У стеблового пильщика вчені виявили мікроба-симбіота
Команда дослідників з Сільськогосподарського коледжу державного університету Монтани, США, виявив раніше невідомий мікроб, який симбіотично живе зі стебловим (хлібним) пилильщиком – злісним шкідником, який щорічно завдає шкоди пшеничним полів. Відкриття допоможе виробити стратегію, яка послабить цього шкідника пшениці.
Карл Йоман з Відділу Наук про тварин і ареалах і Девід Вівер з Відділу земельних ресурсів і наук про навколишнє середовище з вказаного навчального закладу разом з групою колег опублікували статтю в журналі PeerJ, де розповідається про відкриття мікроба Spiroplasma sp. WSS в рамках проекту вивчення симбіотичних відносин між комахами і мікробами всередині них.
Йоман зазначив, що стеблові пильщики наносять до 350 мільйонів доларів збитку урожаю пшениці щороку на Північних Великих рівнинах. Мотивація вивчення цих симбіотичних відносин виникала з гіпотези про те, що якщо можливо знайти мікробних симбіотів у пильщика та мікроби і визначити їх функції, є шанс ними маніпулювати як інструментом впливу на шкідників.
"Багато видів комах мають мікробні симбіонти, і ці взаємини часто мають важливе значення для виживання обох організмів, - сказав Йоман. - Доведено, що мікробні симбионты впливають на все: від репродуктивного успіху їх комах-господарів до їх живлення, що дозволяє виживати на низькоякісних дієтах, і навіть на їх здатність захищатися від патогенних мікроорганізмів».
Отже, команда вирішила визначити, які мікроби пов'язані з хлібним пилильщиком, який пошкоджує рослини пшениці, проникаючи в стебло і відкладаючи яйця.
Потім личинки харчуються тканинами, що вистилають стебло, перешкоджаючи фотосинтезу і викликаючи вилягання. Вони послаблюють стебло до такої міри, що посіви опадають рослину великими валками. Проект був підтриманий Комітетом Монтани з пшениці та ячменю, який довгий час перебував у пошуку нових способів боротьби зі шкідниками.
"В результаті годування пильщиків, маса насіння зменшується на 20-30% в результаті годування пильщиків, - пише Уівер. - Але якщо стебло падає, і комбайн не забирає його, збиток перетворюється з 30 відсотків в 100%. Це досить велика проблема, що доставляє виробникам багато головних болів".
Команда почала своє дослідження з збору пильщиків на стеблах пшениці в двох місцях на стадії личинок і дорослих. Під час лабораторних робіт вчені виявили три типи геномного матеріалу в своїх зразках: ДНК рослин пшениці, ДНК пильщика і раніше неописаний вид мікробів, що належать до роду Spiroplasma.
Базуючись на елементах геному мікроба порівняно з геномом пильщика, який був повністю секвенирован в іншому проекті, над яким працювали команда прийшла до висновку, що Spiroplasma sp. WSS, ймовірно, допомагає пилильщикам розщеплювати цукру, які вони їдять, і виробляти інші поживні речовини, які шкідники не отримують зі своєї дієти з високим вмістом вуглеводів, включаючи ключові вітаміни групи В.
"Спіроплазма грає роль в певних функціях, які Пильщик, можливо, не зможе виконувати самостійно, - пояснив Уівер. - Ці функції - це те, що ми намагаємося зрозуміти, і як ці речі можна адаптувати для захисту пшениці».
Цей метод показав потенціал в інших дослідженнях: група вчених, що працюють в Китаї, вивчила аналогічну систему у горохової попелиці. З'ясувалося, що коли симбіотичні мікроби придушувалися з допомогою антибіотиків - або в іншому випадку з використанням отрути скорпіона - плодючість попелиці значно скорочувалася, знижуючи ризик для рослин гороху.
Також читайте:
- Вчені розробили портативний секвенатор ДНК пшениці, який дозволяє ідентифікувати хвороби рослини ще до їх прояви
- У США винайшли вакцини проти проти вірусів рослин
- В Японії створили дощостійкий сорт пшениці
- Китайські вчені склали тривимірну карту геному рису з високою роздільною здатністю