Научный взгляд: новый способ борьбы с вредителем виноградников

Ученые провели изучение системы обоняния мучнистых червецов, благодаря чему появилась возможность для создания менее дорогостоящих синтетических феромонов.

Предотвращение спаривания виноградных мучнистых червецов — большая проблема, учитывая, что насекомые могут давать несколько поколений в течение вегетационного периода. Вредители высасывают сок из растений винограда, ослабляя их, снижая урожайность и качество плодов. Кроме того, насекомые выделяют медвяную росу, которая может попадать на виноградные гроздья и способствовать росту черной сажистой плесени, что снижает товарный вид плодов.

Насекомые также являются переносчиками вирусов, вызывающих болезни виноградных листьев. Присутствие этих вирусов может привести к уничтожению целых виноградников при уровне заражения от 25% и выше.

Используя геномную карту виноградного мучнистого червеца и сложные аналитические процедуры, ученые обнаружили два ключевых обонятельных рецептора (из 50), которые предупреждают самцов о наличии в воздухе лавандулил сенециоата, единственного химического компонента феромона самки. Рецепторы настолько специфичны, что ни один другой известный химический запах, встречающийся в природе, не побуждает самцов взлетать в поисках самок для спаривания.

Чтобы подтвердить эту специфику, ученые использовали специализированные линии клеток двух обонятельных рецепторов, которые подвергли воздействию различных доз лавандулила сенециоата. Это вызвало активацию клеточных сигнальных путей, указывающих на то, что рецепторы распознали феромон. Клетки также подвергались воздействию запахов виноградной лозы, которые мучнистые червецы обычно считают привлекательными в природе, однако в этом случае сигнальные пути не активировались, что подтверждает высокую специфичность двух рецепторов к соединениям половых феромонов.

На основании результатов исследования ученые предложили несколько методов для предотвращения спаривания насекомых: поиск молекул-антагонистов, которые можно было бы использовать в природе для деактивации обонятельных рецепторов вредителей, предотвращая обнаружение ими феромона; или, наоборот, синтез белков для перевода рецепторов в режим «овердрайв», заставляя самцов преследовать фантомные феромонные сигналы там, где их нет.

По мнению ученых, использование феромонов, нарушающих спаривание, является частью многосторонней борьбы с мучнистым червецом, которая включает применение инсектицидов, органически совместимых продуктов, таких как натуральные масла, а также биологические методы борьбы.

Использование феромонов в защите растений – это перспективное направление. В современной практике применяют синтетические аналоги феромонов насекомых. Научные разработки Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») в направлении синтеза феромонов обеспечивают надежную защиту садов и полей в Российской Федерации. Для каждого вида вредителя специалисты центра разработали ловушки, учитывающие особенности насекомого.

Источник: Jacob A. Corcoran et al, Identification of a receptor for the sex pheromone of the vine mealybug, Planococcus ficus, Current Research in Insect Science (2024). URL: https:doi.org/10.1016/j.cris.2024.100072