De coloradokever is een van de gevaarlijkste plagen van aardappelen. Het is winterhard en wordt snel resistent tegen insecticiden. Russische wetenschappers hebben bacteriën bestudeerd die een specifiek toxine produceren, op basis waarvan biologische producten worden gemaakt om planten te beschermen tegen ongedierte. Het bleek dat de toevoeging van sporen (slapende vormen) van een micro-organisme aan het insecticide de darmimmuniteit van de coloradokeverlarven vernietigt en ze vatbaarder maakt voor het toxine. Dit werk werd ondersteund door de Russian Science Foundation (RSF) en gepubliceerd in het tijdschrift Toxins.
Bacillus thuringiensis (BT) bacteriën produceren een specifiek Cry-toxine dat alleen plagen aantast. De stof begint pas te werken na interactie met de darmenzymen van de kever, waardoor het werk van zijn spijsverteringsstelsel wordt verstoord en honger wordt veroorzaakt.
De plaag zou al lang geleden zijn uitgestorven, ware het niet vanwege zijn aanpassingsmechanismen aan op BT gebaseerde medicijnen. De darmimmuniteit verbetert en als gevolg daarvan kunnen bacteriën en hun toxines hun beoogde doel niet bereiken. Onderzoekers van de Agrarische Staatsuniversiteit van Novosibirsk (Novosibirsk) en het Siberische Federale Wetenschappelijk Centrum voor Agrobiotechnologie van de Russische Academie van Wetenschappen (Krasnoobsk) hebben ontdekt hoe ze deze mechanismen kunnen omzeilen. De combinatie van eiwittoxines met sporen (een slapende vorm van bacteriën die insecten kunnen activeren en vermenigvuldigen) van Bacillus thuringiensis helpt de coloradokever effectiever te doden.
Wanneer een mengsel van sporen en bacteriële toxines het lichaam binnenkomt, wordt bij insecten een systeem van vernietiging en neutralisatie van verschillende giftige stoffen (ontgifting) geactiveerd. Tegelijkertijd wordt humorale immuniteit geactiveerd in de darm, die het lichaam beschermt tegen ziekteverwekkers. De onderzoekers vonden echter nog een kenmerk: wanneer de toxines worden gecombineerd met sporen, vertonen de larven een sterke redox-onbalans en wordt het proces van schade aan darmcellen als gevolg van oxidatie geactiveerd. Alles bij elkaar leidt dit tot een schending van de antioxidantafweer van de larven en een verslechtering van hun algemene gezondheid.
“Als de gifstoffen worden gecombineerd met de sporen van de bacterie Bacillus thuringiensis, gaan insecten sneller dood en gaan 30% meer Coloradokevers dood. De introductie van de ontwikkelde medicijnen en technologieën zal het mogelijk maken om de markt van biorationele insecticiden te vullen met huishoudelijke medicijnen, de kwaliteit van voedselproducten te verbeteren, de belasting van pesticiden op het milieu te verminderen en de negatieve impact op de volksgezondheid te verminderen, "zei Ivan Dubovsky, het project manager voor een beurs van de Russian Science Foundation, doctor in de biologische wetenschappen, hoofd van het laboratorium voor biologische gewasbescherming en biotechnologie van de Agrarische Staatsuniversiteit van Novosibirsk.