Wykorzystanie bioróżnorodności zamiast pestycydów może ograniczyć szkody wyrządzane przez owady...

Podobnie jak ludzie, rośliny wchodzą w interakcje z osobnikami swojego otoczenia. Jeśli ludzie wokół ciebie są bardziej podatni na infekcję, twoje ryzyko infekcji wzrasta i odwrotnie, to samo dotyczy roślin. Kiedy różne geny z tego samego gatunku rośliny są mieszane i hodowane razem, niektóre kombinacje są bardziej odporne na szkodniki i choroby. Ten pozytywny efekt bioróżnorodności nazywa się odpornością sprzężoną.

Jednym z głównych wyzwań stojących przed współczesnym społeczeństwem jest pogodzenie bezpieczeństwa żywnościowego z ochroną środowiska i bioróżnorodnością. Szkodniki stanowią poważne zagrożenie dla upraw, co sprawia, że ​​środki chemiczne, takie jak pestycydy, odgrywają istotną rolę w produkcji rolnej . Pestycydy mogą jednak ograniczać bioróżnorodność owadów.

Pytanie brzmi zatem, które kombinacje genotypów roślin należy uprawiać razem, aby były skuteczne w walce ze szkodnikami? Jeśli dwa genotypy zostaną wybrane spośród 199, istnieje 19 701 możliwych kombinacji. Naukowcy z Uniwersytetu w Zurychu opracowali nowe metody predykcji genomicznej, wykorzystujące modele fizyczne do analizy interakcji między osobnikami na poziomie genetycznym.

Do tej pory nie było sposobu na analizę, które regiony genomu wspierają interakcje, takie jak sprzężenie odporności między sąsiednimi osobnikami roślin. Dlatego zespół badawczy opracował nową metodę analizy zwaną Neighbor GWAS.

Metoda ta opiera się na modelu stosowanym w fizyce do analizy interakcji między sąsiadującymi osobnikami roślin, a jej celem jest ocena szkód wyrządzonych przez roślinożerców, gdy osobniki o określonej sekwencji genetycznej DNA zostaną umieszczone obok siebie, na podstawie wyników eksperymentów terenowych.

Analiza z wykorzystaniem nowej metody wykazała, że ​​wiele genów było zaangażowanych w interakcje z sąsiednimi osobnikami. Wykorzystując uczenie maszynowe, naukowcy byli w stanie przewidzieć szkody wyrządzane przez roślinożerców i zidentyfikować korzystne kombinacje genotypów z przewidywaną powiązaną odpornością.

Zespół przeprowadził kolejny eksperyment polowy na dużą skalę, trwający dwa lata, w którym uprawiano około 2000 pojedynczych roślin w parach genotypów o trzech różnych przewidywanych poziomach odporności na łączenie. Wyniki tego eksperymentu wykazały, że w porównaniu z uprawą pojedynczego genotypu, mieszanie dwóch genotypów zmniejszyło szkody wyrządzane przez roślinożerców o 24,8% i 22,7% odpowiednio dla najwyższego i drugiego najwyższego poziomu odporności na łączenie.

Źródło: https://www.mard.gov.vn/Pages/su-dung-da-dang-bi-hoc-thay-vi-thuoc-tru-sau-co-the-lam-thiet-hai-tu-con-trung--.aspx