯科学家研究了产生特定毒素的细菌,在此基础上制造生物产品以保护植物免受害虫侵害。 结果证明,在杀虫剂中加入微生物的孢子(休眠形式)会破坏科罗拉多马铃薯甲虫幼虫的肠道免疫力,使它们更容易受到毒素的影响。 这项工作得到了俄罗斯科学基金会 (RSF) 的支持,并发表在 Toxins 杂志上。
苏云金芽孢杆菌 (BT) 细菌会产生一种仅影响害虫的特定 Cry 毒素。 该物质只有在与甲虫的肠道酶相互作用后才开始起作用,破坏其消化系统的工作并导致饥饿。
如果不是因为它对基于 BT 的药物的适应机制,这种害虫早就灭绝了。 肠道免疫力提高,因此,细菌及其毒素无法实现其目的。 新西伯利亚国立农业大学 (Novosibirsk) 和俄罗斯科学院西伯利亚联邦农业生物技术科学中心 (Krasnoobsk) 的研究人员已经找到了绕过这些机制的方法。 蛋白质毒素与苏云金芽孢杆菌的孢子(一种可以在昆虫体内激活和繁殖的休眠形式的细菌)相结合,有助于更有效地杀死科罗拉多马铃薯甲虫。
当孢子和细菌毒素的混合物进入体内时,昆虫开始破坏和中和各种有毒物质(解毒)的系统。 同时,肠道内的体液免疫被激活,保护身体免受病原体侵害。 然而,研究人员发现了另一个特征——当毒素与孢子结合时,幼虫表现出强烈的氧化还原失衡,并触发了由于氧化而对肠道细胞造成损害的过程。 总之,这会导致幼虫的抗氧化防御遭到破坏,并导致其整体健康状况恶化。
“当毒素与细菌苏云金芽孢杆菌的孢子结合时,昆虫会死亡得更快,科罗拉多甲虫死亡的几率会增加 30%。 开发的药物和技术的引进将使国产药物填补生物理性杀虫剂市场,提高食品质量,减少农药对环境的负荷,减少对公众健康的负面影响,”该项目的伊万·杜博夫斯基说。俄罗斯科学基金会资助经理,生物科学博士,新西伯利亚国立农业大学生物植物保护和生物技术实验室负责人。