Распыляемый РНК-пестицид наиболее эффективен против молодых колорадских жуков

Первый в мире распыляемый инсектицид на основе РНК способен избирательно уничтожать прожорливых колорадских жуков, не причиняя вреда большинству полезных насекомых. Это делает его перспективным экологичным средством.

Колорадские жуки могут опустошать целые поля картофеля, томатов и баклажанов, нанося ежегодный глобальный ущерб урожаю в миллиарды долларов. Вредители также выработали устойчивость ко многим инсектицидам, что делает поиск новых методов контроля особенно важным.

Согласно новому исследованию в журнале Pest Management Science, биоинсектицид Calantha демонстрирует высокую эффективность при нескольких обработках сразу после появления личинок весной.

«В зависимости от региона, существуют популяции колорадского жука, устойчивые к нескольким действующим веществам из разных классов инсектицидов», — отметил Брайан Нолт, профессор энтомологии в Cornell AgriTech и старший автор исследования.

«Это совершенно новый класс с новым механизмом действия, и он экологически безопасен, поскольку не затрагивает нецелевых насекомых».

Широкоспектральные инсектициды действуют неизбирательно, влияя на популяции полезных насекомых, таких как пчелы, хищные осы и божьи коровки.

Технология распыляемой РНК также может быть адаптирована для борьбы с другими вредителями. Продукт для борьбы с клещами Varroa, распространяющими болезни среди медоносных пчел, находится в процессе регуляторного одобрения. Исследователи изучают возможность использования этого инструмента против азиатской цитрусовой листоблошки, короедов и даже комаров. Ранее ученые создавали генетически модифицированную кукурузу, производящую РНК-инсектицид для подавления западного кукурузного жука, но Calantha — первый именно распыляемый продукт.

Механизм действия

Calantha использует генетический процесс под названием РНК-интерференция. В отличие от двуцепочечной ДНК, матричная РНК (мРНК) обычно одноцепочечна. Однако в некоторых случаях, например у вирусов, встречается двуцепочечная РНК (дцРНК). В процессе РНК-интерференции дцРНК «выключает» определенный ген, не давая ему производить конкретный белок.

Calantha содержит специфическую дцРНК, которую распыляют на растения. После поедания жуками и их личинками дцРНК проникает в клетки кишечника. Клеточные механизмы, следуя пути РНК-интерференции, «заглушают» конкретный ген колорадского жука — PSMB5. Этот ген играет ключевую роль в поддержании здоровья клетки, удаляя дефектные белки. Без PSMB5 дефектные белки накапливаются, клетки погибают, а через несколько дней гибнет и насекомое.

Стратегия применения

Колорадские жуки дают два поколения за сезон: весеннее и летнее. Первое поколение появляется до массового выхода других вредителей, что делает это время оптимальным для применения инсектицида. Ко времени появления второго поколения на растениях могут присутствовать тли и цикадки, что может потребовать комбинации Calantha с другими химическими средствами.

Для оптимизации эффективности Нолт и коллеги рекомендуют начинать обработку весной, сразу после вылупления первых яиц, с последующими еженедельными обработками в течение 2–3 недель, пока популяции и личинки еще малы.

«Продукт гораздо эффективнее против мелких личинок, поэтому важно нацеливаться на ранние стадии развития насекомого», — подчеркнул Нолт.

Ограничения

• В штате Нью-Йорк Департамент охраны окружающей среды ограничивает применение Calantha двумя обработками в год, чтобы предотвратить развитие у вредителя устойчивости.
• Процесс производства продукта не соответствует стандартам органического земледелия, что лишает органических фермеров потенциально ценного инструмента.