Выключили "сексуальный" сигнал у моли — ключ к экологичному контролю вредителей
Один "сексуальный" ген может помочь в борьбе с одним из самых разрушительных плодовых вредителей в мире. Удалив ген, который позволяет самкам моли производить свой брачный феромон, мы создали "несексуальную" моль и показали, как можно превратить привлечение насекомых в мощный инструмент контроля вредителей.
Моли обычно контролируют химическими пестицидами, но у вредителей развивается резистентность, а опрыскивания вредят пчёлам и другим опылителям. Нужны новые, более устойчивые методы защиты важных культур, таких как яблоки, кукуруза, томаты и рис.
В новом исследовании, опубликованном в Journal of Chemical Ecology, мы продемонстрировали способ нарушить половую коммуникацию насекомых и предложить более устойчивую альтернативу пестицидам.
Как нашли "сексуальный" ген
Исследование сосредоточено на восточной плодожорке (Grapholita molesta), серьёзном вредителе персиков, яблок и других фруктов. Мы хотели идентифицировать ген, ответственный за выработку её феромона.
Феромоны производятся из жирных кислот с помощью специфического фермента. Чтобы найти генетический материал, ответственный за этот фермент, нужно было идентифицировать жирную кислоту, фермент и, в конечном итоге, ген.
- Нашли исходную жирную кислоту с помощью газовой хроматографии. Когда эту конкретную кислоту поместили на железу моли, она превратилась в феромон.
- Нашли нужный фермент (десатуразу), который превращает эту кислоту в феромон. Ключевым был двойная связь между атомами углерода.
- В ДНК моли нашли много генов десатураз, но только один был активен у самок, а не у самцов. Это выглядело как нужный ген.
Создание "несексуальной" моли
Чтобы проверить функцию гена, мы использовали CRISPR ("генетические ножницы") для удаления предполагаемого гена десатуразы в яйцах моли. Когда моли выросли, самки без этого гена больше не могли производить свой феромон. Это подтвердило, что ген — ключевое звено в их половой коммуникации.
Заглушив этот единственный ген, мы создали "несексуальную" моль, которая не может привлечь партнёра. Метод можно применять и к другим видам, включая вредителей, производящих похожие феромоны.
Контроль вредителей с помощью генов насекомых
Феромонный контроль вредителей позволяет избежать проблем химических пестицидов (резистентность, загрязнение почвы, гибель опылителей). Когда синтетические феромоны распыляют в поле или саду, самцы сбиваются с толку, следуя за искусственными следами, что снижает их репродуктивный успех.
Наши "несексуальные" моли помогли идентифицировать точный ген, стоящий за этим брачным сигналом. Зная, какой ген производит феромон, мы можем воспроизвести его вне насекомого — например, вставив ген в дрожжи или растения, которые будут выступать в роли "биофабрик".
Эти генетически модифицированные организмы смогут производить феромон естественным и дешёвым способом, подобно тому, как ГМ-дрожжи производят лекарства вроде инсулина.
Расшифровав любовный сигнал моли, мы сделали шаг к более зелёному, ген-ориентированному производству феромонов, которые однажды могут заменить химические пестициды.