Der Kartoffelkäfer ist einer der gefährlichsten Kartoffelschädlinge. Es ist winterhart und wird schnell gegen Insektizide resistent. Russische Wissenschaftler haben Bakterien untersucht, die ein bestimmtes Toxin produzieren, auf dessen Grundlage biologische Produkte hergestellt werden, um Pflanzen vor Schädlingen zu schützen. Es stellte sich heraus, dass die Zugabe von Sporen (ruhende Formen) eines Mikroorganismus zum Insektizid die Darmimmunität der Kartoffelkäferlarven zerstört und sie anfälliger für das Toxin macht. Diese Arbeit wurde von der Russian Science Foundation (RSF) unterstützt und in der Zeitschrift Toxins veröffentlicht.
Bacillus thuringiensis (BT) Bakterien produzieren ein spezifisches Cry-Toxin, das nur Schädlinge befällt. Die Substanz beginnt erst zu wirken, nachdem sie mit den Darmenzymen des Käfers interagiert, die Arbeit seines Verdauungssystems stört und Hunger verursacht.
Der Schädling wäre ohne seine Anpassungsmechanismen an BT-basierte Medikamente längst ausgestorben. Die Darmimmunität verbessert sich und Bakterien und ihre Toxine können ihren Zweck nicht erfüllen. Forscher der Staatlichen Agraruniversität Nowosibirsk (Novosibirsk) und des Sibirischen Föderalen Wissenschaftlichen Zentrums für Agrobiotechnologie der Russischen Akademie der Wissenschaften (Krasnoobsk) haben herausgefunden, wie man diese Mechanismen umgehen kann. Die Kombination von Proteintoxinen mit Sporen (einer ruhenden Form von Bakterien, die sich in Insekten aktivieren und vermehren können) von Bacillus thuringiensis hilft, den Kartoffelkäfer effektiver abzutöten.
Wenn eine Mischung aus Sporen und Bakteriengiften in den Körper gelangt, starten Insekten ein System der Zerstörung und Neutralisierung verschiedener toxischer Substanzen (Entgiftung). Gleichzeitig wird im Darm die humorale Immunität aktiviert, die den Körper vor Krankheitserregern schützt. Die Forscher fanden jedoch noch ein weiteres Merkmal: Werden die Toxine mit Sporen kombiniert, zeigen die Larven ein starkes Redox-Ungleichgewicht und der Prozess der Schädigung von Darmzellen durch Oxidation wird ausgelöst. Zusammengenommen führt dies zu einer Verletzung der antioxidativen Abwehr der Larven und einer Verschlechterung ihres allgemeinen Gesundheitszustands.
„Wenn die Toxine mit den Sporen des Bakteriums Bacillus thuringiensis kombiniert werden, sterben Insekten schneller und 30% mehr Kartoffelkäfer sterben. Die Einführung der entwickelten Medikamente und Technologien wird es ermöglichen, den Markt für biorationale Insektizide mit einheimischen Medikamenten zu füllen, die Qualität von Nahrungsmitteln zu verbessern, die Belastung der Umwelt mit Pestiziden zu reduzieren und die negativen Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit zu reduzieren “, sagte Ivan Dubovsky, das Projekt Manager für ein Stipendium der Russischen Wissenschaftsstiftung, Doktor der biologischen Wissenschaften, Leiter des Labors für biologischen Pflanzenschutz und Biotechnologie der Staatlichen Agraruniversität Nowosibirsk.