»Proti ličinki ameriškega koruznega hrošča ni čudežnega sredstva,« pravi Julie Peterson, entomologinja z Univerze v Nebraski. Ličinka, ki jo kmetje občutijo z grozo, (Diabrotica virgifera), napada koruzne korenine, ki oslabijo in jih veter podre. Škoda samo v Združenih državah znaša več kot milijardo dolarjev na leto, tudi v Evropi pa je to najpomembnejši škodljivec gojene koruze. Boj proti koruznemu hrošču postaja vse težji, saj je vrsta postala odporna proti sintetičnim insekticidom, gensko spremenjenim rastlinam in celo proti kolobarjenju.
Zaščiti se
Zdaj pa se končno zdi, da obstaja še ena rešitev, ki deluje: koruzo je mogoče pripraviti do tega, da se brani sama. Po enem doslej najzanesljivejših testov strategije cepljenja, imenovane inducirana sistemska odpornost (ISR), so raziskovalci poročali, da je koruzo mogoče pripraviti na obrambo s setvijo semen, cepljenih z mikrobi, ter tako odvrniti ličinke in zaščititi pridelek. V reviji Phytobiomes Journal so pred kratkim objavili rezultate, po katerih bakterijski sev, ki so ga preučevali raziskovalci, ponuja delujočo, v praksi učinkovito in okolju prijazno alternativo strupenim sintetičnim pesticidom, pravi Gustavo Santoyo, molekularni biolog z Univerze Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, ki v novi študiji ni sodeloval.
Ameriški koruzni hrošč, v ličinkini fazi imenovan tudi koruzna koreninska ličinka, se je razvil vzporedno s starodavnimi sortami koruze, ko so jih nekoč udomačili v Mehiki, v zadnjem stoletju pa se je neprestano širil po vsem svetu. Ličinke se hranijo s koreninami in največ škode povzročijo tam, kjer kmetje leto za letom gojijo koruzo na istem območju in uporabljajo iste metode zaščite, zlasti iste insekticide.
Raziskovalci podjetja NewLeaf Symbiotics s sedežem v Missouriju so iskali trajnejšo strategijo, ki temelji na inducirani sistemski odpornosti. Znano je, da lahko koristne bakterije delujejo podobno kot cepiva: pripravijo obrambni sistem rastline, da se hitreje in učinkoviteje odzove, ko se pojavi dejanski škodljivec ali povzročitelj bolezni. Ta pojav so že v prejšnjih raziskavah poskušali razviti v univerzalno metodo zaščite pred rastlinskimi boleznimi, a dokazovanje učinkovitosti rešitve v velikem obsegu je bilo doslej izziv.
Nov mikrobni sev, uporabljen v zdajšnji raziskavi, pa se v številnih primerih zdi zelo učinkovit proti žuželkam.
Raziskovalci so od osemdesetih let prejšnjega stoletja našli dokaze, da imajo lahko razširjena skupina talnih bakterij, tako imenovani rožnato pigmentirani fakultativni metilotrofi, ugodne učinke na rastline, na primer izboljšajo kalitev semen in spodbujajo rast. Raziskovalci podjetja NewLeaf so leta poskušali izkoristiti ta učinek za izboljšanje zdravja rastlin.
Leta 2013 je med poljskimi poskusi s sevom TS201 kmet opazil, da so rastline na parcelah, cepljenih z bakterijo, ostale nepoškodovane, medtem ko je nevihta z vetrom uničila ostale njegove rastline. »To morate videti,« je po telefonu rekel raziskovalcem, se spominja Natalie Breakfield, znanstvena direktorica podjetja NewLeaf in vodilna avtorica nove študije, ki poroča o rezultatih. Raziskovalna skupina je nato odkrila, da so imele te rastline več korenin kot rastline na drugih parcelah, kar je nakazovalo, da so se uprle glodanju koreninskih ličink, ki živijo v tleh.
Nov člen v arzenalu
Učinke TS201 so nato 7 let raziskovali na majhnih parcelah in pokazali, da so bile korenine koruznih rastlin, cepljenih s sevom, manj poškodovane kot na kontrolnih parcelah. Te parcele so dale približno 1,5 % večji pridelek, kar je pomenilo približno 220 kilogramov več na hektar.
Leta 2022 je ameriška agencija za varstvo okolja (EPA) ocenila, da je komercialna uporaba TS201 varna, kar je odprlo pot večjim poskusom. Tudi te raziskave so v osmih zveznih državah pokazale podobne prednosti pri pridelku. »Videti je, da gre za dokaj konsistenten učinek, kar je spodbudno,« pravi Nick Seiter, entomolog z Univerze v Illinoisu, ki v raziskavi ni sodeloval.
V laboratorijskih preiskavah sta kmetijski entomolog Man Huynh in njegovi kolegi (z Univerze v Missouriju in ameriškega ministrstva za kmetijstvo) ugotovili, da se ličinke ameriškega koruznega hrošča izogibajo koreninam koruze, gojene ob prisotnosti TS201.
Dodatni poskusi, opisani tudi v novi študiji, so pokazali, da se v koruznih rastlinah, izpostavljenih TS201, aktivirajo geni, zaradi katerih nastaja hlapna organska kemična snov, metil antranilat, ki se kopiči v koreninah in se iz njih sprošča.
Koreninske ličinke pa za začetek tega procesa sploh ni treba, da so prisotne, kar kaže, da odpornost sproži mikrob, ne ličinka. »Redko se zgodi, da je mogoče signale mikroba spremljati od terenskih opazovanj prek molekularne biologije do preučevanja vedenja žuželk,« pravi Huynh, čigar raziskave je podprl NewLeaf.
Po najnovejših raziskavah rastline pogosto koristijo skupnosti koristnih mikroorganizmov, a v tem primeru zaščita izhaja iz enega samega seva, pravi Jurriaan Ton, rastlinski biolog z Univerze v Sheffieldu. »Tu imamo opravka z izjemo,« pravi Ton. Seveda je mogoče, da TS201 na terenu aktivira ali usklajuje tudi druge mikroorganizme, dodaja strokovnjak. Huynh pa opozarja, da so v laboratorijskih poskusih cepili sterilna tla, zato so ta verjetno vsebovala samo TS201.
Po Seiterjevem mnenju TS201 ni videti tako učinkovit kot sintetični insekticidi. Vendar pa je lahko občasna uporaba mikrobnega izdelka dolgoročno koristna za kmete, ker zmanjša možnost razvoja odpornosti proti drugim izdelkom, pojasnjuje Peterson, ki v raziskavi ni sodeloval. »Tako bo sintetični insekticid čez pet let še vedno uporaben in ne bo izgubil moči,« pravi raziskovalec.
TS201 je lahko koristen tudi za druge rastline. Po besedah podjetja NewLeaf bakterijski sev po njihovih še neobjavljenih raziskavah ne ščiti rastlin le pred ličinko ameriškega koruznega hrošča, ampak je učinkovit tudi proti sedmim drugim škodljivcem, med njimi proti rilčkarjem in strunam. EPA je pred kratkim odobrila uporabo TS201 tudi pri soji, rižu in bombažu. »Po mojem mnenju je vse to zelo obetavno,« pravi Peterson.
