Новый подход к уничтожению вредителей и лечению болезней растений

Когда тля или другие подобные насекомые поселяются на сельскохозяйственных угодьях, они приносят двойной урон. Во-первых, вредители повреждают листья, плоды и корневую систему, это вызывает снижение урожайности, а иногда и гибель растений. Второй тип ущерба не так очевиден, но не менее опасен. Дело в том, что насекомые часто заражают растения опасными бактериями и вирусами. Через небольшой промежуток времени заболевают даже те растения, которые не подвергались прямому воздействию насекомых. В этом случае урожай чаще всего становится непригодным для хранения и употребления в пищу. Для борьбы с вредителями используются пестициды, но у насекомых со временем развивается устойчивость к ним. Кроме того, большинство таких препаратов являются токсичными для человека и животных. Исследователи Университета Корнелла вместе с коллегами из Института исследования растений Бойса Томпсона (США) собираются использовать для борьбы с насекомыми генетические методы.

Как отмечает руководитель исследования Ангела Дуглас, вредители чаще всего питаются флоэмой (лубом) растений. Это особая часть структуры растения, по которой переносится вода и растворенные в ней питательные вещества и продукты метаболизма. Флоэма является очень сладкой. Поэтому насекомые нуждаются в механизмах адаптации, позволяющие избежать обезвоживания во время еды. Если бы таких механизмов не было, чрезмерно высокая концентрация сахара в кишечнике привела бы к забору воды из окружающих тканей и гибели организма. Аналогичным образом человек, пьющий соленую морскую воду, погибает от обезвоживания. Ангела Дуглас и ее коллега Георг Джандер собираются провести масштабную работу, чтобы изучить систему защиты насекомых-вредителей от избытка сахара. В качестве подопытных видов будут использоваться персико-картофельная тля, белокрылка сладкого картофеля и картофельная псиллида. Эти вредители являются переносчиками болезней, приносящих значительный урон в США и по всему миру.

На первом этапе исследования будут выявлены гены, влияющие на транспортировку сахара и воды. Затем модельные растения (арбидопсис и табак) будут изменены таким образом, чтобы они производили двухцепочечные РНК, способные связывать целевые гены. Эти РНК будут выделяться в флоэму растений, и вместе с пищей попадут в организм насекомых. Ключевые для питания гены будут подавлены и не смогут выполнять свои функции (метод РНК-интерференции). На самом растении это никак не отразится. Если такой подход к уничтожению вредителей окажется успешным, исследование откроет новые возможности для борьбы с опасными насекомыми и болезнями сельскохозяйственных растений. Финансирование трехлетнего проекта будет осуществляться за счет гранта Национального института продовольствия и сельского хозяйства США.