Грибок может контролировать опасного вредителя кукурузы — исследование
Серьезной проблемой для фермеров стала кукурузная цикадка Dalbulus Maidis. Это крошечное насекомое сейчас широко распространено в Северной и Южной Америке, от юга США до севера Аргентины. В Бразилии в качестве хозяев он использует только растения кукурузы, и о механизмах его выживания в отсутствие этих растений мало что известно. У кукурузы он наносит вред непосредственно, высасывая сок из флоэмы, сосудистой ткани, которая проводит сахар и другие продукты обмена вниз от листьев.
Однако это не единственная проблема. Насекомое также передает патогены (бактерии и вирусы), которые замедляют рост растений и потенциально уничтожают весь урожай. Обычно с ним борются путем опрыскивания сельскохозяйственных культур пестицидами или средствами биологической борьбы, чтобы уменьшить популяцию этих насекомых и предотвратить передачу патогенов новым растениям-хозяевам. Химические инсектициды являются основным оружием, но они имеют неблагоприятные побочные эффекты, а биологический контроль становится все более растущей альтернативой.
Некоторые коммерчески доступные биоинсектициды в настоящее время содержат Cordyceps javanica (ранее называвшийся Isaria fumosorosea или Cordyceps fumosorosea), универсальный гриб с высоким потенциалом борьбы с сокососущими насекомыми. Как именно он это делает, было плохо понятно до тех пор, пока не было проведено исследование по выяснению действия этого энтомопатогенного гриба на D. maidis в Центре перспективных исследований биологического контроля Сан-Паулу (SPARCBio) и компании Koppert Biological Systems в Университете Сан-Паулу имени Луиса де Сельскохозяйственный колледж Кейруша (ESALQ-USP).
Исследование провела агроном Натали Малута, научный сотрудник SPARCBio и Koppert Brazil. Она является первым автором статьи об исследовании, опубликованной в журнале Scientific Reports. Соавторы: Тьяго Родригес де Кастро, руководитель отдела исследований и разработок Koppert Brazil и Жоао Роберто Спотти Лопес, профессор ESALQ-USP.
«Наше исследование показало, что грибок начинает влиять на поведение насекомых через два дня после опрыскивания урожая биоинсектицидом, снижая его активность как в плане питания соком флоэмы, так и в плане передачи патогенов растений», — сказал Малута.
Методика, которую она применила, — графическое исследование электрического проникновения (EPG), относительно неизвестна в Бразилии и может считаться аналогом измерения электрической активности сердца с помощью электрокардиограммы. Испытательный образец D. Maidis был подключен к электроду, и активность его стилета, полого органа питания, напоминающего соломинку для питья, была построена в виде графика, когда он исследовал ткани растения, чтобы высасывать сок.
«EPG генерирует сигналы уровня, частоты и амплитуды напряжения, которые можно соотнести с биологической активностью насекомого, что позволяет исследователю наблюдать в реальном времени, что оно делает или что с ним происходит, включая влияние биоинсектицида на его сосание или активность передачи патогена», — сказал Малута.
Средство с грибком распыляется на растение так, чтобы покрыть всех находящихся там насекомых и образовать пленку на поверхности растения. Насекомые, прилетевшие позже, соприкоснутся с этой пленкой, и грибок проникнет в их организм. Его эффект не является немедленным. Ему требуется несколько дней, чтобы прорасти и произвести споры, что приводит к гибели насекомых. Однако задолго до этого гриб начинает влиять на их поведение, в том числе на то, как они питаются.
Действие C. javanica совершенно специфично и не представляет опасности для потребления человеком или животными — настолько, что его использование разрешено для органических культур.
«Этот гриб является естественным и существует в дикой природе. Он не был создан в лаборатории путем генетических манипуляций», — сказала она.
Малута объяснил, что D. Maidis распространяется очень быстро из-за изменения климата, крупномасштабного расширения монокультуры и, прежде всего, неправильного использования инструментов управления, таких как химический контроль.
«Применение химических инсектицидов без предварительного мониторинга и без знания того, необходимы ли меры контроля, приводит к отбору устойчивых особей. Восприимчивые особи умирают, а устойчивые продолжают питаться культурой. В конце концов, никакие инструменты контроля больше не работают. Стратегии управления необходимо радикально измениться», — сказала она.
D. Maidis поражает кукурузу в течение длительного времени, но в последние годы популяция резко возросла. Одна из причин — более короткие циклы выращивания сельскохозяйственных культур, включая внедрение озимой культуры, что способствует распространению этих насекомых, поскольку они питание практически круглый год.
Источник: FAPESP
