MADISON - על ידי בידוד ואפיון התכונות הביוכימיות של קוטל חרקים טבעי חדש, מדענים נקטו צעד חשוב לקראת הגדלת הארממנטיום הדליל של הדברה ביולוגית.
כותב היום (שישי, 26 ביוני) בכתב העת Science, צוות מדענים מאוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון מתאר את התכונות של משפחה של רעלים קוטלי חרקים המיוצרים על ידי Photorhabdus luminescens, חיידק שבטבע, מדביק והורג חרקים בעזרת תולעת או נמטודה זעירה.
הרעלים המיוצרים על ידי Photorhabdus פעילים נגד מגוון רחב של חרקים והם חזקים לפחות כמו הרעלים הורטלי החרקים המיוצרים על ידי Bacillus thuringiensis או Bt, המלך השליט של קוטלי החרקים הטבעיים, על פי ריצ'רד פרנץ'-קונסטנט., פרופסור לטוקסיקולוגיה מאוניברסיטת UW-Madison במחלקה לאנטומולוגיה והמחבר הראשי של המחקר החדש.
"הרעלים החדשים האלה הם רוצחים יעילים ביותר של חרקים והם מחזיקים לעתיד באותה הבטחה שנחשפה לראשונה ב-Bt לפני יותר מ-30 שנה", אמר ffrench-Constant.
בשימוש נרחב במשך עשרות שנים בבית, ביערות ובמשקים, Bt הוא גם חיידק ונחשב לנשק בטוח, יעיל ושפיר לסביבה במלחמה במזיקי חרקים. יתרה מכך, בשנים האחרונות הגנים השולטים בייצור רעלן ה-Bt הועברו מהחיידק לצמחי גידולים, המהווים השנה 20 אחוז מיבול הכותנה בארה"ב וכמעט 10 מיליון דונם של תירס מהונדס, בעיקר ב- המערב התיכון.
כסוג של הדברה ביולוגית, Bt הוא החיידק היחיד שממנו אפשרו יישומים מסחריים מסחריים של קוטלי חרקים, מה שמקנה לו, למעשה, מונופול מיקרוביאלי על הדברת חרקים בשווי מאות מיליוני דולרים.
אבל הפיתוח של קוטלי חרקים חדשים, המופיעים באופן טבעי, קיבל דחיפות חדשה בשנים האחרונות, מכיוון שדווח על עמידות ל-Bt באוכלוסיות מסוימות של מזיקים של חרקים.
"התנגדות פוטנציאלית ל-Bt היא כעת בעיה גדולה", אמר french-Constant. "לכן חיוני לפיתוח סוכנים ביולוגיים חדשים להדברת מזיקים."
Photorhabdus, fffrench-Constant מציע, עשוי להפוך לאלטרנטיבה חשובה ל-Bt, או יכול להיפרס בשיתוף עם Bt כדי להאריך את החיים האפקטיביים של שני קוטלי החרקים הביולוגיים על-ידי עיכוב התפתחותם של זנים עמידים של מזיקים חרקים. הוא תיאר את פריסת גידולי Bt מהונדסים כניסוי הגדול ביותר בברירה טבעית לעמידות קוטלי חרקים מאז הכנסת חומרי הדברה כימיים לפני 50 שנה.
"מה שיש לנו עם Photorhabdus וחיידקים אחרים הוא מקור טבעי, כמעט מגוון אינסופי" של מולקולות רעילות, אומר french-Constant. "אנחנו לא יכולים להרשות לעצמנו לחבר את עצמנו לחיידק אחד או לרעלן אחד."
בטבע, חיידקי Photorhabdus חיים בתוך המעיים של נמטודות שפולשות לחרקים. ברגע שנכנסים למארח חרקים, החיידקים משתחררים מהנמטודה, הורגים את החרק ומקימים סבבים של רבייה של חיידקים ונמטודות שהופכים את החרק ל"מרק חלבון", מזון למספר רב של נמטודות.
יתר על כן, גופות החרקים שנותרו מאחור זוהרות בחושך כאשר החיידק מייצר חלבונים זוהרים בנוסף לקוטלי חרקים חזקים.
מחקרים קודמים הראו שבמינונים מרוכזים, הרעלן יכול לשמש כתרסיס או להאכיל ישירות לחרקים. עם זאת, היישום הפוטנציאלי הגדול ביותר טמון בהעברת הגנים המייצרים רעל מהחיידקים לצמחי יבול.
התמריץ להעניק לצמחי יבול את קוטלי החרקים שלהם הוא עצום. חקלאים מוציאים כעת יותר מ-575 מיליון דולר בשנה על חומרי הדברה כימיים כדי להגן על התירס בלבד.
בנוסף ל-ffrench-Constant, מחברי המחקר של ויסקונסין כוללים את דייוויד בואן, תומס א. רושלאו, מייקל בלקבורן, אולגה אנדרייב, אלנה גולובבה ורוהיט בהרטיה.
