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 19-16-00019
НазваниеИспользование РНК-интерференции для повышения эффективности методов контроля численности колорадского жука
Руководитель Дубовский Иван Михайлович, Доктор биологических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" , Новосибирская обл
Конкурс №35 - Конкурс 2019 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-104 - Агробиотехнологии
Ключевые слова Защита растений, RNAi, колорадский жук, микробиота, биоконтроль, биоинженерия, RNAseq , Bacillus thuringiensis, иммуносупрессоры, симбионты
Код ГРНТИ68.37.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Колорадский жук отличается поразительной экологической пластичностью и является одним из наиболее опасных вредителей картофеля в мире. В настоящее время набор биопрепаратов против колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata) ограничен и в основном применяются бактериальные, на основе Bacillus thuringiensis. Широкое применение данных биоинсектицидов против колорадского жука, с одной стороны, сдерживается нестабильностью их действия из-за влияния различных факторов абиотической и биотической природы. С другой стороны, регулярное их применение создает предпосылки к появлению устойчивых к ним популяций вредителей.
Данный проект посвящен созданию новых эффективных, высокоспецифичных и экологически безопасных средств защиты растений для контроля численности колорадского жука. Планируется выделить симбиотические бактерии из кишечника колорадского жука и трансформировать несколько штаммов для придания им иммуносупрессивных и инсектицидных свойств. Для этого будет использован метод РНК интерференции за счет продукции бактериями двухцепочечной РНК (дцРНК) в кишечнике насекомых. Это позволит избирательно подавлять активность различных систем жизнедеятельности и ключевых защитных систем колорадского жука. Использование для этих целей симбиотических бактерий имеет ряд преимуществ. Это позволяет избежать накопления дцРНК в продуктах питания, как в случае с ГМ-растениями, продуцирующими дцРНК. Повышается специфичность действия РНК интерференции, так как развитие симбиотических микроорганизмов происходит только в кишечнике хозяев. Кроме того, в случае использования симбиотических микроорганизмов, мы значительно снижаем риски персистенции бактерий в окружающей среде.
Для реализации проекта будет проведено комплексное изучение кишечной микробиоты колорадского жука, с использованием молекулярно-генетических (метагеномный анализ, полногеномное секвенирование), биохимических и культурально-морфологических методов. Мы планируем провести глубокий анализ взаимоотношений колорадского жука с кишечными бактериями. Он будет включать в себя оценку физиологических и биохимических показателей иммунной и детоксицирующей систем насекомых при воздействии различных представителей микробиоты, включая патогенных бактерий Bacillus thuringiensis. Впервые, будет проведен анализ экспрессии факторов вирулентности бактерий непосредственно в кишечнике колорадского жука (с помощью RNAseq и qPCR). Будет использован метод РНК интерференции для подтверждения участия различных защитных систем насекомых в защите от инфекционного процесса в кишечнике. С помощью методов биоинженерии, впервые, будет созданы бактерии кишечной микробиоты колорадского жука, способные продуцировать РНК интерферирующие продукты. Будет проведено изучение воздействия рекомбинантных бактерий на нецелевые виды насекомых, а также их сохранность на растениях и в почве.
Таким образом, реализация проекта позволит выявить ключевые механизмы устойчивости насекомых к бактериальным энтомопатогенам, подобрать эффективные штаммы симбиотических бактерий, продуцирующих дцРНК, разработать на их основе комплексные биорациональные препараты с включением в состав бактерий Bacillus thuringiensis, предназначенные для регуляции численности колорадского жука. В рамках проекта будет разработана научная концепция использования рекомбинантных бактерий с РНК-интерферирующими технологиями, для создания биоинсектицидов нового поколения. Технологии, отработанные в рамках данного проекта, в дальнейшем могут быть использованы для создания комплексных препарата для защиты растений против других вредителей сельского хозяйства.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Гризанова Е.В., Коатес К., Дубовский И.М., Бут Т.
Metarhizium brunneum infection dynamics differ at the cuticle interface of susceptible and tolerant morphs of Galleria mellonella
VIRULENCE, VOL. 10, NO. 1, 999–1012 (год публикации - 2019)
10.1080/21505594.2019.1693230
2.
Рантала М.Ж. , Дубовский И.М., Покки М., Крама Т., Контерас-Гурдун Ж., Крамс И.А.
Effect of Juvenile Hormone on Resistance against Entomopathogenic Fungus Metarhizium robertsii Differs between Sexes
Journal of Fungi, 6, 298 (год публикации - 2020)
10.3390/jof6040298
3.
Зенкова А.А., Гризанова Е.В., Андреева И.В., Герне Д.Ю., Шаталова Е.И., Цветкова В.П., Дубовский И.М.
Effect of fungus Lecanicillium lecanii and bacteria Bacillus thuringiensis, Streptomyces avermitilis on two-spotted spider mite Tetranychus urticae (Acari: Tetranychidae) and predatory mite Phytoseiulus persimilis (Acari: Phytoseiidae)
Journal of Plant Protection Research, 4/2020 vol. 60 (год публикации - 2020)
10.24425/jppr.2020.134917
4.
КОСТИНА Н.Е., СПАСЕЛЬНИКОВА А.В., ЕГОРОВА А.А., КОЛОСОВСКАЯ Е.В., ДОМРАЧЕВ Д.В., РОМАНОВА А.В., ТУМАНЯН С.Р., ХАМАС С., КУМЛЕН Й., ДУБОВСКИЙ И.М., ГЕРАСИМОВА С.В.
СОЗДАНИЕ ЛИНИИ ТАБАКА СО СНИЖЕННЫМИ АНТИ-ФИДАНТНЫМИ СВОЙСТВАМИ ПО ОТНОШЕНИЮ К КОЛОРАДСКОМУ ЖУКУ
БИОТЕХНОЛОГИЯ И СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИЙ, 3(1):24-30 (год публикации - 2020)
10.30901/2658-6266-2020-l-o5
5.
Дубовский И.М.
Host–Pathogen Interactions: Insects vs. Fungi
Journal of Fungi, Journal of Fungi. 2021; 7(3):162. (год публикации - 2021)
10.3390/jof7030162
6.
Гризанова Е.В., Коатес К., Бут Т., Дубовский И.М.
RNAi-mediated suppression of insect metalloprotease inhibitor (IMPI) enhances Galleria mellonella susceptibility to fungal infection
Developmental and Comparative Immunology, 122 (2021) 104126 (год публикации - 2021)
10.1016/j.dci.2021.104126
7.
Дубовский И.М., Гризанова Е.В., Терещенко Д., Крыцына Т.И., Аликина Т., Калмыкова Г., Кабилов М., Коатес К.
Bacillus thuringiensis Spores and Cry3A Toxins Act Synergistically to Expedite Colorado Potato Beetle Mortality
Toxins, Toxins2021,13,746. (год публикации - 2021)
10.3390/toxins13110746
8.
Fangyuan Yang, Michael S. Crossley, Lukas Schrader, Ivan M. Dubovskiy , Shu-Jun Wei, Runzhi Zhang
Polygenic adaptation contributes to the invasive success of the Colorado potato beetle
Molecular Ecology (год публикации - 2022)
10.1111/mec.16666
Публикации
1.
Гризанова Е.В., Коатес К., Дубовский И.М., Бут Т.
Metarhizium brunneum infection dynamics differ at the cuticle interface of susceptible and tolerant morphs of Galleria mellonella
VIRULENCE, VOL. 10, NO. 1, 999–1012 (год публикации - 2019)
10.1080/21505594.2019.1693230
2.
Рантала М.Ж. , Дубовский И.М., Покки М., Крама Т., Контерас-Гурдун Ж., Крамс И.А.
Effect of Juvenile Hormone on Resistance against Entomopathogenic Fungus Metarhizium robertsii Differs between Sexes
Journal of Fungi, 6, 298 (год публикации - 2020)
10.3390/jof6040298
3.
Зенкова А.А., Гризанова Е.В., Андреева И.В., Герне Д.Ю., Шаталова Е.И., Цветкова В.П., Дубовский И.М.
Effect of fungus Lecanicillium lecanii and bacteria Bacillus thuringiensis, Streptomyces avermitilis on two-spotted spider mite Tetranychus urticae (Acari: Tetranychidae) and predatory mite Phytoseiulus persimilis (Acari: Phytoseiidae)
Journal of Plant Protection Research, 4/2020 vol. 60 (год публикации - 2020)
10.24425/jppr.2020.134917
4.
КОСТИНА Н.Е., СПАСЕЛЬНИКОВА А.В., ЕГОРОВА А.А., КОЛОСОВСКАЯ Е.В., ДОМРАЧЕВ Д.В., РОМАНОВА А.В., ТУМАНЯН С.Р., ХАМАС С., КУМЛЕН Й., ДУБОВСКИЙ И.М., ГЕРАСИМОВА С.В.
СОЗДАНИЕ ЛИНИИ ТАБАКА СО СНИЖЕННЫМИ АНТИ-ФИДАНТНЫМИ СВОЙСТВАМИ ПО ОТНОШЕНИЮ К КОЛОРАДСКОМУ ЖУКУ
БИОТЕХНОЛОГИЯ И СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИЙ, 3(1):24-30 (год публикации - 2020)
10.30901/2658-6266-2020-l-o5
5.
Дубовский И.М.
Host–Pathogen Interactions: Insects vs. Fungi
Journal of Fungi, Journal of Fungi. 2021; 7(3):162. (год публикации - 2021)
10.3390/jof7030162
6.
Гризанова Е.В., Коатес К., Бут Т., Дубовский И.М.
RNAi-mediated suppression of insect metalloprotease inhibitor (IMPI) enhances Galleria mellonella susceptibility to fungal infection
Developmental and Comparative Immunology, 122 (2021) 104126 (год публикации - 2021)
10.1016/j.dci.2021.104126
7.
Дубовский И.М., Гризанова Е.В., Терещенко Д., Крыцына Т.И., Аликина Т., Калмыкова Г., Кабилов М., Коатес К.
Bacillus thuringiensis Spores and Cry3A Toxins Act Synergistically to Expedite Colorado Potato Beetle Mortality
Toxins, Toxins2021,13,746. (год публикации - 2021)
10.3390/toxins13110746
8.
Fangyuan Yang, Michael S. Crossley, Lukas Schrader, Ivan M. Dubovskiy , Shu-Jun Wei, Runzhi Zhang
Polygenic adaptation contributes to the invasive success of the Colorado potato beetle
Molecular Ecology (год публикации - 2022)
10.1111/mec.16666
Публикации
1.
Гризанова Е.В., Коатес К., Дубовский И.М., Бут Т.
Metarhizium brunneum infection dynamics differ at the cuticle interface of susceptible and tolerant morphs of Galleria mellonella
VIRULENCE, VOL. 10, NO. 1, 999–1012 (год публикации - 2019)
10.1080/21505594.2019.1693230
2.
Рантала М.Ж. , Дубовский И.М., Покки М., Крама Т., Контерас-Гурдун Ж., Крамс И.А.
Effect of Juvenile Hormone on Resistance against Entomopathogenic Fungus Metarhizium robertsii Differs between Sexes
Journal of Fungi, 6, 298 (год публикации - 2020)
10.3390/jof6040298
3.
Зенкова А.А., Гризанова Е.В., Андреева И.В., Герне Д.Ю., Шаталова Е.И., Цветкова В.П., Дубовский И.М.
Effect of fungus Lecanicillium lecanii and bacteria Bacillus thuringiensis, Streptomyces avermitilis on two-spotted spider mite Tetranychus urticae (Acari: Tetranychidae) and predatory mite Phytoseiulus persimilis (Acari: Phytoseiidae)
Journal of Plant Protection Research, 4/2020 vol. 60 (год публикации - 2020)
10.24425/jppr.2020.134917
4.
КОСТИНА Н.Е., СПАСЕЛЬНИКОВА А.В., ЕГОРОВА А.А., КОЛОСОВСКАЯ Е.В., ДОМРАЧЕВ Д.В., РОМАНОВА А.В., ТУМАНЯН С.Р., ХАМАС С., КУМЛЕН Й., ДУБОВСКИЙ И.М., ГЕРАСИМОВА С.В.
СОЗДАНИЕ ЛИНИИ ТАБАКА СО СНИЖЕННЫМИ АНТИ-ФИДАНТНЫМИ СВОЙСТВАМИ ПО ОТНОШЕНИЮ К КОЛОРАДСКОМУ ЖУКУ
БИОТЕХНОЛОГИЯ И СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИЙ, 3(1):24-30 (год публикации - 2020)
10.30901/2658-6266-2020-l-o5
5.
Дубовский И.М.
Host–Pathogen Interactions: Insects vs. Fungi
Journal of Fungi, Journal of Fungi. 2021; 7(3):162. (год публикации - 2021)
10.3390/jof7030162
6.
Гризанова Е.В., Коатес К., Бут Т., Дубовский И.М.
RNAi-mediated suppression of insect metalloprotease inhibitor (IMPI) enhances Galleria mellonella susceptibility to fungal infection
Developmental and Comparative Immunology, 122 (2021) 104126 (год публикации - 2021)
10.1016/j.dci.2021.104126
7.
Дубовский И.М., Гризанова Е.В., Терещенко Д., Крыцына Т.И., Аликина Т., Калмыкова Г., Кабилов М., Коатес К.
Bacillus thuringiensis Spores and Cry3A Toxins Act Synergistically to Expedite Colorado Potato Beetle Mortality
Toxins, Toxins2021,13,746. (год публикации - 2021)
10.3390/toxins13110746
8.
Fangyuan Yang, Michael S. Crossley, Lukas Schrader, Ivan M. Dubovskiy , Shu-Jun Wei, Runzhi Zhang
Polygenic adaptation contributes to the invasive success of the Colorado potato beetle
Molecular Ecology (год публикации - 2022)
10.1111/mec.16666