Coloradopotatisbaggen är en av de farligaste skadedjuren på potatis. Den är tålig och blir snabbt resistent mot insektsmedel. Ryska forskare har studerat bakterier som producerar ett specifikt toxin, på grundval av vilka biologiska produkter skapas för att skydda växter från skadedjur. Det visade sig att tillsatsen av sporer (vilande former) av en mikroorganism till insekticidet förstör tarmens immunitet hos larverna från Coloradopotatisbaggar och gör dem mer mottagliga för toxinet. Detta arbete stöddes av Russian Science Foundation (RSF) och publicerades i tidskriften Toxins.
Bacillus thuringiensis (BT) bakterier producerar ett specifikt Cry-toxin som endast påverkar skadedjur. Ämnet börjar fungera först efter att ha interagerat med skalbaggens tarmens enzymer, vilket stör arbetet i matsmältningssystemet och orsakar svält.
Skadedjuret skulle ha dött ut för länge sedan, om det inte vore för dess anpassningsmekanismer till BT-baserade läkemedel. Tarmens immunitet förbättras, och som ett resultat kan bakterier och deras toxiner inte uppfylla sitt avsedda syfte. Forskare vid Novosibirsk State Agrarian University (Novosibirsk) och Siberian Federal Scientific Center of Agrobiotechnology of the Russian Academy of Sciences (Krasnoobsk) har listat ut hur man kan kringgå dessa mekanismer. Kombinationen av proteintoxiner med sporer (en vilande form av bakterier som kan aktivera och föröka sig inuti insekter) av Bacillus thuringiensis hjälper till att döda Colorado-potatisbaggen mer effektivt.
När en blandning av sporer och bakteriegifter kommer in i kroppen utlöses ett system för destruktion och neutralisering av olika giftiga ämnen (avgiftning) hos insekter. Samtidigt aktiveras humoral immunitet i tarmen, vilket skyddar kroppen från patogener. Forskarna fann dock ytterligare en egenskap - när toxiner kombineras med sporer uppvisar larverna en stark redoxobalans och processen med skador på tarmceller till följd av oxidation utlöses. Sammantaget leder detta till en kränkning av larvernas antioxidantförsvar och en försämring av deras allmänna hälsa.
"När toxiner kombineras med sporer från bakterien Bacillus thuringiensis dör insekter snabbare och 30 % fler Coloradobaggar dör. Införandet av de utvecklade läkemedlen och teknologierna kommer att göra det möjligt att fylla marknaden för biorationella insekticider med inhemska läkemedel, förbättra kvaliteten på livsmedelsprodukter, minska bekämpningsmedelsbelastningen på miljön och minska den negativa inverkan på folkhälsan, "sade Ivan Dubovsky, projektet chef för ett anslag från Russian Science Foundation, doktor i biologiska vetenskaper, chef för laboratoriets biologiska växtskydd och bioteknik vid Novosibirsk State Agrarian University.