Разработка новых стратегий борьбы с западным кукурузным жуком-диабротикой
Западный кукурузный жук-диабротика (Diabrotica virgifera virgifera) — серьёзный вредитель. Личинки питаются корнями кукурузы, а взрослые особи повреждают листья и шелковицу. По оценкам 1986 года, ущерб для фермеров США составляет около $1 млрд в год из-за потери урожая и затрат на борьбу с вредителем. Сейчас эта цифра, вероятно, выше, не считая ущерба в других регионах Северной Америки и Европы.
Аспирант-энтомолог Клэй Чу из Университета штата Северная Каролина (лаборатория Марсе Лоренцен) при поддержке Monsanto работает над созданием системы генетических маркеров для изучения жука. Цель — разработка новых инструментов и стратегий контроля вредителя.
Суть генетического подхода: Чу вводит в ДНК жука гены, запускающие производство флуоресцентного белка. Планируется создать линию жуков, где флуоресценция будет активироваться при экспрессии целевых генов, что позволит визуально отслеживать работу конкретных генов.
Ключевая проблема: для исследований необходимо поддерживать жизнеспособную лабораторную колонию жуков на протяжении поколений, что оказалось крайне сложной задачей.
Проблема 1: Питание
Изначально жуков кормили стандартным рецептом насекомой пищи, что приводило к еженедельной гибели 30% популяции. Подбор безопасного рациона занял четыре месяца.
Проблема 2: Размножение и сбор яиц
В природе жуки откладывают яйца в почву у корней кукурузы, где их почти невозможно найти. В лаборатории Чу разработал специальную установку:
- Основа — чашка Петри со слоем непитательного агара для влажности.
- Дно выстлано фильтровальной бумагой и рыхлой марлей, имитирующей структуру корней.
- Взрослые особи содержатся под перевёрнутым пластиковым стаканом с отверстиями. Такая конструкция делает яйца видимыми и удобными для сбора.
Проблема 3: Здоровье и выживаемость
На всех стадиях жизни жуков угрожают бактерии, грибки и клещи. Для минимизации смертности исследователи стерилизуют всё, с чем контактируют жуки: от специального корма до марли и контейнеров для сбора яиц. Нарушение протоколов может привести к потере целого поколения. В настоящее время команде удалось добиться выживания до взрослой стадии 30% отложенных яиц. «Это очень хороший результат, и если мы сможем его поддерживать, мы будем в хорошей форме», — отмечает Чу.