Сотрудники Федерального научного центра биологической защиты растений (Краснодар) под руководством кандидата биологических наук Анжелы Михайловны Асатуровой занимаются исследованием штаммов вируса гранулеза яблонной плодожорки Cydia pomonella, которые в перспективе могут послужить основой для создания новых препаратов контроля популяций сельскохозяйственных вредителей. Ученые ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» проводят биоинформатический анализ образцов вируса, что позволяет понять, какие участки генома вируса отвечают за поражение организмов гусениц. Статья об этомопубликована в журнале International Journal of Molecular Sciences.
Яблонная плодожорка — один из самых распространенных вредителей в сельском хозяйстве, в частности она поражает яблони и другие плодовые культуры и встречается практически во всех районах плодоводства: в Западной и Восточной Европе, Средней Азии, на Кавказе, в Западной и Восточной Сибири, на Дальнем Востоке и в других регионах. На плоды и листья бабочка откладывает яйца, которые развиваются до 14 дней. Появившиеся гусеницы проникают внутрь плода, где питаются в семенной камере. Поврежденные плоды выглядят преждевременно созревшими и большей частью опадают. Одна гусеница может повредить около пяти плодов, а целая популяция способна уничтожить значительный процент урожая.
Для борьбы с насекомыми существуют различные методы: механические, химические и биологические. Группы краснодарских и новосибирских ученых исследуют инсектицидный потенциал штаммов вируса гранулеза яблонной плодожорки — Cydia pomonella granulovirus из биоресурсной коллекции ФНЦБЗР «Государственная коллекция энтомоакарифагов и микроорганизмов». Это природный патоген, который используется для контроля популяций насекомых. Сегодня в мире активно применяется в качестве основы для препаратов мексиканский изолят вируса гранулеза, однако при его длительном использовании наблюдается развитие резистентности — устойчивости организма вредителя к воздействию этого изолята. Поэтому особый интерес у исследователей вызывает изучение вирулентности новых штаммов грануловируса, что в будущем позволит на их основе получить более эффективные биоинсектициды для контроля численности Cydia pomonella.
«Краснодарские коллеги прислали нам образцы вируса, которые секвенировали в ЦКП геномных исследований ФИЦ ИЦиГ СО РАН, в результате чего мы получили описание их первичной структуры. Команда сектора биоинформатики и информационных технологий в генетике ФИЦ ИЦиГ СО РАН занималась уже биоинформатическим анализом геномов грануловируса. Наши образцы мы сравнивали с мексиканским штаммом, рассчитали среднюю нуклеотидную идентичность, чтобы посмотреть, насколько вирусы, полученные коллегами, на него похожи, и понять, чем они отличаются. В результате анализа мы выявили вариации штаммов вируса, отличающиеся некоторыми участками, которые могут быть ответственны за эффективное поражение гусениц. На следующем этапе исследования мы будем искать уже конкретные факторы, влияющие на этот процесс», — рассказала младший научный сотрудник сектора биоинформатики и информационных технологий в генетике лаборатории молекулярно-генетических систем ФИЦ ИЦиГ СО РАН Татьяна Николаевна Лахова.
Краснодарские ученые извлекают образцы вируса из инфицированных гусениц. Полученные вирусы апробируют также на природной популяции насекомых. Если вирус работает, то вследствие инфицирования изменяется внешний вид гусениц: в зависимости от степени поражения наблюдается появление некротических пятен, изменение цвета и структуры внешних покровов и прочее. Для структурного биоинформатического анализа образцы вирусов исследователи отправляют новосибирским коллегам.
«Из общего числа геномов вируса мы обнаружили четыре генома, которые выделяются отсутствием вставки (DTVD повтора) в белке PE38, регулирующего транскрипцию генов. В дальнейшем в процессе экспериментов предстоит узнать, каким образом этот фактор влияет на эффективность штамма и помогает ему обходить сопротивляемость организма гусеницы. Анализ позволил нам идентифицировать принадлежность штаммов к группе Baculoviridae не только по патологическим изменениям, но и с учетом молекулярно-генетической оценки. Благодаря полученным данным краснодарские коллеги смогут спланировать свои дальнейшие шаги в этом исследовании и в перспективе создать новый препарат, который сможет более эффективно применяться для контроля популяции яблонной плодожорки и уменьшить негативное воздействие на урожай», — отметила Татьяна Лахова.
Исследования реализуются при поддержке гранта РНФ № 23-16-00260 «Изучение особенностей строения генетического аппарата аборигенных для юга России энтомопатогенных штаммов бактерий рода Bacillus и вирусов гранулеза яблонной плодожорки Cydia pomonella».
«Наука в Сибири»