Colorado-potetbillen er en av de farligste skadedyrene på poteter. Den er hardfør og blir raskt motstandsdyktig mot insektmidler. Russiske forskere har studert bakterier som produserer et spesifikt giftstoff, på grunnlag av hvilke biologiske produkter lages for å beskytte planter mot skadedyr. Det viste seg at tilsetning av sporer (hvilende former) av en mikroorganisme til insektmiddelet ødelegger tarmimmuniteten til Colorado-potetbillelarvene og gjør dem mer mottakelige for giftstoffet. Dette arbeidet ble støttet av Russian Science Foundation (RSF) og publisert i tidsskriftet Toxins.
Bacillus thuringiensis (BT) bakterier produserer et spesifikt Cry-toksin som kun påvirker skadedyr. Stoffet begynner å virke først etter å ha interagert med intestinale enzymer til billen, forstyrrer arbeidet i fordøyelsessystemet og forårsaker sult.
Skadedyret ville ha dødd ut for lenge siden, hvis ikke for dens tilpasningsmekanismer til BT-baserte legemidler. Tarmimmuniteten forbedres, og som et resultat kan ikke bakterier og deres giftstoffer oppfylle formålet. Forskere ved Novosibirsk State Agrarian University (Novosibirsk) og Siberian Federal Scientific Center of Agrobiotechnology of the Russian Academy of Sciences (Krasnoobsk) har funnet ut hvordan de kan omgå disse mekanismene. Kombinasjonen av proteintoksiner med sporer (en sovende form for bakterier som kan aktivere og formere seg inne i insekter) av Bacillus thuringiensis bidrar til å drepe Colorado-potetbillen mer effektivt.
Når en blanding av sporer og bakterielle toksiner kommer inn i kroppen, starter insekter et system med ødeleggelse og nøytralisering av ulike giftige stoffer (avgifting). Samtidig aktiveres humoral immunitet i tarmen, som beskytter kroppen mot patogener. Forskerne fant imidlertid ett trekk til - når giftstoffene kombineres med sporer, viser larvene en sterk redoksubalanse og prosessen med skade på tarmceller som følge av oksidasjon utløses. Til sammen fører dette til et brudd på antioksidantforsvaret til larvene og en forverring av deres generelle helse.
«Når giftstoffene kombineres med sporene til bakterien Bacillus thuringiensis, dør insekter raskere, og 30 % flere Colorado-biller dør. Innføringen av de utviklede stoffene og teknologiene vil tillate å fylle markedet for biorasjonelle insektmidler med innenlandske medisiner, forbedre kvaliteten på matprodukter, redusere plantevernmiddelbelastningen på miljøet og redusere den negative innvirkningen på folkehelsen, "sa Ivan Dubovsky, prosjektet leder for et stipend fra Russian Science Foundation, doktor i biologiske vitenskaper, leder for laboratoriet for biologisk plantevern og bioteknologi ved Novosibirsk State Agrarian University.