Opis projektu
Innowacyjna metoda poprawiająca selektywność pestycydów
Stosowanie pestycydów, a zwłaszcza ich toksyczny wpływ na owady pożyteczne, takie jak pszczoły, jest jednym z głównych czynników powodujących gwałtowny spadek liczebności i różnorodności owadów na całym świecie. W ramach finansowanego przez UE projektu DETOXPEST zaproponowano innowacyjną metodę, która polega na aktywacji niszczącego działania propestycydów przez roślinne enzymy proteolityczne aktywowane w jelicie żerujących gąsienic. Dzięki tej metodzie owady pożyteczne, w tym zapylacze i naturalni wrogowie szkodników, pozostaną niezagrożone. Z myślą o tym zespół projektu DETOXPEST przeprowadzi badania dotyczące wpływu motyla z gatunku Spodoptera frugiperda, inwazyjnego szkodnika stanowiącego potencjalnie duże zagrożenie dla unijnego rolnictwa, na roślinę modelową, jaką jest rzodkiewnik pospolity (Arabidopsis thaliana), oraz na kukurydzę.
Cel
Insects numbers and diversity have rapidly declined in the EU and worldwide. Pesticides, and particularly the toxicity of insecticides to non-target insects (e.g. bees), are one of the major drivers of insect declines. Apart from destabilizing natural ecosystems, pollinator disappearance directly threatens food security.
To help combat insect decline, I propose an innovative approach for the damage-activation of pro-pesticides (DAPP) by plant proteases that are activated in the gut of feeding caterpillars. Non-target beneficial insects that cause no damage, including pollinators and natural enemies of pests, are spared.
My team pioneers the study of proteolysis in the plant wound response, following our recent discovery that physical damage activates a class of proteases, called metacaspases. I hypothesize that i) damage-activated plant proteolysis is a largely unrecognized but potential key player in the plant wound response to insect herbivores and ii) this knowledge can be used to enhance pesticide biosafety.
We will study the impact of fall armyworm (Spodoptera frugiperda), an invasive insect pest and potential major threat to EU agriculture, on the model plant Arabidopsis thaliana and the economically important crop maize. A combination of advanced (N-terminomics) and novel (Proteome Integral Solubility Alteration) proteomics technologies will allow us to uncover unknown plant metacaspase substrates and damage-activated proteases and to assess their impact on insect herbivory. These fundamental studies will feed information into a pipeline of first-in-class DAPP development, where we will modify biological insecticides with newly-discovered protease cleavage sites. Finally, we will test toxicity against target (Spodoptera) and non-target insects.
My early-stage and fundamental research on damage-activated proteolysis can have a tremendous positive impact on the increase of insecticide selectivity to help combat the escalating problem of insect decline.
Dziedzina nauki
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomoleculesproteinsproteomics
- medical and health scienceshealth sciencesnutrition
- natural sciencesbiological sciencesecologyecosystems
- agricultural sciencesagriculture, forestry, and fisheriesagriculture
- natural sciencesbiological scienceszoologyentomology
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-AG - HORIZON Action Grant Budget-BasedInstytucja przyjmująca
750 07 Uppsala
Szwecja