Флавоноиды из листьев сорго в борьбе с совкой на кукурузе применили ученые
Флавоноиды, продуцируемые листьями сорго, показали многообещающие результаты в борьбе с личинками осенней совки (Spodoptera frugiperda). При распылении на листья кукурузы, флавоноиды сорго останавливают рост осенней совки и даже убивают вредителя, сообщают исследователи штата Пенсильвания в новом исследовании.
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. Они обычно считаются второстепенными побочными продуктами основного метаболизма растения, в результате которого образуются сахара и другие метаболиты, которые работают вместе для получения урожая семян.
«Когда вы исследуете листья и другие части коммерчески выращенной кукурузы, вы больше не видите образования этих флавоноидов», — сказал он. «Эти соединения присутствовали естественным образом ранее, пока мы не начали скрещивать их. На самом деле, мы просто потеряли их, пытаясь вывести более урожайные сорта».
В течение двух десятилетий исследовательская группа Чопры в Колледже сельскохозяйственных наук изучала мутантные линии кукурузы, производящие избыточное количество флавоноидов, и разработала новые линии, в которых избыточное производство флавоноидов сочетается с другими желательными признаками. Лаборатория Чопры взяла ген, который производит соединение-предшественник флавоноидов в сорго, и вставила этот ген в кукурузу, чтобы получить более устойчивые растения, которые могут препятствовать питанию осенней совки и, возможно, других вредителей.
По словам Чопры, гусеницы осенней совки настолько опасны, потому что они часто питаются молодыми листьями кукурузы внутри мутовки, где они растут. Они остаются внутри мутовки наедаясь, а когда мутовка раскрывается, молодые листья уже уничтожены.
В ходе эксперимента, состоящего из трех частей, ученые продемонстрировали, что флавоноиды сорго и кукурузы влияют на выживаемость личинок осенней совки. Их результаты, недавно опубликованные в Journal of Pest Science, показали, что личинки совки, выращенные в лаборатории на искусственной диете с добавлением флавоноидов сорго, показали значительную смертность и снижение массы тела личинок.
Чтобы сравнить уровни выживаемости вредителя и повреждения от питания, ученые 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, или дикими типами», — сказал Чопра. «И растениям кукурузы, производящим флавоноиды, был нанесен значительно 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, который сотрудничал в этом исследовании с Чопрой, отметил, что когда осенние совки проглатывают флавоноиды, их кишечный тракт деградирует.
Источник: Университет штата Пенсильвания
