Scris de Lumea Satului în 27 Martie 2025. Publicat în Agrotehnica.

Strategii pentru combaterea dăunătorilor invazvi în lume

În luna august am participat la Congresul Internațional de Entomologie (ICE, 2024) care s-a desfășurat pe durata a 6 zile în Kyoto, Japonia. Este cea mai mare manifestare științifică din doemniul entomologiei (inclusiv entomolgia agricolă), care se ține o dată la patru ani.

Ca o comparație, este echivalentul campionatului mondial de fotbal. La acest congres au participat mai mult de 4000 de specialiști din toate domeniilor entomologiei. Un scurt rezumat al acestui congres am prezentat într-unul din numerele trecute ale revistei. În acest articol voi scrie despre ce strategii s-au adoptat pentru combaterea dăunătorilor invazivi, care fac ravagii în anumite zone ale lumii.

Voi pune accent pespecia invazivă Spodoptera frugiperda, recent semnalată și la noi în țară. Este originară de pe continentul American iar în anul 2016 a fost semnaltă pentru prima oară în Africa.

Doi ani mai târziu producea pagube în valoare de câteva miliarde de dolari la culturile de porumb, bumbac, sorg, etc. Pe lângă porumb această specie este semnalată la peste 350 de plante gazdă. La câțiva ani după ce a ajuns în Africa, S. frugiperda se găsea deja în multe țări din Asia dar și în Australia.

Deja insecta este prezentă în unele țări din sudul Europei (Turcia, Cipru, Grecia, Portugalia), incluisv țara noastră.

Deși este o specie adaptată pentru zonele tropicale și subtropicale, poate să migreze și în zonele cu climat temperat (așa cum se întâmplă în sudul Canadei), deși nu poate să ierneze acolo.

Pe termen lung, pentru țara noastră, în special în zonele sudice, cultivatoare de porumb, ar fi un pericol ca această insectă să migreze dinspre zonele mai sudice, aflate la sute de kilometri distanță.

Pentru acest lucru este nevoie ca în zonele aflate mai la sud de România, să existe o populație numeroasă. În caz contrar prezența acestui dăunător va fi una sporadică. Tocmai de aceea, la nivelul UE, S. frugiperda face parte dintr-o listă de 20 de specii de boli și dăunători (mai ales dăunători) care trebuie eradicate dacă sunt semnalate pe teritorul unei țări. Pe de altă parte este importantă documentarea.

Ce au făcut alte țări pentru a combate acest dăunător?

La ICE 2024 am asistat la mai multe lucrări referitor la acest aspect. În SUA de exemplu, se folosesc pe scară largă culturile de porumb modificate genetic, cu proteine insecticide de tip Cry. În ultimul deceniu s-au semnalat tot mai multe fenomente de rezistență ale dăunătorilor la porumbul transgenic.

Prin urmare s-a creeat o nouă generație de plante modificat genetic, în cazul de față cu o proteină insecticidă nouă, ViP3Aa.

La Institutul de Agricultură din Tennessee (SUA) s-au efectuat ample cercetări în laborator privind apariția fenomenelor de rezistență ale principalelor specii dăunătoare (Helicoverpa zeae și Spodoptera frugiperda) la cultura de porumb modificată genetic, de nouă generație (proteina insecticidă ViP3Aa). S-au testat mai multe populații ale celor două specii dăunătoare, provenite din Texas și Louisiana.

Larvele care dezvoltă rezistență la ViP3Aa și nu au avut dubul digestiv afectat au fost secvențiate genetic pentru a se vedea ce gene sunt resposnabile pentru apariția rezistenței. În urma cercetărilor efectuate de americani s-au descoperit 33 de gene, localizate pe 14 cromozomi diferiți, responsabile de rezistența dăunătorilor la proteina ViP3Aa, din plantele de porumb modificate genetic, de nouă generație.

Important de precizat este faptul că această rezistență a fost descoperită numai în condiții de laborator, în urma unor experiențe riguroase, folosid mii de larve de H. zeae și S. frugiperda, prelevate din câmp.

Deocamdată aceste fenomene nu au fost descoperite în condiții de câmp, dar autorii acestui studiu au demonstrat că insectele au capacitatea naturală a de dezvolta rezistență și la proteina ViP3Aa. Dar alți autori au raportat fenomene de rezistență a speciei H. zeae, la culturile de porumb modificat genetic din Asia precum și la specia S. frugiperda la porumbul modificat genetic, cultivat în Australia.

În altă prezentare, din cadrul acestui topic, cercetătorul chinez Mighui Jin a făcut referire la stadiul cercetărilor privind rezistența speciei dăunătoare invazive S. frugiperda la proteina ViP3Aa din porumbul modificat genetic, de nouă generație, adoptat pe scară largă și în China.

Autorul a făcut referire la faptul că dăunătorul a fost prima oară detectat în această țară în anul 2019 iar în prezent, pagubele produse la porumb sunt cuprinse între 20 și 72 % (mai ales în sudul Chinei). Autorul a menționat că în prezent, în lume, culturile modificate genetic se cultivă pe o suprafață de 109 milioane hectare, în 27 de țări, de pe 5 continente. Ca și în SUA, experinețele privind rezistența dăunătorului invaziv la proteina ViP3Aa s-au efectuat în câmp (sudul Chinei) și în laborator.

La insectele rezistente, găsite în laborator, s-a făcut secvențiere genetică.

Ulteiror cercetătorii chinezi au folosit tehnica editării genetice (CRISPR/Cas9) pentru inactivarea genei SfMyb, responsabile de apariția rezistenței insectelor la proteina insecticidă ViP3Aa, rezultatele fiind promițătoare.

În urma cercetărilor întreprinse de chinezi au fost descoperite 20 de gene, responsabile cu apariția fenomenului de rezistență a speciei invazive S. frugiperda la proteina ViP3Aa, din plantele de porumb modificat genetic, din noua generație. Important de menționat este faptul nici în China nu au fost găsite fenomene de rezistență în câmp a specii S. frugiperda la proteinele ViP3Aa. Având în vedere că aceste fenomene au fost descoperite în laborator, este foarte posibil ca rezistența în câmp să se manifeste peste câțiva ani.

De asemenea se încearcă accelerarea cercetărilor privind editarea genomică la insecte, creșterea în laborator, generații succesive a insectelor la care s-a făcut editarea genomică, prin inactivarea genelor care determină rezistența la ViP3Aa și lansarea acestora în câmp.

Așa cum a reieșit din prezentările anterioare, experiențele efectuate în laborator sunt foarte importante pentru detectarea timpurie a fenomenelor de rezistență ale dăunătorilor la insecticide sau proteine de tip Bt, din culturile modificate genetic.

Cercetătorul Youichi Kobori din Tailanda a făcut referire la necesitatea unei standardizări a protocoalelor de testare pentru laborator, în toate țările din Asia care se confruntă cu specii invazive de dăunători, cum ar fi Spodoptera frugiperda. În Tailanda, s-a elaborat o dietă pentru hrănirea larvelor, care a derivat din cea folosită pentru specia S. exigua (viermele sfleclei de zahăr).

Un colectiv de cercetători in Japonia au studiat o metodă inovativă pentru combaterea biologică a speciei invazive Spodoptera frugiperda, utilizând specia de bacterii aparținând genului Wolbachia.

Aceste bacterii, gram-negative, sunt cele mai întâlnite în lumea insectelor dar și altor specii de artropode. Acestea pot acționa ca parazit intracelular la multe specii de insecte, determinând o incompatibilitate citoplasmatică ce duce la final la sterilitatea acestora, dar poate să fie și simbiont, în cazul unor specii de nematozi. Între 25 și 70 % din speciile de insecte la nivel global sunt purtătoare a acestei bacterii, dar în majoritatea cazurilor este inactivă.

Masashi Nomura (Japonia) au prezentat stadiul acestor cercetări efectuate în țara niponă. Pentru aceste cercetări au fost luate larvele de S. frugiperda din câmp, au fost analizate la PCR pentru a se detecta prezența genelor specifice bacteriei Wolbachia ssp. În urma analizelor nu au fost identificate gene aparținând bacteriei, în larvele de S. frugiperda prelevate din câmp.

Drept consecință colectivul de cercetători din Japonia au investigat transplantul bacteriei de la alte specii de insecte la S. frugiperda. S-au identificat aceste gene într-o specie de lepidoptere, Tricoplushia ni, a căror larve atacă varza.

Cu ajutorul microinjecției, au fost infestate, în laborator, larvele de S. frugiperda, aflate în al V-lea stadiu de dezvoltare cu un extract provenit de la specia donoare, Tricoplushia ni, aflată în stadiul prepupal. Larvele de S. frugiperda, infestate cu Wolbachia ssp. au fost crescute în laborator.

La 57 % din adulții obținuți din larvele infestate s-a confirmat prezența bacteriozei. Ulterior acești fluturi au fost împerecheați pentru a se determina dacă bacterioza s-a transmis și la următoarele generații. Rezultatele acestui studiu au fost promițătoare confirmându-se transmiterea pe verticală a bacteriei Wolbachia la următoarele generații.

Cu toate acestea nu s-a putut determina dacă incompatibilitatea citoplasmatică poate apare la următoarele generații. Scopul acestui studiu revoluționar este de a se crește în masă insecte, infestate în prealabil cu acesastă bacterioză, care poate determina sterilitatea urmașilor în următoarele generații.

În cazul combaterii chimice a speciei invazive S. frugiperda este important de urmărit impactul tratamentelor asupra entomofaunei utile (paraziți și prădători).

Namphueng Chomphukhaio (Thailanda) a prezentat stadiul cercetărilor din această țară privind toxicitatea insecticidelor pe bază de clorantraniliprole, spinetoram, lufenuron și emamectin-benzoat asupra speciilor utile Proreus simulans și parazitul oofag Thirchogramma confusum.

În urma experiențelor efectuate în condiții de laborator, s-a observat că insecticidul pe bază de lufenuron a avut cel mai scăzut impact asupra speciilor utile care au făcut obiectul acestui studiu. De asemenea în cazul speciei parazite T. confusum insecticidul pe bază de clorantaniliprol, din clasa diamide, a avut un impact moderat.

Cam asta este pe scurt, o mică parte din cercetările făcute în lume pentru stoparea acestui periculos dăunător. Deocamdată noi nu ar trebui să ne facem griji, avem problemele noastre cu speciile locale de insecte dăunătoare, dar trebuie să fim cu ochii în patru să nu ne trezim cu surprize neplăcute.

Explicații foto

Foto 1 – Spodoptera frugiperda - adult