Откритието ще помогне за изработване на стратегия, която да намали щетите от неприятеля по пшеницата
Изследователски екип от Селскостопанския колеж на държавния университет в Монтана, САЩ, е открил неизвестен досега микроб, който живее симбиотично с житната стеблена оса. Този сериозен неприятел всяка година нанася големи щети на пшеничната реколта.
В статия в сп. PeerJ Карл Йоман от отдел „Наука за животните и ареалите“ и Дейвид Уивър от отдел „Земни ресурси и науки за околната среда“ заедно с група техни колеги съобщават за откриването на микроба Spiroplasma sp. WSS в рамките на проект по проучване на симбиотичните отношения между насекоми и микроби вътре в тях.
Йоман отбелязва, че всяка година житната стъблена оса нанася щети в размер до 350 милиона долара на реколтата от пшеница в северните Велики равнини на САЩ. Мотивацията за проучаване на тези симбиотични отношения произтича от хипотезата, че ако се намерят микробни симбиоти в осите и се определят техните функции, има шанс те да бъдат манипулирани като инструменти за въздействие на неприятелите.
„Много видове насекоми имат микробни симбионти и тези взаимоотношения често имат важно значение за оцеляване на двата организма, казва Йоман. – Доказано е, че микробните симбионти влияят на всичко: от репродуктивния успех на техните насекоми-гостоприемници до тяхното хранене, което позволява оцеляване при нискокачествени диети и дори на тяхната способност да се защитават от патогенни микроорганизми.“
И така екипът решава да определи какви микроби са свързани в симбиоза с житната оса, която поврежда пшеничните растения, прониквайки в стъблата и отлагайки яйцата си там. След това излюпените ларви се хранят с тъканите, изграждащи вътрешността на стъблото, като възпрепятстват фотосинтезата и причиняват полягане на растенията. Те ослабват стъблото до такава степен, че атакуваните от осата посеви са с окапали растения на големи хармани. Проектът е поддържан от Комитета по пшеницата и ечемика в Монтана, който дълго време е търсил нови средства за борба с вредителите.
„В резултат от храненето на осата, масата на семената намалява с 20-30%, пише Уивър. – Но стъблата падат, комбайнът не може да ги вдигне и прибере, така че щетите от 30 процента отиват до 100%. Това е доста голям проблем, причиняващ на производителите много главоболия.“
Екипът започва своето изследване със събиране на оси от стъблата на нападната пшеница в стадий ларви и възрастни. По време на лабораторните работи учените откриват три типа геномен материал в своите проби: ДНК на растенията на пшеницата, ДНК на осите и непознатия досега вид микроби, принадлежащи към род Spiroplasma.
Основавайки се на елементи от генома на микроба в сравнение с генома на осата, който е бил напълно секвениран в друг проект, екипът стига до следния извод. Spiroplasma sp. WSS вероятно помага на осата да разгражда захарите, с които се храни, и произвежда други хранителни вещества, които вредителите не получават от своята диета с високо съдържание на въглехидрати, включвайки ключови витамини от група В.
„Spiroplasma sp. WSS играе роля с определени функции, които осата вероятно не може да изпълнява самостоятелно, пояснява Уивър. – Ние се опитваме да разберем именно тези функции и как тези елементи могат да се адаптират за защита на пшеницата.“
Този метод показва потенциал и в други изследвания: група учени, работещи в Китай, са проучили аналогична система при граховите въшки. Изяснено било, че когато симбиотичните микроби са потиснати с помощта на антибиотици или в друг случай – с използване отровата на скорпиона – плодовитостта на въшките значително намалява, снижавайки риска за граховите растения. Според Уивър аналогичните подходи могат да бъдат използвани за стъблената оса с идентифицираните симбионти Spiroplasma.
„Идентификацията на микроба Spiroplasma sp. WSS и по-задълбоченото генетично проучване на неговия метаболизъм осигуряват първата важна стъпка по пътя към нашия нов подход на биоконтрол“, обобщават авторите на статията.
