Chemiczne środki ochrony upraw i lasów, używane bardzo często w

Chemiczne środki ochrony upraw i lasów, używane bardzo często w

Nr wniosku: 173199, nr raportu: 6481. Kierownik (z rap.): dr Łukasz Bartosz Rąbalski
Chemiczne środki ochrony upraw i lasów, używane bardzo często w nadmiarze, powodują
nieodwracalne szkody w środowisku naturalnym i, co za tym idzie, potrafią być szkodliwe dla zdrowia, a
nawet życia ludzi i zwierząt. Insektycydy zazwyczaj wykazują niską selektywność, co wpływa bezpośrednio
na liczebność pożytecznych stawonogów, takich jak pszczoły, pająki czy parazytoidy szkodników. Badania
oparte na bazach danych szkodliwości chemicznych środków ochrony roślin (IOBC, SELECTV) wykazały,
że chemiczne pestycydy mogą powodować nawet 75-procentową redukcję populacji owadów nie będących
celem zwalczania. W połączeniu z coraz częstszym nabywaniem odporności na pestycydy może to
doprowadzić do niekontrolowanego rozwoju odpornych owadów, które wcześniej nie stanowiły zagrożenia
dla upraw. W takim wypadku wykorzystanie czynników innych niż chemiczne pestycydy wydaje się być
koniecznością. Alternatywę mogą stanowić biopestycydy oparte na naturalnych wrogach szkodników –
bakulowirusach, które w 1973 roku na wspólnej konferencji WHO i FAO uznano za bezpieczne biologicznie
insektycydy. Dzięki swojej selektywności nie zagrażają w żaden sposób ekosystemom.
Brudnica nieparka (Lymantria dispar), której larwy są odpowiedzialne za niszczenie oraz defoliację
drzew i krzewów liściastych, może powodować ogromne straty ekonomiczne. Natomiast bakulowirus
infekujący brudnicę nieparkę LdMNPV (Lymantria dispar Multicapsid nuclear polyhedrosis virus, wirus
polihedrozy brudnicy nieparki) ma dużą zdolność ograniczania gradacji nieparki występujących w przyrodzie.
Niestety główną wadą stosowania wirusów z rodziny Baculoviridae jako biologicznych środków ochrony
roślin to stosunkowo długi czas pomiędzy zaaplikowaniem pestycydu gąsienicom, a ich śmiercią. Dzięki
światowym doniesieniom literaturowym wiadomo, że różne izolaty LdMNPV charakteryzują się odmienną
patogennością (w skrócie oznacza to czas niezbędny do zabicia larwy, czyli zadziałania jako biopestycyd).
Dotychczas nie udało się ustalić podstaw i mechanizmów tego zjawiska. Jednym z celów projektu było
porównanie sekwencji wybranych genów bakulowirusów infekujących brudnicę nieparkę zebranych z różnych
regionów Polski z ich aktywnością biologiczną względem gospodarza. Zrozumienie i rozwiązanie problemu
pozwoli w przyszłości na ulepszenie zastosowania bezpiecznych biopestycydów opartych na bakulowirusach
oraz zwiększenia ich znaczenia i zastosowania w odniesieniu do szkodliwych chemikaliów.
Sekwencjonowanie całych genomów polskich izolatów LdMNPV wykazało znaczne różnice w ich
sekwencjach. Wydaje nam się, że całkowicie nowy gatunek bakulowirusa infekującego brudnicę nieparkę
wyewoluował w północnej części kraju i zasiedlił niszę ekologiczną w Biebrzańskim Parku Narodowym.
LdMNPV-BNP cechuje większe podobieństwo genetyczne do innego bakulowirusa zakażającego szkodnika
z rodziny brudnicowatych, brudnicę mniszkę (Lymantria monacha) niż do pozostałych rodzimych szczepów
LdMNPV. Wysnuliśmy hipotezę, że przodek nowego wirusa zaadaptował się w przeszłości do blisko
spokrewnionego gospodarza. Ze względu na bardzo szybki czas zabijania larwy prawdopodobnie nie były w
stanie przenieść się do innych rejonów Polski i rozprzestrzeniły się tylko w obrębie Biebrzańskiego Parku
Narodowego. Takie przypuszczenie może prowadzić do wniosku, że bardziej zjadliwy bakulowirus względem
gospodarza został wyparty przez innego mniej niebezpiecznego, ale z kolei zdolnego do powodowania
polihedrozy przez dłuższy okres czasu, co za tym idzie do dłuższego trwania w środowisku, a więc i
rozprzestrzenienia się na większy obszar. W celu dalszego potwierdzenia przypuszczeń planuje się
sekwencjonowanie innych bakulowirusów infekujących brudnicowate.
W trakcie trwania projektu dzięki sekwencjonowaniu poznano cały genom wirusa (dotychczas nieznany) z
rodziny Baculoviridae, który zakaża szkodnika szczotecznicę szarawkę – DapuNPV (Dasychira pudibunda
nuclear polyhedrosis virus). Nowopoznana sekwencja wykazuje pewne genetyczne podobieństwo względem
LdMNPV. Poznanie kolejnych genomów pozwoli na poszerzenie wiedzy i jeszcze lepsze zrozumienie
pokrewieństwa filogenetycznego pomiędzy gospodarzami z rodziny Lymantridae oraz ich bakulowirusami.