Moč feromonov: "seksi rastline" v boju proti škodljivcem

Nacionalni inštitut za biologijo je vključen v konzorcij znanstvenikov Španije, Združenega kraljestva in Nemčije, ki je v sodelovanju s španskim podjetjem "Ecología y Protección Agricola" prejel več kot 1,6 milijona evrov iz evropske sheme financiranja ERACoBiotech za boj proti agresivnim škodljivcem s feromoni žuželk.

V okviru projekta bo konzorcij razvijal biotehnološko proizvodnjo feromonov, ki zagotavljajo varno in trajnostno alternativo škodljivim pesticidom, kar bo zmanjšalo obremenitev kmetijstva za okolje.

Na svetovnem nivoju stroški, ki so namenjeni za varstvo rastlin strmo naraščajo in naj bi po ocenah do leta 2022 dosegli že skoraj 18 milijard dolarjev. Zaradi podnebnih sprememb se povečuje število žuželčjih škodljivcev, ki povzročijo kar do 80 % upada pridelka.

Ličinke žuželk spadajo med najbolj agresivne škodljivce v kmetijstvu. Za komunikacijo žuželke uporabljajo hlapne organske spojine, med katerimi so najbolj znani spolni feromoni, ki jih proizvajajo neoplojene samice, da bi pritegnile samce.

V okviru projekta SUSPHIRE znanstveniki uporabljajo pristope sintezne biologije za proizvodnjo spolnih feromonov žuželk v rastlinah in glivah. Osnova za projekt SUSPHIRE je projekt Politehnične univerze v Valenciji z naslovom "SexyPlant", ki je bil predstavljen na tekmovanju iGEM leta 2014. Projekt SUSPHIRE je namenjen optimizaciji tega pilotnega primera uporabe sintezne biologije za feromone metuljev, dodatno pa bodo nove raziskave v okviru projekta identificirale in potrdile ključne encime za biosintezo feromonov druge skupine žuželk, kaparjev (Coccoidea).

Te biološko proizvedene feromone lahko uporabimo za nadzor žuželčjih škodljivcev, ki povzročajo škodo v kmetijstvu in vrtnarstvu.

Slovenski del projekta financira Ministrstvo za izobraževanje, znanost in šport, vodi pa ga doc. dr. Špela Baebler z Nacionalnega inštituta za biologijo, ki je razložila: "S kombinacijo pristopov sistemske, sintezne biologije in bioinformatike bomo prenesli metabolne poti za biosintezo feromonov iz žuželk v rastline in glive. Spolni feromoni se že uporabljajo v boju proti škodljivcem, vendar je za mnoge vrste proizvodnja tehnično zahtevna in draga. Bioinženiring zato predstavlja alternativo kemični proizvodnji, hkrati pa razširja nabor feromonov, ki bodo prijaznejši okolju".

Žuželčji spolni feromoni se v kmetijstvu ciljano uporabljajo kot vrstno specifična metoda za motenje parjenja in razmnoževanja škodljivih žuželk. Predstavljajo trajnostno alternativo klasičnim pesticidom, katerih uporaba je vedno bolj omejena zaradi njihovega nespecifičnega delovanja in posledično negativnih posledic na biotsko raznovrstnost.

Projekt SUSPHIRE bo pokazal, da biosinteza lahko zagotovi trajnostno in ekonomično platformo za komercialno proizvodnjo žuželčjih feromonov in zmanjša proizvodne stroške za feromone, katerih kemična proizvodnja trenutno ni ekonomična.

Žuželčji feromoni se že uporabljajo za zatiranje škodljivcev, vendar je trenutno edini pristop za njihovo proizvodnjo kemična sinteza, kjer je uporaba škodljivih kemikalij neizogibna. Za nekatere feromone pa zaradi njihove kompleksne strukture kemična sinteza stroškovno ni učinkovita.

Projekt vodi dr. Diego Orzaez iz Institute for Plant Molecular and Cellular Biology iz Valencije, ki bo projekt predstavil na enem največjih sejmov procesne industrije ACHEMA v Frankfurtu zaključuje: "Z vse hitrejšo rastjo prebivalstva ima zmanjševanje izgub pridelka zaradi škodljivcev izjemen socio-ekonomski vpliv. Ocenjujemo, da je bioproizvodnja izjemna priložnost za razširitev trga feromonov in za zmanjšanje stroškov celostnega zatiranja škodljivcev."

Povezave:

Spletna stran projekta: http://susphire.info/susphireproject/

ERACoBiotech: https://www.cobiotech.eu/

Kontakt:

doc. dr. Špela Baebler + 386 (0)59 232 825, spela.baebler@nib.si

Helena Končar, + 386 (0)59 232 702, helena.koncar@nib.si

Slike

Slika 1: logotip projekta

Slika 2: Škoda, ki jo povzročajo gosenice metuljev (vir: http://2014.igem.org/File:Problem2.png)

Slika 3: Kolonija žuželk kaparjev (Coccoidea), za katere kemična sinteza feromonov ni mogoča (Foto: dr. Marko Petek)