Új szuperfegyver segítheti a gazdákat a kártevők elleni harcban: ez lehet a jövő?

Új szuperfegyver segítheti a gazdákat a kártevők elleni harcban: ez lehet a jövő?

Tóth Enikő
Egy újonnan azonosított "parazitoid gyilkos faktor" nevű géncsalád található a rovarfertőző vírusokban és a vírusok gazdáiban, de a kutatók még nem tudják megmondani, honnan is származhatnak. Úgy látják azonban, hogy ez a felfedezés a jövőben segíthet majd a gazdáknak a széles spektrumú peszticid-stratégiák alkalmazásának elkerülésében.

HOLNAP JÖN AZ AGROFUTURE 2024 KONFERENCIA 

Fenntarthatóság és innováció az agráriumban

Az AgroFuture 2024 konferencián előad Feldman Zsolt, Hadászi László, Nemes Imre, Petri Bernadett és Vajda Péter is! Még nem késő regisztrálni!

Lehetne akár egy jelenet, egyenesen a legrosszabb rémálmunkból: tucatnyi apró, tejszerű lárva kínozza a még élő hernyógazdájukat, hátrahagyva azon sebhelyeket és tátongó lyukakat, ott ahonnan előbukkantak - írja a The Scientist. Ezek az apró lények a parazitoidoknak nevezett darazsak fajtájához tartoznak, amelynek lárvái a szüleik által kiválasztott gazdák húsán vacsoráznak. A Science folyóiratban július 29-én megjelent kutatás azonban azt sugallja, hogy nem minden parazitoid darazsakkal fertőzött hernyó éli át ugyanazt a szörnyű véget. A tanulmány egy új fehérjecsaládot azonosított - a parazitoid ölőfaktorokat (PKF) -, amelyek elpusztítják a parazitoid lárvákat. PKF géneket találtak több nagy kétszálú DNS-vírusban is, amelyek Lepidoptera rovarokat (molylepkék és lepkék) fertőznek meg, de magukban több Lepidoptera faj genomjában is megtalálhatók, ami arra utal, hogy a gének felcserélődhedtek a vírusok és a fertőzött gazdák közötti evolúció során.

A gazdaszervezet és a kórokozó közötti kölcsönhatások tanulmányozása gyakran az evolúciós fegyverkezési verseny bizonyítékait tárja fel, mivel az organizmusok csiszolják a virulencia és védekezési stratégiájukat. Jean-Michel Drezen, a franciaországi Tours-i Egyetem virológusa szerint a vírusok általában csak olyan géneket kódolnak, amelyek feltétlenül szükségesek a vírusreplikációhoz, és amelyek részt vesznek a gazdaszervezethez való alkalmazkodásban. Ebben az esetben azonban a vírus PKF gének alkalmazkodtak a vírus potenciális parazitoid versenytársaihoz. 

Ez egészen új a virológiában

 - hangsúlyozta Drezen.

Madoka Nakai rovarvirológus, a Tokiói Mezőgazdasági és Technológiai Egyetem munkatársa és csapata először azonosította a PKF-eket az entomopoxvírussal fertőzött északi seregféreg (Mythimna Separata) hernyóiban - ami szintén egy lepkefaj. A kutatók úgy látták, hogy amikor a hernyók megfertőződtek a vírussal, megvédték őket bizonyos parazitoid fajoktól. Nem ez volt az első alkalom, hogy a kutatók ilyen összefüggést észleltek, hiszen az 1970-es években a Kaliforniai Egyetem Davis államban Harry Kaya entomológus észrevette, hogy a vírussal fertőzött hernyók védettek a parazitoidoktól. Ennek a mechanizmusnak a megtalálása érdekében Nakai csoportja a Valenciai Egyetem Salvador Herrero és Martin Erlandson, a Saskatchewani Egyetem kutatóival együttműködve a vírussal fertőzött hernyók plazmájának tette ki a parazitoidokat, amelyekből megfosztottak minden vírusrészecskét. A darázslárvák elpusztultak. Az egészséges és a vírussal fertőzött Mythimna Separata lárvákban jelenlévő plazmafehérjék összehasonlításával a kutatók fehérjét - PKF-et - azonosítottak, amely csak a fertőzött rovarokban volt jelen. Az Edman szekvenálás segítségével - amely azonosítja a peptid aminosavainak szekvenciáját - visszafelé dolgoztak, hogy a fehérje aminosavszekvenciáját a vírusgenomok szekvenciáihoz igazítsák. Az entomopoxvírusban található PKF mellett a rovarokat is megfertőző aszkovírusok és bakulovírusok genomjában is találtak homológokat. Egyes vírusok genomjában akár öt PKF is volt.

Miközben Herrero spanyolországi laborjában járt, Nakai bemutatta csoportja felfedezését a vírusos PKF-ekre vonatkozóan. Miközben kávé mellett beszélt vele az adatokról, Herrero kérte hogy gyorsan vizsgálnják át a lepke genomi adatbázisát, így megtudhatják, van-e valami hasonló a lepke genomjában közvetlenül kódolt PKF génekhez. Bizony, a lepkékben is azonosítottak PKF géneket, és a filogenetikai elemzés arra utalt, hogy a PKF-ek horizontális génátvitele a DNS-vírusok és a rovarok között többször is megtörtént a Lepidoptera evolúciós története során. Nakai azt mondja, még nem tudják, hogy a gének eredetileg vírusról gazdaszervezetre kerültek-e át, vagy fordítva, de a géntranszfer végeredménye egyértelmű.

A közös ellenség a parazitoid

 - mondta.

Korábban a vírussal fertőzött lárvák nem voltak megfelelő gazdák a parazitoidok fejlődéséhez az erőforrások versenye miatt. Nem számítottunk arra, hogy létezik egy speciális mechanizmus a parazitoid darazsak elpusztítására a vírusok által.  

 - hangsúlyozta Drezen. 

Bár azt gondoljuk hogy a rovarok szervezete és felépítése egyszerű, ez bizonyítja hogy mégsem olyan egyszerű mint gondolnánk. Még mindig nem tudjuk pontosan, hogyan működik - úgy gondolom, hogy egy teljesen új géncsalád megtalálása, amely részt vesz a parazitaellenes válaszokban, és ez azt mutatja, hogy valóban többet kell tanulmányoznunk

 - mondja Keehnen. A kutatók azt találták, hogy a PKF-ek apoptózist indukálnak az érzékeny parazitoidokban.

Herrero szerint a "természetes ellenségek", például a parazitoidok erejének hasznosítása a mezőgazdasági kártevők elleni küzdelemben bevett gyakorlat mind a hagyományos, mind a biogazdálkodásban. A PKF-ek megismerése magyarázatot adhat arra, hogy egyes kártevők miért tudnak ellenállni a parazitoidok pusztításának, és ez segíthet a jövőben a természetes ellenségekkel való védekezési megoldások tervezésében. A tanulmány azt mutatja, hogy "a vírust túlélő rovaroknak lehetőségük volt megszerezni azt a gént, amely védelmet nyújt a parazitoidokkal szemben" - mondja Herrero - ezzel bizonyítva, hogy ebben az esetben legalábbis "ami nem öl meg, az megerősít".

Michael Strand, a Georgiai Egyetem entomológusa szerint, a PKF-ek csak a parazitoidok bizonyos alcsaládjait célozzák meg, ami arra utal, hogy a gének rendkívül specifikusak abban hogy mit tudnak megcélozni. Azt mondja, a jövőben az emberek képesek lehetnek manipulálni a PKF-eket, hogy bizonyos kártevők "gyilkosaivá" tegyék őket. Ezt a fajta specifikusságot ki lehetne használni, ezzel pedig a széles spektrumú peszticid-stratégiák alkalmazása elkerülhető lenne.

Címlapkép forrása: Getty Images
NEKED AJÁNLJUK
CÍMLAPRÓL AJÁNLJUK
FIZETETT TARTALOM
KONFERENCIA
AgroFuture 2024
Fenntarthatóság és innováció az agráriumban - AGROBÉRLETTEL 50% kedvezménnyel!
AgroFood 2024
Élelmiszeripari körkép - AGROBÉRLETTEL 50% kedvezménnyel!
EZT OLVASTAD MÁR?