Novi proteini gliv kot biopesticidi za zatiranje invazivnih tujerodnih kmetijskih škodljivcev

Invazivni kmetijski škodljivci postajajo vedno večji problem zaradi globalnega trgovanja, potovanj in podnebnih sprememb. Slovenija in Madžarska sta kot tranzitni državi v središču tega problema v Evropi. Zaradi opuščanja številnih insekticidov in njihovih okoljskih vplivov so nujno potrebni novi alternativni pristopi za integrirano varstvo rastlin. Predlagani projekt razvija nove okolju prijazne biološke pesticide (biopesticide) na osnovi obrambnih proteinov višjih gliv (gob) za zatiranje invazivnih kmetijskih škodljivcev, pri čemer je pristop na področju razvoja biopesticidov v veliki meri novost. Entomotoksični proteini iz gob imajo to prednost pred rastlinskimi, da se invazivni škodljivci žuželk in gobe niso razvijali soodvisno, zato škodljivci nimajo razvitih obrambnih mehanizmov proti njim. Poleg tega so ti proteini izjemno stabilni, odporni na ekstremne temperature in pH, zaradi česar so primerni kandidati za podnebju prijazno zatiranje škodljivcev. Zato bomo v predlaganem projektu izkušeni madžarski in slovenski raziskovalci pripravili glivne proteine (Delovni Sklop DS1), preverili njihovo entomotoksičnost proti ključnim invazivnim škodljivcem, kot so koruzni hrošč (Diabrotica v. virgifera, Coleoptera) (DS2), plodova vinska mušica (Drosophila suzukii, Diptera) (DS3) in rjava marmorirana smrdljivka (Halyomorpha halys, Hemiptera) (DS4). Opisani pristop bo celosten, saj bomo obravnavali tudi tveganja in sinergije glivnih proteinov za netarčne organizme že v prvih fazah razvoja (DS5), vključno z opraševalci (Apis mellifera) in biotičnimi agensi (entomopatogene ogorčice). Takšen pristop k razvoju pesticidov poprej še ni bil uporabljen. Drugi pomemben cilj projekta je razjasniti način delovanja izbranih potencialnih biopesticidov (DS6) z analizo učinkov na morfologijo in celično strukturo žuželk z uporabo elektronske mikroskopije in identifikacijo tarčnih molekul. To poglobljeno znanje o novih kandidatih za biopesticide bo omogočilo informirano oblikovanje razvojnih strategij glede na ciljni organizem in pridelek ter možne načine uporabe upoštevajoč ustaljene kmetijske prakse (DS7). V predlaganem projektu sodeluje pet izkušenih raziskovalnih skupin, ki v projekt prinašajo znanja, ki se med seboj dopolnjujejo. Raziskovalne skupine imajo na voljo vso potrebno opremo za uspešno izvedbo predlaganega projekta v roku treh let. Skupina z Instituta Jožef Stefan (IJS) pod vodstvom dr. Jerice Sabotič bo projekt vodila in koordinirala (DS8) ter prispevala znanje o karakterizaciji proteinov in pojasnjevanju molekulskih mehanizmov. Slednje bo izvedeno v sodelovanju s skupino z Biotehniške fakultete Univerze v Ljubljani (UL-BF) pod vodstvom dr. Nade Žnidaršič s strokovnim znanjem na področju mikroskopije in razvoja členonožcev. Madžarska raziskovalna skupina z Inštituta za varstvo rastlin Univerze Szent Istvan (SZIE-NVI) pod vodstvom prof. Stefan-a Toepfer-ja predstavlja pomemben del predlaganega projekta, saj imajo obširno strokovno znanje s področja invazivnih vrst žuželk, zlasti koruznega hrošča, novih integriranih pristopov za zatiranje škodljivcev, kot tudi upravljanja s podatki in biostatistike. Komplementarne študije entomotoksičnosti na plodovi vinski mušici in marmorirani smrdljivki bo izvedla skupina, ki jo vodi dr. Jaka Razinger z Oddelka za varstvo rastlin (KIS-PPD) na Kmetijskem Inštitutu Slovenije. Skupina, ki pa jo vodi dr. Janez Prešern z Oddelka za živinorejo (KIS-APD) bo opravila toksikološke poskuse na čebelah. Projektno skupino sestavljajo izkušeni višji znanstveniki in nadarjeni mladi perspektivni raziskovalci, ki bodo s pomočjo multidisciplinarnih pristopov omogočili uspešno izvajanje projekta. Predlagani projekt bo prav tako okrepil čezmejno sodelovanje med institucijami in raziskovalci ter izboljšal znanstveno odličnost vpletenih skupin tako v Sloveniji kot na Madžarskem. Projektni rezultati predstavljajo tudi pomemben prispevek k razvoju usklajene evropske strategije za zatiranje invazivnih škodljivcev.