Lepsze sposoby na powstrzymanie szkodników przed niszczeniem naszych upraw
Mszyce, mączliki, wciornastki i roztocza są zmorą europejskich rolników. Stawonogi te mogą uszkadzać ponad 200 najpopularniejszych roślin uprawnych, a także przenosić wirusy. „Są to najczęściej występujące szkodniki, więc większość pestycydów ukierunkowana jest właśnie na nie. Doprowadziło to do wykształcenia u nich odporności na pestycydy i sprawiło, że zwalczanie ich stało się niezwykle trudne”, wyjaśnia John Vontas, profesor farmakologii na Uniwersytecie Rolniczym w Atenach w Grecji. Zespół finansowanego ze środków UE i koordynowanego przez Johna Vontasa projektu SuperPests spędził ostatnie cztery i pół roku na opracowywaniu szeregu nowych produktów, koncepcji i narzędzi oraz wykorzystał modele matematyczne oparte na danych, aby zintegrować je z istniejącymi podejściami. Wynikiem tych prac jest bardziej skuteczny i zrównoważony system zintegrowanej ochrony roślin (ang. integrated pest management, IPM).
Niższy koszt, mniej pestycydów
„Łącząc nowe rozwiązania z istniejącymi, udaje nam się uzyskać znacznie wydajniejszą ochronę w eksperymentach polowych. Dzięki temu rozwiązaniu IPM koszty są niższe o 50 %, a pozostałości pestycydów o 80 % w porównaniu do tradycyjnej ochrony chemicznej. To całkiem sporo”, mówi Vontas. Może to również pomóc rolnikom w osiągnięciu jednego z celów Europejskiego Zielonego Ładu, który wzywa do ograniczenia stosowania pestycydów o 50 % do 2030 roku. Zespół zidentyfikował wiele nowych markerów odporności u szkodników. Naukowcy wykorzystali je, wraz z wcześniej ustalonymi markerami, do opracowania narzędzi diagnostycznych, które można wykorzystać do określenia najskuteczniejszego pestycydu dla każdego typu szkodnika.
Pomoce do testowania środków owadobójczych
Zespół projektu opracował biotechnologiczne systemy przydatne do badań przesiewowych i testowania nowych środków owadobójczych i biopestycydów. Obejmują one wirtualne insektarium, panel ponad 30 transgenicznych linii muszek owocowych oraz bibliotekę 21 SuperPest P450. „Są to enzymy, które można wykorzystać do testowania stabilności metabolicznej nowych związków. Opracowaliśmy proste testy biochemiczne, które pozwalają na szybkie i łatwe przeprowadzenie badań”, zauważa Vontas. Badanie biopestycydów wykazało, że niektóre z nich, stosowane samodzielnie lub jako mieszanki, mają bardzo dobry potencjał do działania jako bardziej przyjazny dla środowiska sposób zwalczania szkodników. Innym obszarem badań było zrozumienie efektorów szkodników – mechanizmów odporności roślin na szkodniki – i dążenie do ich wzmocnienia. „Odkryliśmy pewne molekularne determinanty tych fenotypów, które mamy nadzieję wykorzystać do uzyskania większej odporności u pomidorów w przyszłości”, mówi Vontas.
Wykorzystanie drapieżników
Zespół pracował również nad poprawą kondycji pożytecznych owadów, które działają jako biologiczne czynniki ochronne, żywiąc się szkodnikami. Zazwyczaj odporne rośliny odstraszają nie tylko szkodniki, ale potencjalnie także pożyteczne owady. „Staraliśmy się zwiększyć odporność pomidora na superszkodniki, bez wpływu na jego atrakcyjność dla pożytecznych drapieżników”, dodaje Vontas. „Udało nam się stworzyć szczepy drapieżników o znacznie lepszej sprawności na odpornych roślinach”. Wyniki mają zastosowanie również do innych warzyw. Partnerzy projektu wykorzystują wiedzę zdobytą w ramach projektu SuperPests w nowych inicjatywach, w tym w projekcie CypTox, którego celem jest opracowanie selektywnych środków owadobójczych o niskim ryzyku, które są skuteczne przeciwko owadom i roztoczom. Tymczasem zespół projektu MicroBioPest zamierza opracować mikrobiologiczne biopestycydy, które są bezpieczne dla środowiska, ale skuteczne w zwalczaniu szkodników rolnych i wektorów chorób ludzkich.
Słowa kluczowe
SuperPests, szkodniki, rośliny uprawne, mszyce, mączliki, wciornastki, roztocza, narzędzia diagnostyczne, pestycydy, środki owadobójcze, biopestycydy, rośliny, odporność, ochrona biologiczna, IPM
