Колорадський жук — один із найнебезпечніших шкідників картоплі. Він відрізняється витривалістю і швидко набуває стійкості до інсектицидів. Російські вчені досліджували бактерії, що виробляють специфічний токсин, на основі якого створюються біопрепарати для захисту рослин від шкідників. Виявилося, що додавання до інсектициду спор (покояться форм) мікроорганізму руйнує кишковий імунітет личинок колорадського жука і робить їх більш сприйнятливими до токсину. Роботу виконано за підтримки Російського наукового фонду (РНФ) та опубліковано в журналі Toxins.
Бактерії Bacillus thuringiensis (БТ) виробляють специфічний Cry-токсин, що вражає виключно шкідників. Працювати речовину починає лише після взаємодії з кишковими ферментами жука, порушуючи роботу його травної системи та викликаючи голодну смерть.
Шкідник давно вимер, якби не його механізми адаптації до препаратів на основі БТ. Імунітет кишечника покращується, і в результаті бактерії та їх токсини не можуть виконати своє призначення. Дослідники Новосибірського державного аграрного університету (Новосибірськ) та Сибірського федерального наукового центру агробіотехнологій РАН (Краснообськ) з'ясували, як можна обійти ці механізми. Поєднання білкових токсинів зі спорами (формою бактерій, що спочивають, які можуть активуватися і розмножуватися всередині комах) Bacillus thuringiensis допомагає ефективніше знищувати колорадського жука.
При попаданні в організм суміші спор та токсинів бактерій у комах запускається система руйнування та знешкодження різних токсичних речовин (детоксикація). Водночас активується гуморальний імунітет у кишечнику, який захищає організм від патогенів. Однак дослідники виявили ще одну особливість - при спільному впливі токсинів зі спорами у личинок проявляється сильний окислювально-відновний дисбаланс і запускається процес ушкодження кишкових клітин внаслідок окислення. У сукупності це призводить до порушення антиоксидантного захисту організму личинок та погіршення їхнього загального стану здоров'я.
«При спільному впливі токсинів зі спорами бактерій Bacillus thuringiensis загибель комах відбувається швидше і вмирає на 30% більше колорадських жуків. Впровадження розроблених препаратів і технологій дозволить наповнити ринок біораціональних інсектицидів вітчизняними препаратами, підвищити якість продуктів харчування, зменшити пестицидне навантаження на навколишнє середовище та знизити негативний вплив на здоров'я населення», — розповів керівник проекту з гранту РНФ Іван Дубовський, доктор біологічних наук, біологічного захисту рослин та біотехнології Новосибірського державного аграрного університету.