Учените са открили как генетично да модифицират камелина, за да ги контролират без използването на пестициди

Учени от ISCA, „зелена“ компания за селскостопански технологии, базирана в Ривърсайд, Калифорния, и техните сътрудници в Швеция успешно „отглеждат“ полови феромони на насекоми в генетично модифицирани щамове на растенията див лен (камелина). По този начин създават евтин източник на феромони, необходими за устойчив контрол на вредителите.

Шведският изследователски екип от университета в Лунд, Шведският земеделски университет и SemioPlant (стартъп, създаден от изследователите) модифицираха генетичния код на растенията, за да включат гени на насекоми и други организми, които ръководят образуването на желаните феромони.

Борба с памуковата нощенка

ISCA е отгледала последователни поколения от трансгенни растения камелина и е разработила прототип на продукт с растителни феромони за борба с памуковата нощенка (Helicoverpa armigera), основен световен вид вредител, който причинява щети за стотици милиони долари годишно на памук, царевица, домат, нахут и други култури.

Използването на камелина за създаване на евтини източници на феромони от насекоми се очаква да засили контрола върху нарушаването на чифтосването при няколко опустошителни вида молци. В природата женските молци отделят специфичен за вида полов феромон, за да повикат мъжките за чифтосване. Прилагането на един и същ феромон в полето създава хиляди ароматни пътеки, които не водят никъде, пречейки на мъжките да намерят партньори. Тъй като женските снасят стерилни яйца, посевите са защитени от щетите, които иначе биха възникнали, когато гъсениците се излюпят и започнат да се хранят.

Резултати от пробите

Резултати от първоначално изпитване в Бразилия показаха, че формулата на ISCA с растителни феромони се представя също толкова добре, колкото формулировка, направена от стандартни техники за химичен синтез. И двете потискат популациите на Helicoverpa armigera в бобените полета, като предотвратяват чифтосването на възрастни молци.

ISCA също така разработва растителни феромонови средства за борба с есенния армейски червей (Spodoptera frugiperda), друг опустошителен вид молец, който през последните години започна да причинява големи щети на реколтата в Африка и Индия.

Компанията планира допълнителни изпитания в Бразилия и също така се опитва да направи изпитания в САЩ. „В сътрудничество с ISCA се надяваме да разработим нови линии, насочени към няколко други важни вредители“, каза ръководителят на изследването и преподавател в университета в Лунд проф. Кристър Льофстед. Лунд също има генетично модифицирани тютюневи растения за производство на феромони от насекоми.

Следващо поколение средства за борба с насекоми

Според ISCA феромоните са част от следващото поколение средства за контрол на насекомите, тъй като защитават посевите, манипулирайки поведението на проблемните вредители. Например ги предпазват от чифтосване или ги отблъскват далеч от посевите. За разлика от конвенционалните инсектициди, контролът върху феромоните засяга само целевите видове вредители - оставяйки пчелите и другите диви животни невредими.

Освен това феромоните не оставят вредни остатъци върху хранителните продукти, причиняват малко или никакво замърсяване на околната среда и са далеч по-малко податливи на устойчивост на вредители.

„Феромоновият контрол е бъдещето на защитата на културите, а пробивният биологичен синтез на феромони на ISCA ще подтикне селското стопанство към по-доходоносно и устойчиво начинание“, заяви главният изпълнителен директор на ISCA Агенор Мафра-Нето. „Ефикасният контрол на феромоните е крайно необходим, особено сега, когато световното земеделие е изправено пред нарастваща устойчивост на вредители, което прави конвенционалните инсектициди по-малко ефективни. Да не забравяме и нарастващия натиск от страна на правителствата и потребителите, изискващи все по-безопасно и екологично производство на храни.“

Разходите са намалени

Разходите за синтезиране на феромони обаче ограничават тяхното приложение. Понастоящем половите феромони от насекоми се произвеждат синтетично - скъп процес, който използва или петрол, или растителни масла като суровина, за да осигури въглеводородните вериги, върху които да надгражда. Необходими са и големи количества разтворители за създаване на междинни съединения, което води до странични химически отпадъци. Като започват вместо с прекурсори в генетично модифицираното масло, изследователите успяват да елиминират повечето от нуждите от разтворители и около 80% от химическите отпадъци. Използването на богатото на масло растение камелина като „биофабрика“ също значително съкращава процеса и намалява високите разходи за производство на феромони.

Националният институт по храните и земеделието на Министерството на земеделието на САЩ (USDA) отпусна на ISCA безвъзмездни средства на обща стойност 750 000 долара. Съгласно условията, компанията трябва да завърши своята научноизследователска и развойна дейност до септември 2022 г. и след това да бъде готова за комерсиализация. Растителните феромони могат да бъдат на пазара до 2023 г. Въпреки това, служителите на ISCA отбелязват, че „те са основно на неизследвана територия по отношение на регулаторните одобрения, необходими за комерсиализацията. Докато растителните феромони са химически същите като синтетичните, получени по стандартни промишлени процеси, те все пак ще бъдат странични продукти от ГМО растения.“