Badacz z Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych chce wykorzystać genetykę do zwalczania ćmy jabłuszka.

William Walker z laboratorium Agricultural Research Service w Wapato w stanie Waszyngton prowadzi trzy projekty, których celem jest wykorzystanie manipulacji genetycznych do udaremnienia jednego z najbardziej znienawidzonych szkodników w północno-zachodnim przemyśle jabłkowym.

Hodowcy zgłaszają, że w ostatnich latach nasiliły się wyzwania związane z ćmą jabłuszka, co skłoniło do wznowienia badań w celu udoskonalenia istniejących metod kontroli, takich jak rozrywanie feromonów, i odkrywania nowych. Washington Tree Fruit Research Commission uważa jabłuszka jabłuszka za najwyższy priorytet i finansuje wszystkie trzy projekty Walkera łączną kwotą 557 000 USD.

„Niektóre z tych podejść to nowsze technologie, których ludzie nie do końca rozumieją, ale mają możliwość zmniejszenia presji ćmy jabłuszka jabłuszka i nakładów oprysków przy jednoczesnym zwiększeniu produkcji owoców”, Teah Smith, entomolog i konsultant ds. rolnictwa w Zirkle Fruit Co. z Selah w stanie Waszyngton , powiedział w e-mailu. „Jeśli te podejścia są ekonomicznie wykonalne, wydaje się, że jest to wygrana dla hodowcy i konsumenta”.

Jeden z eksperymentów Walkera wykorzystuje edycję genów CRISPR, aby zmienić zmysł „węchu” samicy ćmy, więc nie lubi ona jabłek jako miejsca składania jaj. Inny ma na celu stworzenie biopestycydu, który przerywa translację kodu genetycznego i wyłącza zdolność larwy ćmy do wytwarzania białka krytycznego dla przetrwania. Takie podejście nazywa się interferencją RNA i zostało już skomercjalizowane dla innych szkodników. Trzeci polega na zmianie genów istniejących pestycydów opartych na wirusach, aby uczynić je bardziej skutecznymi.

Projekt CRISPR dobiegł końca swojego trzyletniego finansowania komisji badawczej, ale Walker twierdzi, że ma wystarczające wyniki, aby uzasadnić kontynuację budżetu ARS.

Powiedział, że odkrył część związaną z edycją genów. Następnie przychodzi testowanie zachowania owadów. Problem polega na tym, że nawet jego nieedytowane owady nie składają jaj na jabłkach, co nie daje mu żadnej grupy kontrolnej. Jego laboratoryjna kolonia ćmy, wyhodowana i usunięta z normalnego stresu środowiskowego, przyzwyczaiła się do składania jaj w workach z okazami i wydaje się, że nie dba już o jabłka.

Walker, który szybko zaznaczył, że jest ekspertem w dziedzinie genetyki, a nie zachowania, dyskutował z kolegami, jak zaprojektować lepszy test.

„Ta faza badań jest w dużej mierze w toku” – powiedział.

Projekt CRISPR jest kontynuacją prac genetyka ARS Stephena Garczyńskiego, który zmarł w lutym 2019 roku. Walker został zatrudniony w październiku 2020 roku.

Walker podkreśla również, że jego celem jest ulepszenie strategii kontroli opartych na odorantach, a nie wypuszczanie edytowanych ćmy na wolność.

Tymczasem on dopiero zaczyna pracę nad trzyletnim projektem dotyczącym biopestycydów. Dofinansowanie na projekt otrzymał latem 2022 roku, aw grudniu zatrudnił technika.

Plan polega na stworzeniu biologicznego sprayu lub ziarna, które larwy jabłuszka połykają w celu spowodowania zwarcia genu wytwarzającego białka krytyczne dla przetrwania.

Nie jest pewien, jak szybko to zadziała. Po wykluciu się z jaj larwy zwykle zakopują się w jabłkach w ciągu 24 godzin. Biopestycyd może temu nie zapobiec, ale ostatecznie zabije larwy i pomoże utrzymać populację w ryzach, powiedział Walker.

Trzeci projekt ma na celu genetyczną manipulację istniejącymi insektycydami wirusowymi, aby działały skuteczniej. Ten również jest na wczesnym etapie z powodu pewnych opóźnień kadrowych, powiedział Walker.

Ekolodzy zajmujący się uprawą jabłek czasami używają granulowanej postaci wirusa, który zabija ćmy jabłuszka, ale zgłaszają, że nie jest to tak skuteczne jak kiedyś. Walker uważa, że ​​mogłoby to działać jeszcze lepiej przy odrobinie genetycznego majsterkowania. Jednym z pomysłów jest opracowanie genetycznych szczepów hybrydowych wspólnej postaci często stosowanego CpGV (Cydia pomonella granulovirus), które mogą mieć większą siłę działania. Innym jest genetyczne dodanie toksyny pająka do wirusa. Trzeci polega na połączeniu dwóch różnych wirusów ćmy w jeden w celu „współinfekowania” ćmy.

Zdolność do życia

Eksperci branżowi uważają pracę Walkera za realną część przyszłej kontroli ćmy jabłuszka, ponieważ amerykańska opinia publiczna stopniowo łagodzi swoje obawy związane z manipulacją genetyczną. Uprawy rzędowe, takie jak kukurydza i soja, zawierają teraz zmiany genetyczne. Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska zezwoliła na ograniczone wypuszczanie komarów genetycznie wypaczonych w celu wydawania wyłącznie męskiego potomstwa. Naukowcy opracowali produkt interferencji RNA dla stonki ziemniaczanej i wystąpili o rejestrację EPA.

„Mamy dowody na to, że organizmy zmodyfikowane genetycznie mogą być ważną częścią podejścia IPM” – powiedział Chris Adams, entomolog z Oregon State University i przewodniczący grupy zadaniowej ćmy jabłuszka północno-zachodniego.

Opracowanie praktycznych zastosowań zajmie trochę czasu, ale jeśli ćmy nie są przyciągane do jabłek, może sobie wyobrazić hodowcę sadzącego w pobliżu „pułapkę” czegoś, co je przyciąga, powiedział Adams.

Jeśli pomysły zadziałają i osiągną komercjalizację – i jeśli będą opłacalne – niektóre techniki Walkera mogą pewnego dnia zastąpić wypróbowane i prawdziwe zakłócenia feromonów, zwłaszcza spray wyciszający białka, powiedział Smith, który jest również członkiem komisji badawczej.

Zachęca Walkera, aby zaczął badać, w jaki sposób metody kwalifikują się do certyfikacji ekologicznej, co zrobił. Na przykład toksyny pająków są stosowane w innych insektycydach, ale nie kwalifikują się, powiedziała.

„Będą wyzwania… z tymi projektami, ale myślę, że jeśli wszyscy będziemy mogli współpracować, aby pomóc w procesie, możemy je pokonać” – powiedziała.

—autorstwa Rossa Courtneya