Изменение сорта сельхозкультур может продлить эффективность биопестицидов
Изменение рациона питания вредителей может замедлить эволюцию устойчивости к биопестицидам, согласно исследованию учёных из Университета Стирлинга.
Находки могут позволить разработать биопестициды, сохраняющие эффективность дольше, что потенциально повысит продовольственную безопасность, снизит ущерб природной среде и увеличит агроэкологическое биоразнообразие.
Исследователи обнаружили, что вредители хлопковой совки — вида бабочек, наносящего значительный ущерб сельскому хозяйству — демонстрируют высокую степень генетической изменчивости в выживаемости после воздействия грибковых биопестицидов, которые часто считаются более безопасной альтернативой химическим пестицидам.
Исследование показало, что воздействие грибковых биопестицидов может привести к эволюции устойчивости, как и в случае с синтетическими пестицидами. Оно развивает предыдущие выводы о необходимости новых подходов к управлению рисками устойчивости к более экологичным пестицидам.
Однако изменения в диете вредителя, то есть в сельхозкультуре, которую он поедает, оказывали большее влияние на эволюцию устойчивости, чем смена типа используемого пестицида. Это означает, что разнообразие выращиваемых культур может влиять на скорость адаптации вредителей к биопестицидам.
Учёные из Факультета естественных наук Университета Стирлинга совместно с коллегами из Университета штата Сан-Паулу (Бразилия) и Гётеборгского университета (Швеция) вырастили в лаборатории тысячи личинок хлопковой совки из разных семейных линий.
Команда проверила, насколько хорошо личинки выживали после воздействия двух различных грибковых патогенов, питаясь растениями томата, кукурузы или сои.
Исследование проходило в контролируемых лабораторных условиях в Университете Стирлинга с использованием грибов, полученных из Бразилии при поддержке международных партнёров. Оно сочетовало эксперименты по разведению с продвинутым статистическим моделированием для выявления генетических закономерностей.
Работа развивает исследование, опубликованное в 2023 году, которое показало, что насекомые-вредители уже несут множество генов, улучшающих их способность противостоять инфекции, что может привести к устойчивости к более экологичным пестицидам.
Доктор Рози Манган, научный сотрудник Университета Стирлинга, заявила: «Это важное открытие, потому что мы показали потенциал для существенных эволюционных изменений в выживании после воздействия биопестицидов, но также и то, что фермеры могут замедлить этот процесс, используя более разнообразные системы земледелия».
«Понимание того, как диета влияет на устойчивость к грибковым биопестицидам, помогает разрабатывать более разумные стратегии борьбы с вредителями, которые являются устойчивыми и менее зависимыми от химикатов».
«Фермеры и политики могут использовать эти выводы для создания систем борьбы с вредителями, которые дольше сохраняют эффективность биопестицидов, сокращают экологический ущерб, способствуют агроэкологическому биоразнообразию и улучшают глобальную продовольственную безопасность».
«Эти идеи особенно актуальны для сельскохозяйственной политики в Великобритании, ЕС и других регионах, где растёт использование биопестицидов».
Новая статья «Разнообразие культур вызывает компромиссы в восприимчивости к микробным биопестицидам, которые могут отсрочить эволюцию устойчивости вредителей» опубликована в PLOS Pathogens.
Доктор Манган работала над исследованием вместе с профессором Мэтью Тинсли и Эстер Феррари с Факультета естественных наук Университета Стирлинга, доктором Люком Бюсьером из Гётеборгского университета и доктором Рикардо Поланчиком из Университета штата Сан-Паулу. Исследование является частью более масштабной международной инициативы, направленной на повышение устойчивости защиты сельхозкультур.