A Colorado burgonyabogár az egyik legveszélyesebb burgonyakártevő. Szívós és gyorsan ellenállóvá válik a rovarölő szerekkel szemben. Orosz tudósok olyan baktériumokat tanulmányoztak, amelyek specifikus toxint termelnek, amelyek alapján biológiai termékeket hoznak létre, hogy megvédjék a növényeket a kártevőktől. Kiderült, hogy a mikroorganizmus spóráinak (pihenő formáinak) hozzáadása a rovarirtó szerhez tönkreteszi a coloradói burgonyabogár lárváinak bélrendszeri immunitását, és érzékenyebbé teszi őket a toxinnal szemben. A munkát az Russian Science Foundation (RSF) támogatta, és a Toxins folyóiratban publikálták.
A Bacillus thuringiensis (BT) baktérium specifikus Cry toxint termel, amely kizárólag a kártevőket érinti. Az anyag csak azután kezd el hatni, hogy kölcsönhatásba lép a bogár bélenzimeivel, megzavarja emésztőrendszerének működését és éhezést okoz.
A kártevő már régen kihalt volna, ha nem alkalmazkodnak a BT-alapú gyógyszerekhez. Javul a bélrendszer immunitása, ennek következtében a baktériumok és méreganyagaik nem tudják betölteni céljukat. A Novoszibirszki Állami Agrártudományi Egyetem (Novoszibirszk) és az Orosz Tudományos Akadémia Szibériai Szövetségi Agrobiotechnológiai Tudományos Központja (Krasznoobszk) kutatói rájöttek, hogyan lehet megkerülni ezeket a mechanizmusokat. A fehérjetoxinok és a Bacillus thuringiensis spóráinak (a baktériumok egy alvó formája, amely képes aktiválni és szaporodni a rovarokban) kombinálása segít hatékonyan elpusztítani a Colorado burgonyabogárt.
Amikor baktériumspórák és toxinok keveréke kerül a szervezetbe, a rovarok elindítják a különféle mérgező anyagok elpusztítását és semlegesítését (méregtelenítés). Ugyanakkor a belekben aktiválódik a humorális immunitás, amely megvédi a szervezetet a kórokozóktól. A kutatók azonban felfedeztek egy másik jellemzőt is: ha toxinokkal és spórákkal kombinálják, a lárvák erős redox egyensúlyhiányt mutatnak, és az oxidáció következtében beindul a bélsejtek károsodásának folyamata. Összességében ez a lárvák antioxidáns védekezésének megzavarásához és általános egészségi állapotuk romlásához vezet.
„Ha a méreganyagokat a Bacillus thuringiensis baktérium spóráival kombinálják, a rovarok gyorsabban pusztulnak el, és 30%-kal több Colorado burgonyabogár pusztul el. A kifejlesztett gyógyszerek és technológiák bevezetése lehetővé teszi a bioracionális rovarirtó szerek piacának hazai gyógyszerekkel való feltöltését, az élelmiszerek minőségének javítását, a környezet növényvédőszer-terhelésének csökkentését és a közegészségre gyakorolt negatív hatások csökkentését” – mondta Ivan Dubovsky. az RSF pályázati projekt vezetője, a biológiai tudományok doktora, a Novoszibirszki Állami Agrártudományi Egyetem biológiai növényvédelmi és biotechnológiai laboratóriumának vezetője.