Папоротники могут производить инсектициды, сохраняющие урожай

Новое исследование выявило в папоротниках новые инсектицидные белки. Профессор Мэрилин Андерсон из Университета Ла Троб заявила, что это открытие может привести к борьбе с вредителями растительного белка для сельскохозяйственных культур, которые необходимы для глобального производства продуктов питания. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Структурный анализ показывает, что, хотя этот белок вырабатывается растениями, он имеет несколько общих черт с известными трехдоменными белками Cry, широко используемыми в сельском хозяйстве для борьбы с насекомыми», — сказала профессор Андерсон. «Эти белки защищают посевы от повреждения серьезными чешуекрылыми (гусеницами) вредителями».

Открытие этих белков компанией Corteva Agriscience открывает перспективы для разработки новых инструментов для борьбы с насекомыми-вредителями, которые угрожают производству продуктов питания и волокон.

Новообретенные белки предлагают альтернативный механизм действия и потенциальное решение проблемы устойчивости вредителей к существующим инсектицидным методам.

В борьбе с вредителями основных мировых культур кукурузы, сои и хлопка используются трансгены Bacillus thuringiensis (Bt) для производства инсектицидных белков для защиты от основных насекомых-вредителей. Поиск альтернативных решений был мотивирован опасениями, что у вредителей может развиться устойчивость к этим белкам.

В этом исследовании представлено новое семейство инсектицидных белков, обозначенное как IPD113, обнаруженное в папоротниках, таких как виды Pteris, известные как «тормозные», которые популярны в качестве комнатных растений.

Белки оказались очень эффективными в исследованиях на основе искусственного рациона против шести основных чешуекрылых (гусениц) вредителей кукурузы и соевых бобов. Кроме того, растения кукурузы и сои, продуцирующие белки IPD113, были более устойчивы к повреждению листьев, стеблей и початков насекомыми по сравнению с контрольными растениями.

Анализ кристаллической структуры одного примера этих белков выявил удивительное сходство со структурой некоторых инсектицидных белков Bt, даже несмотря на то, что они получены из растений (а не бактерий). Примечательно, что в этих белках папоротника отсутствует один домен (или часть), который обычно присутствует в белках Bt, но сохраняет эффективность.

Примечательно, что эти белки папоротника по-прежнему воздействовали на кукурузную совку, которая была устойчива к обычным белкам Bt.