Разнообразные микробы Reed leafhopper способствуют её становлению в качестве серьёзного вредителя сельскохозяйственных культур

от

Цикадка Reed leafhopper (Pentastiridius leporinus) изначально была специализированным насекомым, питавшимся исключительно тростниковой травой. Однако за несколько лет она превратилась в опасного вредителя, который атакует не только тростниковую траву, но и сахарную свёклу, картофель, морковь и лук.

Хотя само насекомое наносит растениям лишь незначительный ущерб, оно передаёт вредные бактерии, вызывающие болезни растений и приводящие к массовым неурожаям, особенно в производстве сахарной свёклы и картофеля. За это ответственны два бактериальных патогена: один вызывает SBR (синдром низкого содержания сахара), а другой — столбур.

Исследователи из Института химической экологии Общества Макса Планка в Йене и Института молекулярной биологии и прикладной экологии имени Фраунгофера в Гиссене изучили, как это насекомое так быстро распространилось и какую роль в этом процессе могла сыграть его микробная флора.

Исследователи использовали современные методы секвенирования и флуоресцентную гибридизацию in situ, чтобы определить микробное сообщество и показать, где оно обитает в организме насекомого. Исследование [опубликовано](https://journals.asm.org/doi/10.1128/mbio.03103-25) в журнале mBio.

«Мы показали, что у Reed leafhopper обитает по меньшей мере семь видов бактерий. Похоже, что Reed leafhopper полностью зависит от трёх из этих видов. Эти симбионты обитают в определённых органах и передаются из поколения в поколение вместе с яйцами. Бактерии способствуют питанию цикадки, производя незаменимые аминокислоты и витамины», — говорит ведущий автор Хайко Фогель, подытоживая наиболее важные выводы. Фогель возглавляет группу проекта «Адаптация растений-хозяев и иммунитет» в отделе симбиоза насекомых.

Два бактериальных патогена, вызывающих болезни растений, — это Candidatus Arsenophonus phytopathogenicus, вызывающий SBR, и Candidatus Phytoplasma solani, вызывающий болезнь столбур. Исследовательская группа обнаружила пять других видов бактерий в различных органах Reed leafhopper.

Роды Purcelliella, Karelsulcia и Vidania являются симбионтами, которые позволяют питаться соком растений. Эти роды компенсируют дефицит питательных веществ, обеспечивая незаменимые аминокислоты и витамины группы B, или способствуя биосинтезу этих веществ. Значение родов Rickettsia и Wolbachia для хозяина-насекомого остаётся спекулятивным.

«Мы были особенно поражены сложностью различных микробов, а также тем фактом, что бактерии Rickettsia могут быть обнаружены в ядрах клеток многих тканей цикадки», — говорит Мартин Кальтенпот, руководитель отдела симбиоза насекомых в Институте Макса Планка.

Пока неизвестно, как Reed leafhopper способна адаптироваться к весьма разнообразным механизмам защиты своих растений-хозяев. Однако как бактерии, вызывающие болезни растений, так и симбионты могут играть в этом роль.

Результаты исследования служат отправной точкой для разработки целевых стратегий по манипулированию бактериальными симбионтами Reed leafhopper. Один из подходов — ингибирование производства специфических слюнных белков у цикадок с помощью RNA-интерференции. Для этого в цикадок вводят двухцепочечную РНК (dsRNA) против целевого гена.

«Мы в настоящее время разрабатываем спреи на основе dsRNA в Гиссене для экологически чистой и целенаправленной борьбы с Reed leafhopper и другими вредителями», — говорит Андреас Вильчинскас из Института молекулярной биологии и прикладной экологии имени Фраунгофера.

Планируются дальнейшие исследования, чтобы лучше понять роль микробных партнёров Reed leafhopper и их взаимодействие. Эти исследования должны выявить новые подходы к борьбе с этим разрушительным сельскохозяйственным вредителем.

Предоставлено [Обществом Макса Планка](https://phys.org/partners/max-planck-society/)

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте