Bọ cánh cứng khoai tây Colorado là một trong những loài gây hại nguy hiểm nhất đối với khoai tây. Nó cứng và nhanh chóng trở nên kháng thuốc trừ sâu. Các nhà khoa học Nga đã nghiên cứu vi khuẩn sản sinh ra một loại độc tố cụ thể, trên cơ sở đó tạo ra các chế phẩm sinh học để bảo vệ cây trồng khỏi sâu bệnh. Hóa ra là việc bổ sung các bào tử (dạng không hoạt động) của một vi sinh vật vào thuốc trừ sâu đã phá hủy khả năng miễn dịch đường ruột của ấu trùng bọ khoai tây Colorado và khiến chúng nhạy cảm hơn với chất độc này. Công trình này được hỗ trợ bởi Quỹ Khoa học Nga (RSF) và được xuất bản trên tạp chí Toxins.
Vi khuẩn Bacillus thuringiensis (BT) tạo ra độc tố Cry đặc hiệu chỉ ảnh hưởng đến sâu bệnh. Chất này chỉ bắt đầu hoạt động sau khi tương tác với các enzym đường ruột của bọ cánh cứng, làm gián đoạn công việc của hệ tiêu hóa và gây ra đói.
Dịch hại đã chết từ lâu, nếu không có cơ chế thích nghi của nó với các loại thuốc gốc BT. Khả năng miễn dịch đường ruột được cải thiện, và kết quả là vi khuẩn và các chất độc của chúng không thể thực hiện được mục đích đã định. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Nông nghiệp Bang Novosibirsk (Novosibirsk) và Trung tâm Khoa học Liên bang Siberi về Công nghệ Nông nghiệp của Học viện Khoa học Nga (Krasnoobsk) đã tìm ra cách vượt qua những cơ chế này. Sự kết hợp giữa độc tố protein với bào tử (một dạng vi khuẩn không hoạt động có thể kích hoạt và sinh sôi bên trong côn trùng) của Bacillus thuringiensis giúp tiêu diệt bọ khoai tây Colorado hiệu quả hơn.
Khi một hỗn hợp bào tử và độc tố vi khuẩn xâm nhập vào cơ thể, côn trùng bắt đầu một hệ thống tiêu diệt và trung hòa các chất độc hại khác nhau (giải độc). Đồng thời, miễn dịch dịch thể được kích hoạt trong ruột, có tác dụng bảo vệ cơ thể khỏi các tác nhân gây bệnh. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một đặc điểm nữa - khi các chất độc kết hợp với bào tử, ấu trùng biểu hiện sự mất cân bằng oxy hóa khử mạnh và quá trình gây hại cho các tế bào ruột do quá trình oxy hóa được kích hoạt. Tổng hợp lại, điều này dẫn đến vi phạm khả năng chống oxy hóa của ấu trùng và làm suy giảm sức khỏe chung của chúng.
“Khi các chất độc kết hợp với bào tử của vi khuẩn Bacillus thuringiensis, côn trùng chết nhanh hơn và bọ Colorado chết nhiều hơn 30%. Ông Ivan Dubovsky, trưởng dự án, cho biết: quản lý tài trợ từ Quỹ Khoa học Nga, Tiến sĩ Khoa học Sinh học, Trưởng phòng thí nghiệm công nghệ sinh học bảo vệ thực vật và công nghệ sinh học của Đại học Nông nghiệp Bang Novosibirsk.