Ученые выводят яблонную плодожорку, которая не любит яблоки

Исследователь из США использует генетические методы против яблонной плодожорки. Уильям Уокер из лаборатории Службы сельскохозяйственных исследований в Вапато, штат Вашингтон, реализует три проекта, направленных на использование генетических подходов для борьбы с одним из самых вредоносных для отрасли плодоводства вредителей. 

Производители продукции сообщают о растущем ущербе от плодожорки в последние годы, что вызывает интерес к совершенствованию существующих методов борьбы (например, связанных с феромонами) и созданию новых. Вашингтонская Комиссия по плодоводству считает борьбу с плодожоркой своим наивысшим приоритетом и финансирует все три проекта Уокера. «Некоторые из них основаны на новых технологиях, пока не до конца изученных, но они способны снизить экологическое давление растущей популяции плодожорки и расход СЗР при одновременном увеличении производства продукции», — говорит Тиа Смит, энтомолог и консультант из компании Zirkle Fruit Co., штат Вашингтон. «Если эти подходы будут экономически целесообразны, в выигрыше окажутся и производители продукции, и потребители». 

В одном из экспериментов Уокера проводится редактирование гена CRISPR для изменения поведения самок плодожорки, чтобы они не предпочитали яблоки как место для откладывания яиц. Другое исследование направлено на создание препарата, прерывающего трансляцию генетического кода и отключающего способность гусениц синтезировать необходимый для выживания белок; этот подход называется РНК-интерференцией, и он уже используется для борьбы с другими вредителями. Третий изучаемый подход — генетическое редактирование применяющихся энтомопатогенных вирусов, чтобы повысить их эффективность.

Уокер добился результатов в редактировании генов, но в тестировании поведения насекомых еще остаются проблемы. В его лабораторных условиях даже «неотредактированные» плодожорки пока не откладывают яйца на яблоки, что не дает ему даже контрольной группы. Лабораторная колония яблонной плодожорки, инбридированная и лишенная действия привычных факторов среды, привыкла откладывать яйца в пакеты для образцов. Чтобы усовершенствовать подход и исправить недоработки, Уокер консультируется с коллегами. «Этот этап исследования сейчас находится в стадии разработки», — сообщает он. Проект CRISPR продолжает работу генетика Стивена Гарчински, скончавшегося в феврале 2019 г. Уокер занимается им с октября 2020 г. Кроме того, Уокер подчеркивает, что сейчас его цель — улучшение методов контроля популяции вредителя, основанных на одорантах (пахучих веществах), а не выпуск «отредактированных» плодожорок в природу. 

Тем временем он только приступает к трехлетнему проекту изучения биоперпаратов. Планируется создать средство защиты растений, при поступлении которого в организм гусениц плодожорки нарушался бы синтез критически важных белков. Отродившиеся из яиц гусеницы обычно заселяют яблоки в течение 24 часов. По словам Уокера, биопестицид может и не предотвратить этого, но в конечном итоге уничтожит гусениц и поможет контролировать популяцию вредителя. 

Третий проект направлен на генетические манипуляции с существующими вирусными инсектицидами для повышения их эффективности. По словам Уокера, он пока тоже находится на ранней стадии. В садоводстве для биологической защиты растений иногда используют гранулы, содержащие энтомопатогенные вирусы. Уокер считает, что их применение было бы результативнее, если усовершенствовать генетику вирусов. Одна из идей – разработка генетически усовершенствованных штаммов часто используемого CpGV (грануловируса Cydia pomonella), которые могут обладать большей эффективностью. Другой способ — ввод гена, кодирующего синтез токсина паука. Третий — попытка объединения двух разных вирусов.

Отраслевые эксперты считают работы Уокера перспективными для борьбы с плодожоркой, а озабоченность и недоверие общественности к генетическим манипуляциями постепенно снижаются. Сорта культур, в первую очередь кукурузы и сои, теперь содержат генетические изменения. Агентство по охране окружающей среды США санкционировало ограниченный выпуск комаров, генетически измененных для производства потомства только одного пола – самцов. Исследователи разработали препарат на основе метода РНК-интерференции против колорадского жука и подали заявку на регистрацию. «У нас есть доказательства, что генетически модифицированные организмы могут стать важной частью стратегии интегрированной защиты растений», — говорит Крис Адамс, энтомолог  Орегонского университета и председатель рабочей группы по яблонной плодожорке.