Zachodnia kukurydziana stonka korzeniowa

Newsletter

W 2009 roku pracownicy Katedry Fizjologii Zwierząt i Ekotoksykologii na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Śląskiego we współpracy z Terenową Stacją Doświadczalną Instytutu Ochrony Roślin-PIB w Rzeszowie oraz Oddziałem Instytutu Ochrony Roślin-PIB w Sośnicowicach opracowali projekt badawczy dotyczący jednego z najgroźniejszych szkodników kukurydzy na świecie jakim jest zachodnia kukurydziana stonka korzeniowa (Diabrotica virgifera Le Conte).

INHIBITORY ENZYMÓW TRAWIENNYCH JAKO EFEKTYWNE NARZĘDZIE W OGRANICZANIU LICZEBNOŚCI POPULACJI ZACHODNIEJ KUKURYDZIANEJ STONKI KORZENIOWEJ (DIABROTICA VIRGIFERA VIRGIFERA)

Numer projektu: NN 310 088936

Kierownik projektu: dr hab. Mirosław Nakonieczny – Uniwersytet Śląski

Wykonawcy:
dr hab. Mirosław Nakonieczny– Uniwersytet Śląski
prof. dr hab. Paweł Migula – Uniwersytet Śląski
dr Monika Tarnawska – Uniwersytet Śląski
dr inż. Paweł K. Bereś – Instytut Ochrony Roślin-PIB, TSD Rzeszów
mgr inż. Sławomir Drzewiecki – Instytut Ochrony Roślin-PIB, Oddział

wSośnicowicach

Lata badań: 2009–2010

STRESZCZENIE PROJEKTU

Zachodnia kukurydziana stonka korzeniowa (Diabrotica virgifera Le Conte) jest jednym z najważniejszych szkodników kukurydzy. Na początku lat 90-tych ubiegłego wieku szkodnik ten został przypadkowo zawleczony z USA do południowej Europy. Po 15 latach gatunek odnotowano już w 19 państwach Europy.
W Polsce pierwsze osobniki D. virgifera zostały stwierdzone w 2005 roku w województwie podkarpackim. Rok później odłowiono ponad 17 500 chrząszczy tego gatunku w ponad 200 lokalizacjach południowej i wschodniej Polski. Jednym z czynników determinujących przeżycie owadów w środowisku jest zdolność do wydajnego przyswajania pobieranego pokarmu. Stąd też niezwykle istotnym jest poznanie budowy i funkcji przewodu pokarmowego a szczególnie aktywności specyficznej enzymów trawiennych. Wiedza na ten temat dla D. virgifera w warunkach odżywiania się odmianami kukurydzy uprawianymi w Europie, a także roślinami zastępującymi główną roślinę żywicielską, przy jej braku, jest wysoce niewystarczająca. Dotychczasowe badania nad biologią tego szkodnika skupiały się zasadniczo na stadiach larwalnych. Jednak żerujące na kwiatostanach kukurydzy osobniki dorosłe powodują również wymierne szkody w uprawach a wysoka płodność samic, wynikająca po części z odżywiania się tak pełnowartościowym pokarmem, decyduje o liczebności następnej generacji. Tak więc dane o procesach trawiennych i możliwości ich inhibicji są niezwykle ważnym elementem w planowaniu nowoczesnych sposobów ochrony roślin. Stąd też inhibitory proteaz zalicza się to tej grupy związków, z którymi wiąże się duże nadzieje w "konstrukcji" nowoczesnych biopreparatów, jako użytecznego narzędzia kontroli liczebności szkodników upraw. Dlatego w projekcie postawiono dwa zasadnicze cele badawcze:

1. Charakterystyka profilu enzymatycznego dla imago D. virgifera virgifera,
oraz
2. Analiza efektywności inhibitorów aktywności enzymatycznej, wykorzystywanych w badaniach procesów trawiennych owadów,
u D. virgifera virgifera.

Obecnie zwalczanie stonki kukurydzianej opiera się głównie na wykorzystaniu pestycydów. Stąd też niezwykle ważnym jest określenie profilu enzymów detoksykacyjnych zaangażowanych w unieczynnianie insektycydów z różnych grup, a szczególnie ich aktywności w tkankach przewodu pokarmowego, które jako pierwsze mają z nimi kontakt po pobraniu potraktowanego insektycydami pokarmu.
Także niezwykle istotna jest znajomość preferencji pokarmowych chrząszczy D. virgifera w odniesieniu do kukurydzy uprawianej w polskich warunkach. Pozwoli to określić odmiany najbardziej odporne na tego szkodnika. Użycie do zbioru owadów pułapek feromonowych różnych producentów umożliwi także zweryfikowanie ich przydatności w monitoringu polskich upraw kukurydzy.
W Europie obecnie nie prowadzi się badań związanych z procesami trawiennymi u D. virgifera virgifera, które mogą okazać się, kluczowymi w przyszłej walce z tym szkodnikiem. Dotychczasowe, skąpe wyniki oparte są głównie na badaniach amerykańskich i dotyczą w 90% stadium larwalnego tego szkodnika. Niezwykle ważnymi dla procesów trawiennych tego owada mogą okazać się uprawiane w Polsce, rodzime odmiany kukurydzy, których skład a tym samym wartość odżywcza i energetyczna dla D. virgifera może być inna. W dalszej perspektywie wyniki badań być może pozwolą opracować środki ochrony roślin nowej generacji, oparte na inhibitorach proteaz lub mechanizmie interferencji RNA (RNAi). Można także brać pod uwagę wprowadzenie nowych odmian kukurydzy o selektywnej ekspresji genów (np. białek inhibitorów proteaz) tylko w wybranych organach rośliny żywicielskiej (korzenie, pyłek), co może wpłynąć na ograniczenie żerowania tego szkodnika w warunkach europejskich i polskich.
Także określenie skuteczności zalecanych do stosowania pestycydów w warunkach polskich i przetestowanie innych, pozwoli na bieżąco wpływać na koszty związane z ograniczaniem liczebności tego gatunku w Polsce (i Europie Środkowej). Wszystkie te działania, zarówno w skali europejskiej jak i Polski, mają na celu ograniczenie strat ekonomicznych w uprawach kukurydzy. Jest to tym bardziej istotne, że D. virgifera w ciągu niespełna trzech lat dotarła do środkowej Polski (woj. łódzkie i mazowieckie) i dotychczas, obok tradycyjnych, nie zawsze skutecznych i wydajnych metod agrotechnicznych, jedynym środkiem ograniczającym jej liczebność w Polsce wydają się być insektycydy.

Zobacz jeszcze:

Wykonawcy projektu w obiektywie
Nasi poszukiwani ulubieńcy – portret własny
Rodzaje pułapek stosowane w projekcie do odłowu chrząszczy Diabrotica virgifera Le Conte

Opracował:

Paweł K. Bereś