Болезнь цитрусовых зелёных, также называемая huanglongbing (HLB), является бактериальной инфекцией цитрусовых деревьев, которая приводит к маленьким, деформированным и кислым фруктам, которые не подходят для потребления, в конечном итоге убивает дерево. Поскольку нет лекарства, HLB представляет собой серьезную угрозу для индустрии цитрусовых во Флориде с миллиардом долларов 1449240174198, где он был впервые обнаружен в 2005 и в отрасли стоимостью 7 миллиардов долларов в Калифорнии, где он появился в прошлом году.
Исследователи из Института Бойса Томпсона, Служба сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США (USDA-ARS) и Вашингтонский университет (UW), возглавляемый Мишель Хек, исследовал маловероятный источник биоконтроля для ГЛБ: нейропептиды, найденные в насекомом, несущем болезнетворную бактерию. Азиатские цитрусовые псиллиды (Diaphorina citri) заражают цитрусовые деревья бактерией Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas), питаясь их листьями и стеблями.
Лора Флайтес, TWA TWA Научный сотрудник Edminster в группе Хека в BTI, специализировался на нейропептидах, потому что они функционируют как гормоны у гемиптерановых насекомых – класса, который включает в себя псилиды, тлю, белокрылку, жуков-щитовиков и другие виды, поражающие урожай, – для регулирования роста, развития и других биологических функций. Более того, другие исследования показали, что аналоги нейропептидов, полученных из насекомых, убивают гороховую тлю, и были разработаны инсектициды на основе семейства нейнипептидов кининов.
«Если бы мы могли разработать инсектицид, специфичный для азиатских цитрусовых псиллидов, на основе одного из собственных нейропептидов насекомого, то мы могли бы защитить цитрусовые деревья от насекомого, распространяющего CLas», – сказал Хек. «Болезнь цитрусовых растений опустошает нашу цитрусовую индустрию, и нам необходимо разработать новые способы борьбы с ней для наших производителей цитрусовых».
Как сообщается в номере от 3 апреля журнала Proteome Research , Флайтс и команда охарактеризовали полный набор пептидов, найденных в псилидах и идентифицированных 122 кандидаты нейропептидов. Будучи многообещающими, результаты предлагают только потенциальные отправные точки для борьбы с ГЛБ, поскольку немодифицированные нейропептиды, полученные из насекомых, не обладают стабильностью, биодоступностью и периодами полураспада, необходимыми для использования в качестве инсектицидов в цитрусовой роще.
Чтобы превратить результаты в полезный продукт, команда теперь сотрудничает с Рональдом Нахманом, исследователем из USDA в Колледж Стейшен, Техас, Робертом Шаттерсом, USDA исследователь из Fort Pierce Florida и Марк Триммер из AgroSource, Inc, небольшой компании Agritech, чтобы определить лучший нейропептид, полученный из псиллида, для развития. Затем команда стабилизирует пептид и определит оптимальный метод доставки инсектицидной молекулы к цитрусовым деревьям – будь то в виде спрея, путем конструирования деревьев для изготовления самих пептидов или каким-либо другим методом.
Для этого исследования компания Fleites разработала новые методы экстракции и анализа, которые другие исследователи могли бы использовать в своих исследованиях пептидов насекомых.
«Благодаря поддержке USDA я смог разработать методы, позволяющие идентифицировать маленькие функциональные пептиды насекомых отдельно от их более крупных, неактивные прекурсоры “, сказал Флит. «Поскольку эти методы не являются специфическими для псиллидов, они могут быть полезны для выявления нейропептидов у других полушарийных насекомых для защиты сельскохозяйственных растений».
Хек отметил, что эта работа показывает, как программы грантов USDA могут использоваться для финансирования всего, от открытия до разработки продукта. «Мы провели обнаружение нейропептидов в исследовании, финансируемом NIFA, и сейчас выполняем переводческую работу в рамках другой грантовой программы USDA от APHIS», – сказала она.