Koruzni (levo) in koloradski hrošč (desno). Foto: mag. Špela Modic.
Datum objave: 11.01.2021
Kategorija: Interdisciplinarne raziskave, Naš prispevek k ciljem trajnostnega razvoja OZN
Cilji trajnostnega razvoja: 2 Odprava lakote (kazalniki)
Raziskovalci z Biotehniške fakultete (BF), iz Kmetijskega inštituta Slovenije (KIS) ter iz Medicinske fakultete (MF) so odkrili nove proteinske bioinsekticide, ki so selektivno toksični za v svetovnem merilu dva gospodarsko najbolj pomembna rastlinska škodljivca – koloradskega in koruznega hrošča.
Koloradski in koruzni hrošč v ZDA povzročata letno škodo večjo od milijarde USD, in se jih v glavnem zatira s kemičnimi insekticidi, ki so škodljivi za okolje in za netarčne organizme, vključno s človekom. Proti koruznemu hrošču se kot alternativa uporablja tudi genetsko spremenjena koruza, ki sintetizira toksine Cry, bakterije Bacillus thuringiensis (Bt koruza). Žal pa so škodljivci proti Bt koruzi že razvili mehanizme odpornosti, ki so večinoma poledica mutacij proteinskih receptorjev za toksine Cry v črevesju tarčnih žuželk. Iskanje alternativnih bioinsekticidov je torej ključnega pomena.
Raziskovalna skupina iz BF (prof. dr. Kristina Sepčić (vodja projekta), dr. Anastasija Panevska, prof. dr. Peter Maček, doc. dr. Matej Skočaj, dr. Maja Grundner, dr. Maruša Novak, dr. Vesna Hodnik ter študenti Ivana Pavlic, Miki Zarić in Sara Podržaj), iz KIS (dr. Jaka Razinger, mag. Špela Modic) ter iz MF (prof. dr. Peter Veranič, doc. dr. Nataša Resnik) so opisali molekularni mehanizem delovanja ter uporabo proteinskih kompleksov, ki izvirajo iz gliv rodu ostrigarjev (Pleurotus), za zatiranje koruznega in koloradskega hrošča. Omenjeni proteini se v črevesju koloradskega in koruznega hrošča vežejo na za žuželke specifičen membranski lipidni receptor, nakar v črevesnih celicah tvorijo transmembranske pore in povzročijo smrt žuželke. Zaradi dejstva, da omenjeni insekticidni kompleksi reagirajo z lipidnim receptorjem v črevesju žuželke, in ne z mutacijam podvrženimi proteinskimi receptorji, obstaja manjša možnost, da bodo žuželke razvile rezistenco na te nove bioinsekticide. Poleg tega so omenjeni proteinski kompleksi prijazni za človeka in okolje. Raziskavo je financiral ARRS (temeljna projekta J4-7162 in J4-1772).
S pomočjo strokovnjakov iz Pisarne za prenos znanja Univerze v Ljubljani ter Kmetijskega Inštituta Slovenije so izum zaščitili v obliki mednarodne patentne prijave. Izum bil večkrat nagrajen (najboljša objava s področja Biotehnike in javna predstavitev na razpisu ARRS »Odlični v znanosti«, priznanje znanstvenega sveta KIS, Falling Walls Slovenia (drugo mesto), Rektorjeva nagrada (tretje mesto), predstavitev na BFestivalu).
Vir: Panevska A, Hodnik V, Skočaj M, Novak M, Modic Š, Pavlic I, Podržaj S, Zarić M, Resnik N, Maček P, Veranič P, Razinger J, Sepčić K. Pore-forming protein complexes from Pleurotus mushrooms kill western corn rootworm and Colorado potato beetle through targeting membrane ceramide phosphoethanolamine. Sci Rep. 2019 Mar 25;9(1):5073. doi: 10.1038/s41598-019-41450-4.
Oddaja Podobe znanja, program ARS, »Nad škodljivce z bioinsekticidom iz gob«: https://4d.rtvslo.si/arhiv/podobe-znanja/174720594
Povezave do spletnih strani projektov: