Bakteriami w szkodniki [Eureka DGP!]

Eureka DGP! - na ratunek uprawom

Gąsienice motyla o wdzięcznej nazwie bielinek kapustnik, pomarańczowe larwy stonki ziemniaczanej czy białe stonki kukurydzianej łączy jedno – uwielbiają zjadać nasze plony. Walka z nimi jest trudna, a powszechnie stosowane pestycydy mogą być rakotwórcze. Nic dziwnego, że naukowcy poszukują mniej szkodliwych alternatyw dla chemikaliów. Jedną z nich może być białko o nazwie BtLPMO24_B7, które odkryli dr. Jakub Baranek i mgr Kinga Martenka z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. Substancja ta należy do grupy badanych od zaledwie kilkunastu lat białek enzymatycznych LPMO.

– Informacje o LPMO pojawiły się ok. 2008 r. Znaleziono je w Gram-ujemnej pałeczce z gatunku Serratia marcescens, bakterii powszechnie występującej w środowisku i w ciele człowieka. Potem okazało się, że LPMO to cała rodzina enzymów spotykana w wielu mikroorganizmach. Odpowiadają one za rozkład polisacharydów, wielocukrów, np. celulozy czy chityny. Niektóre są też wytwarzane przez grzyby, które wykorzystują je do rozkładu drewna – opowiada dr Baranek.

Pierwsze koncepcje biotechnologicznego wykorzystania LPMO były związane z rozkładem trudnych do zniszczenia odpadów, np. chitynowych pancerzyków od krewetek. – Ja jednak całe życie zawodowe zajmowałem się zwalczaniem szkodników owadzich. Insekty te mają w jelitach chitynową wyściółkę, która chroni je przed toksynami czy bakteriami. Pomyślałem, że warto sprawdzić, jak enzymy LPMO wpływają na owady – mówi.

W trakcie badań naukowiec skoncentrował się na wykorzystywanej już do zwalczania szkodników Bacillus thuringiensis. Zawierające ją preparaty są używane np. do kontroli gąsienic motyli i ciem, bo działają na ich układ pokarmowy. Okazało się, że jeden ze szczepów B. thuringiensis ma w sobie nieznane wcześniej nauce dwa białka LPMO. – I wszystko wskazuje na to, że ta bakteria może być źródłem całego arsenału środków owadobójczych. Jednym z jego elementów są właśnie białka LPMO – mówi dr Baranek. Należy do nich BtLPMO24_B7. Badacze przetestowali je na gąsienicach światłówki naziemnicy – wielkiego szkodnika zbóż i warzyw. Właściwie już po zjedzeniu jednej porcji białka owady te przestawały żerować, nie rosły, ginęły. Pojedyncze białko może okazać się skuteczniejsze niż złożony, używany do tej pory preparat chemiczny.

Jest również uniwersalniejsze. – Możemy, w odróżnieniu od znanych preparatów na bazie B. thuringiensis, które są zbyt wybiórcze, bo np. działają tylko na gąsienice lub chrząszcze, niszczyć większość szkodników roślin żerujących na łodygach czy liściach. A największą przewagą LPMO jest to, że są skuteczne w przypadku wszystkich owadów, które je zjadają, bo wszystkie mają wyściółkę chitynową w jelitach – mówi dr Baranek. Jak podkreślają w opisie swojego wynalazku naukowcy, ich białko działa tylko na niebezpieczne dla roślin owady, bo te pożyteczne nie zjadają plonów.

Bezpiecznie i ekologicznie

Inną opcją związaną z BtLPMO24_B7 są genetyczne modyfikacje roślin, tak by same je wytwarzały w liściach, dzięki czemu staną się trujące dla szkodników. Ale to pod względem prawnym nie będzie łatwe. – Żyjemy w Europie, gdzie rośliny genetycznie modyfikowane są w rolnictwie praktycznie zakazane. Tymczasem reszta świata – czy to Ameryka Północna, Południowa, Azja czy Afryka – powszechnie używa GMO, które same się bronią przed owadami. Trzeba jednak pamiętać, że pełny koszt opracowania i rejestracji takiej „ulepszonej” odmiany rośliny uprawnej szacuje się na kilka miliardów dolarów. Preparaty zawierające LPMO do zastosowania w formie oprysków byłyby znacznie prostsze i tańsze w rejestracji – podkreśla dr Baranek.

Warto też podkreślić, że spryskane BtLPMO24_B7 rośliny są całkowicie bezpieczne dla człowieka. Nawet w przypadku zjedzenia niedomytej np. kapusty nic nam się nie stanie, bo nie mamy chityny w jelitach. Podobnie jak inne kręgowce. Tak więc krowy, zające czy owce, które przypadkiem zabłądzą na spryskane tym preparatem kapuściane pole, mogą bez problemu chrupać smaczne główki. – Tylko owady, które zjadają rośliny uprawne, będą wrażliwe na działanie białka. Co daje wiele korzyści w postaci zdrowszych i większych plonów – podsumowuje dr Baranek.