Zemiakový chrobák Colorado je jedným z najnebezpečnejších škodcov zemiakov. Je mrazuvzdorný a rýchlo sa stáva odolným voči insekticídom. Ruskí vedci skúmali baktérie, ktoré produkujú špecifický toxín, na základe čoho vznikajú biologické produkty na ochranu rastlín pred škodcami. Ukázalo sa, že pridanie spór (kľudových foriem) mikroorganizmu k insekticídu ničí črevnú imunitu lariev pásavky zemiakovej a robí ich náchylnejšími na toxín. Práca bola podporená Ruskou vedeckou nadáciou (RSF) a publikovaná v časopise Toxins.
Baktérie Bacillus thuringiensis (BT) produkujú špecifický Cry toxín, ktorý postihuje výlučne škodcov. Látka začne pôsobiť až po interakcii s črevnými enzýmami chrobáka, čo naruší fungovanie jeho tráviaceho systému a spôsobí hladovanie.
Škodca by už dávno vyhynul, nebyť jeho adaptačných mechanizmov na lieky na báze BT. Zlepšuje sa črevná imunita a v dôsledku toho baktérie a ich toxíny nedokážu plniť svoj účel. Vedci z Novosibirskej štátnej agrárnej univerzity (Novosibirsk) a Sibírskeho federálneho vedeckého centra pre agrobiotechnológiu Ruskej akadémie vied (Krasnoobsk) prišli na to, ako tieto mechanizmy obísť. Kombinácia proteínových toxínov so spórami (spiace forma baktérií, ktoré sa môžu aktivovať a množiť vo vnútri hmyzu) Bacillus thuringiensis pomáha účinne zabíjať pásavku zemiakovú.
Keď sa do tela dostane zmes bakteriálnych spór a toxínov, hmyz spustí systém ničenia a neutralizácie rôznych toxických látok (detoxikácia). Súčasne sa aktivuje humorálna imunita v črevách, ktorá chráni telo pred patogénmi. Vedci však objavili inú vlastnosť – pri kombinácii s toxínmi a spórami vykazujú larvy silnú redoxnú nerovnováhu a spúšťa sa proces poškodenia črevných buniek v dôsledku oxidácie. Celkovo to vedie k narušeniu antioxidačnej obrany lariev a zhoršeniu ich celkového zdravotného stavu.
„Keď sa toxíny skombinujú so spórami baktérie Bacillus thuringiensis, smrť hmyzu nastane rýchlejšie a o 30 % viac chrobákov zemiakových v Colorade. Zavedenie vyvinutých liekov a technológií umožní naplniť trh s bioracionálnymi insekticídmi domácimi drogami, zlepšiť kvalitu potravinárskych výrobkov, znížiť zaťaženie životného prostredia pesticídmi a znížiť negatívny vplyv na verejné zdravie,“ povedal Ivan Dubovský. , vedúci grantového projektu RSF, doktor biologických vied, vedúci laboratória.biologická ochrana rastlín a biotechnológia, Štátna agrárna univerzita v Novosibirsku.