Битва за урожай: российские учёные вывели особо опасных для колорадского жука микробов

Российские учёные совместно с иностранными коллегами нашли способ повысить вирулентность полезных бактерий Bacillus thuringiensis. Эти микроорганизмы применяются в сельском хозяйстве для уничтожения вредителей — колорадского жука, личинок мух, капустной моли и т. д. Авторы исследования подобрали такие условия культивации бактерий, которые делают микроорганизмы более агрессивными к вредным насекомым. Полученные данные помогут создать более эффективные биопестициды — экологически безопасные препараты.
Российские учёные из Новосибирского государственного аграрного университета совместно со специалистами из Университета Голуэя (Ирландия) и Университета Суонси (Великобритания) изучили условия роста бактерий Bacillus thuringiensis. Эти микроорганизмы могут применяться против сельскохозяйственных насекомых-вредителей. Об этом RT сообщили в пресс-службе Российского научного фонда, при поддержке которого была проведена работа. Результаты опубликованы в Journal of Invertebrate Pathology.
Бактерии Bacillus thuringiensis безопасны для человека и полезных насекомых, таких как пчёлы или божьи коровки. Зато успешно уничтожают вредителей: личинок мух, комаров, колорадского жука и бабочек — капустной совки, капустной моли, а также вощинной огнёвки (вредителя пчеловодства, который поедает мёд, соты и пергу).
Учёные задались целью выяснить, в каких условиях культивируются наиболее эффективные в борьбе с вредителями бактерии. Для этого исследователи вырастили колонии микроорганизмов в жидкой среде, которая имитировала гемолимфу насекомых, а другие колонии бактерий — на плотной среде, похожей на кишечник насекомых, поверхность листьев растений или почву.
Выяснилось, что бактерии, растущие на плотной среде, убивали личинок насекомых-вредителей в два раза быстрее и эффективнее, чем те, которые росли в жидкости.
Биологи объяснили эту разницу тем, что на твёрдой поверхности в отсутствие питательных веществ у бактерий Bacillus thuringiensis иначе работают гены, контролирующие их жизненный цикл. Так, в суровых условиях у микроорганизмов раньше запускается процесс образования спор, которые помогают бактериям сохраняться в неблагоприятных условиях, и выработка Cry-токсинов, повышающих вирулентность патогенов, то есть их способность убивать насекомых.
Полученные учёными данные помогут создать эффективные биологические инсектициды — препараты на основе микроорганизмов для защиты растений от вредителей.
«В будущих исследованиях мы планируем изучить жизненный цикл популяций бактерий Bacillus thuringiensis в организме насекомых после инъекции, что поможет лучше понять, как бактерии адаптируются к различным условиям внутри хозяина и как сделать биопрепараты более эффективными», — рассказала RT ведущий научный сотрудник, доцент кафедры защиты растений Новосибирского государственного аграрного университета Екатерина Гризанова.