КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 18-76-00027
НазваниеРазработка новых подходов в оценки токсичности пестицидов для насекомых-опылителей
Руководитель Сыромятников Михаил Юрьевич, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" , Воронежская обл
Конкурс №29 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-104 - Агробиотехнологии
Ключевые слова Пестициды, опылители, биоэнергетика, токсичность, молекулярная мишень действия, эффективность, дифференцированное действие, безопасность.
Код ГРНТИ68.37.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В настоящее время актуальной проблемой является поиск средств защиты растений, которые были бы эффективны против вредителей и безвредны для насекомых- опылителей. Использование таких средств защиты как в теплицах, так и в открытом грунте, позволит увеличить урожайность с одновременным повышением экологичности продукции. Однако за последние годы становится очевидным резкое снижение численности шмелей и пчел. Данный процесс является вопросом продовольственной безопасности, поскольку насекомые-опылители опыляют 75% всех культур, употребляемых в пищу человеком. Главными причинами снижения количества опылителей считается, главным образом, широкое использование пестицидов, которые оказывают токсический эффект на нецелевые организма, в том числе и опылителей.
На сегодня рынок коммерческих средств защиты предлагает ряд пестицидов нового поколения, которые не должны воздействовать на насекомых-опылителей. Однако, как правило, в основе токсикологических исследований сегодня лежит оценка процента гибели насекомых (LD50). При этом не учитывается их физиологическая активность после обработки пестицидом. Это особенно важно для летающих насекомых-опылителей, для которых сохранение способности к полету является важнейших свойством, способствующим опылению растений. Этот процесс напрямую связан с функционирование митохондрий и способность обеспечивать АТФ летательные мышцы. На данный момент не разработаны автоматизированные методы оценки полетной активности поллинаторов, практически полностью отсутствуют комплексные исследования функционирования митохондрий для коммерчески значимых насекомых-опылителей. Без понимания этих процессов невозможно создание инсектоакарицидов дифференцированного действия. Исследования целостных митохондрий позволит оценить влияние пестицидов на белковые компоненты митохондрий, а так же оценить на мутационную нагрузку на генетический аппарат насекомых-опылителей.
Целью проекта является выявление физиолого-биохимических основ рационального применения для колоний насекомых опылителей средств химической защиты растений нового поколения (биоразлагаемые пестициды с селективным спектром действия). В ходе реализации проекта мы планируем разработать и оптимизировать для пчел (Apismellifera) шмелей (Bombus terrestris) способ оценки полетной активность и генотоксичности пестицидов для митохондриальной ДНК. Использование в качестве мишени митохондриальной ДНК обусловлено тем, что она в меньшей степени, чем ядерная ДНК защищена от влияния внешних факторов и имеет менее совершенные системы репарации. При этом она кодирует субъединицы дыхательной цепи митохондрий, т.е. белковые компоненты, которые напрямую отвечают за поддержание энергетического гомеостаза и полетной активности.
На первом этапе исследования будет исследован ряд классических коммерчески-доступных и широко применяемых пестицидов с целью оптимизации методов оценки полетной активности насекомых, определения генотоксичности и влияния пестицидов на биоэнергетику митохондрий. В течение второго года проекта планируется провести полноценный скрининг не менее 10 потенциальных новых фунгицидов и пестицидов, синтезированных в НИИ Органической химии им. Н.Д. Зелинского. Тестирование будет включать в себя 3 основных этапа: изучение действия пестицидов на изолированных митохондриях шмелей и медоносных пчел; определение LD50 (как контактного, так и полученного в ходе питания), а так же комплексный анализ генотоксичности пестицидов. С помощью секвенирования нового поколения нами будет оценено влияние пестицидов на микробиом шмелей.
Все полученные нами результаты будут принципиально новыми. В настоящее время наблюдается экспоненциальный рост публикаций по влиянию пестицидов на насекомых, в особенности сконцентрированных на молекулярных механизмах их резистентности к тем или иным токсикантам. Учитывая экономическую-значимость объекта исследования, мы ожидаем, что полученные нами данные будут иметь высокий публикационный потенциал.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ