Наши ученые используют Bacillus thuringiensis в борьбе с колорадским жуком
Ученые из Института систематики и экологии животных СО РАН провели исследование в поисках эффективного способа борьбы с колорадским жуком с помощью бактерий Bacillus thuringiensis. Статья опубликована в международном журнале PeerJ, пишет пресс-служба сетевого издания Сибирского отделения Российской академии наук.
Бактерии Bacillus thuringiensis входят в состав большинства биопрепаратов для защиты сельхозкультур от вредителей. При попадании в организм личинок колорадского жука они нарушают функции кишечника, клетки которого разрушаются и не могут восстановиться из-за токсинов.
В ходе исследования ученые скармливали личинкам бактерии и оценивали физиологические и биохимические показатели иммунитета колорадского жука.
В обсуждаемой работе наблюдали изменения активности антиоксидантной системы и системы детоксикации в разных тканях организма личинок жуков при скармливании инактивированных или активных бактерий. Мы предполагаем, что у личинок жуков происходит системный иммунный ответ, наблюдаемый после распознавания патогена как эпителиальными клетками кишечника, так и микробиотой кишечника»,
Ученые предполагают, что эти процессы приводят к синтезу различных биологически активных веществ, которые способны активировать иммунитет без разрушения тканей. Введение нейтрализованных бактерий позволило показать, что при попадании погибших бактериальных клеток в организм колорадского жука гибели особей не происходит.
Иммунные реакции активируются, так как организм распознал патоген, начал паниковать и готовиться к предотвращению развития инфекции. Это было похоже на то, что мы обычно наблюдаем во время классического развития бактериальной инфекции у личинок жуков»,
Виктор Вячеславович Глупов, директор ИСиЭЖ СО РАН член-корреспондент РАН, пояснил:
В этом случае активация иммунитета у личинок погибшими клетками бактерий может иметь грубую аналогию с вакцинами. То есть, по сути, это может приводить у насекомых к процессам, схожим с иммунным праймингом (адаптивным иммунным ответом позвоночных на внедрение антигена). Иными словами, если произошла «вакцинация» бактериями личинок в младших возрастах, то прожорливые личинки в старших возрастах и взрослые особи будут более устойчивы к действию активных бактерий. Это выступает экологическим механизмом адаптации к условиям среды».
«Вакцинация» личинок может происходить в поле, так как Bacillus thuringiensis – это почвенные бактерии, которые присутствуют повсеместно. Клетки живых микроорганизмов могут погибать естественным образом при воздействии солнечного света или под влиянием различных биологически активных веществ, выделяемых другими микроорганизмами. Также подобные процессы могут происходить при использовании биопрепаратов с истекшим сроком годности и большим количеством погибших микробных клеток.
У нас есть ряд исследований про сочетание Bacillus thuringiensis с собственной микробиотой колорадского жука. Микробиота может усиливать действие Bacillus thuringiensis, препарата, поэтому для него можно будет использовать меньшее количество бактерий, но они подействуют столь же эффективно. Препарат на этой основе в теории сможет успешно применяться против вредителя, но будет безопасен для других насекомых. Такой подход является перспективным в разработке новых биопрепаратов для контроля численности насекомых»,
В будущем ученые планируют провести транскриптомный анализ: узнать, как клетки, ткани и органы колорадского жука реагируют на инактивированные бактерии. Это позволит понять, какие реакции будут у насекомых при питании или при попадании этих клеток бактерий, что откроет дополнительные возможности повышения эффективности. Работа поддержана грантом РНФ.
О болезнях картофеля при хранении и мерах защиты рассказали в Россельхозцентре
Ученые выяснили, что зерновой пояс РФ сильнее всего страдает от опустынивания земель