Флавоноиды сорго убивают совку на кукурузе и могут защитить урожай
Об этом сообщают исследователи Университета штата Пенсильвания в статье, опубликованной в Journal of Pest Science и цитируемой порталом Рhys.org.
По словам Суриндера Чопры, профессора генетики кукурузы, результаты исследования важны, потому что совка - инвазивное насекомое-вредитель, которое в настоящее время наносит ущерб посевам кукурузы по всему миру, значительно ограничивая урожайность. Он предполагает, что флавоноиды могут быть использованы в качестве основы для нетоксичной стратегии борьбы с вредителями для защиты кукурузы.
Растительные флавоноиды представляют собой природные соединения, которые часто встречаются в виде пигментов в некоторых цветах, овощах и фруктах. Флавоноиды обычно считаются второстепенными побочными продуктами основного метаболизма растения, в результате которого образуются сахара и другие метаболиты, которые работают вместе для получения семян.
«Когда вы исследуете листья и другие части коммерчески выращенной кукурузы, вы больше не найдете образования этих флавоноидов, - рассказал он. - Эти соединения присутствовали естественным образом до момента селекции кукурузы на урожайность».
После двадцати лет изысканий исследовательская группа Чопры разработала новые линии кукурузы, где избыточное производство флавоноидов сочетается с другими желательными признаками. Ученые взяла ген, который производит соединение-предшественник флавоноидов в сорго, и вставила этот ген в кукурузу для защиты от лиственной совки и, возможно, от других вредителей.
По словам ученого, гусеницы совки настолько разрушительны, потому что они часто питаются молодыми листьями кукурузы внутри мутовки, а когда мутовка раскрывается, молодые листья уже уничтожены.
В ходе эксперимента, состоящего из трех частей, исследователи продемонстрировали, что флавоноиды сорго влияют на выживаемость личинок совки. Гусеницы, выращенные в лаборатории на искусственной диете с добавлением флавоноидов сорго, показали значительную смертность и снижение массы тела личинок.
Затем исследователи разработали селекционные линии и вырастили четыре родственные линии кукурузы в Центре сельскохозяйственных исследований Рассела Э. Ларсона штата Пенсильвания — две генетически модифицированные линии, производящие флавоноиды, и две, не производящие флавоноидов.
«Анализ кормления показал значительно более высокую смертность личинок, которых кормили линиями, производящими флавоноиды, по сравнению с линиями, не содержащими флавоноидов, - сказал Чопра. - И растениям кукурузы, производящим флавоноиды, был нанесен гораздо меньший ущерб, чем кукурузе, не содержащей флавоноидов».
Исследователи также извлекли флавоноиды из листьев некоторых линий сорго и распылили их на листья восприимчивых линий кукурузы. Экстракт флавоноидов эффективно снижал рост и увеличивал смертность личинок совки, делая восприимчивые линии устойчивыми к питанию личинками совки.
Энтомолог штата Пенсильвания Гэри Фелтон, участник работы, пояснил, что когда гусеницы совки проглатывают флавоноиды, их кишечный тракт деградирует: «Мембрана, защищающая кишечник гусеницы, была серьезно повреждена у личинок, питавшихся листьями линий кукурузы, производящих флавоноиды. Эффективность флавоноидов в качестве сдерживающих факторов при кормлении демонстрирует экологически безопасный потенциал для борьбы с кукурузной совкой».
(Источник: phys.org. Фото: Наталья Шаповалова).