科羅拉多馬鈴薯甲蟲是最危險的馬鈴薯害蟲之一。 它很耐寒,很快就會對殺蟲劑產生抗藥性。 俄羅斯科學家研究了產生特定毒素的細菌,在此基礎上製造生物製劑以保護植物免受害蟲侵害。 事實證明,在殺蟲劑中添加微生物的孢子(靜止形式)會破壞科羅拉多馬鈴薯甲蟲幼蟲的腸道免疫力,使它們更容易受到毒素的影響。 這項工作得到了俄羅斯科學基金會 (RSF) 的支持,並發表在《毒素》雜誌上。
蘇雲金芽孢桿菌 (BT) 細菌產生一種特定的 Cry 毒素,它只影響害蟲。 這種物質只有在與甲蟲的腸道酶相互作用、破壞其消化系統並導致飢餓後才開始起作用。
如果不是因為它對 BT 藥物的適應機制,這種害蟲早就滅絕了。 腸道免疫力提高,因此細菌及其毒素無法發揮作用。 新西伯利亞國立農業大學 (Novosibirsk) 和俄羅斯科學院西伯利亞聯邦農業生物技術科學中心 (Krasnoobsk) 的研究人員想出瞭如何繞過這些機制。 蛋白質毒素與蘇雲金芽孢桿菌的孢子(一種可以在昆蟲體內被激活和繁殖的休眠細菌)相結合,有助於更有效地殺死科羅拉多馬鈴薯甲蟲。
當細菌的孢子和毒素的混合物進入人體時,昆蟲開始破壞和中和各種有毒物質(解毒)的系統。 同時,腸道內的體液免疫被激活,從而保護身體免受病原體的侵害。 然而,研究人員發現了另一個特徵——當毒素與孢子結合時,幼蟲表現出強烈的氧化還原失衡,並因氧化而開始破壞腸道細胞的過程。 總之,這會導致幼蟲機體的抗氧化防禦遭到破壞,並導致它們的整體健康狀況惡化。
“當暴露於含有蘇雲金芽孢桿菌孢子的毒素時,昆蟲死亡速度更快,科羅拉多甲蟲死亡人數增加了 30%。 引進已開發的製劑和技術,將有可能用國產製劑填補生物合理殺蟲劑市場,提高食品質量,減少農藥對環境的負荷,減少對公眾健康的負面影響,”Ivan Dubovsky 說。 ,RSF資助項目負責人,生物學博士,新西伯利亞國立農業大學生物植物保護與生物技術實驗室負責人。