Микроэволюционные преобразования в системе паразит- хозяин: формирование защитных реакций насекомых и атакующих механизмов энтомопатогенов в ходе коэволюции
Проект посвящен изучению механизмов резистентности насекомых и факторов вирулентности энтомопатогенных грибов в ходе микроэволюционных преобразований в системе паразит-хозяин. При реализации проекта будут использованы линии модельного вида насекомых - вощинной огневки Galleria mellonella, селектированные на устойчивость к энтомопатогенным грибам Metarhizium, Beauveria и бактериям Bacillus thuringiensis. Чтобы выявить защитные реакции, участвующие в формировании устойчивости насекомых к паразитам, в процессе направленного отбора на устойчивость к грибам и бактериям, у насекомых экспериментальных линий будут охарактеризованы активность реакций кутикулярного/кишечного, клеточного и гуморального иммунитета, а также популяционные показатели (выживаемость, плодовитость). Будет изучена роль детоксицирующей и антиоксидантной системы у насекомых с повышенной устойчивостью к патогенам. Для изучения эволюции патогенов будут взяты линии грибов и бактерий, пропассиррованные через линии огневки. Будет измерена (in vitro и in vivo) активность гидролитических ферментов и токсинообразование, а также уровень адгезии конидий грибов и скорость развития бактерий. Кроме того, будет проанализирована экспрессия основных генов вирулентности грибов и бактерий при развитии инфекций у насекомых. При реализации проекта будут использованы современные методы анализа экспрессии генов иммунной системы (количественный ПЦР с детекцией в режиме реального времени, протеомика), а также оригинальные подходы по «нокдауну» ключевых генов, определяющих резистентность к инфекции (РНК-интерференция). Используемые в проекте подходы по «экспериментальной эволюции» насекомых в контролируемых условиях позволят нам на высоком методическом уровне решить ряд фундаментальных вопросов: о перераспределении защитных реакций между тканями и органами в ходе формирования резистентности к паразитам; об участии антиоксидантов в защитных реакциях насекомых; роли защитных реакций сосредоточенных в покровах и кишечнике насекомых в эволюции резистентности, а также выявить важнейшие факторы вирулентности патогенов и оценить их адаптивную ценность при приспособлении к насекомому-хозяину. Таким образом, реализация проекта решит ряд фундаментальных проблем о механизмах коэволюции в системах паразит-хозяин, а также, в дальнейшем, позволит разработать новые подходы для преодоления резистентности насекомых к грибам и бактериям. Полученные знания могут быть использованы для улучшения эффективности и стабильности применения биоинсектицидов на основе энтомопатогенных грибов и бактерий.
Механизмы резистентности насекомых к энтомопатогенным микроорганизмам и разработка новых подходов для развития биологических методов контроля численности насекомых - вредителей сельского и лесного хозяйства
Проект посвящен изучению ключевых механизмов резистентности насекомых к различным паразитам, развитию биологических методов контроля численности массовых видов фитофагов, имеющих важное хозяйственно-экономическое значение для России. Реализация поставленных задач позволит решать проблемы нестабильной биологической эффективности биопрепаратов на основе энтомопатогенных микроорганизмов. Используя биохимические и молекулярно-генетические методы, будет проведен анализ ключевых защитных реакций насекомых, обеспечивающих устойчивость к энтомопатогенным бактериям, грибам и вирусам, что позволит разработать методы, позволяющие снижать активность компонентов клеточного и гуморального иммунитета, детоксицирующей и антиоксидантной систем насекомых. В качестве иммунодепрессантов будут протестированы биологические и химические агенты (метаболиты грибов, растений, синтетические соединения и др.), позволяющие снижать активность или полностью ингибировать определённые звенья механизмов резистентности насекомых. Что в свою очередь позволит запускать развитие болезней при низких уровнях инфекционного начала. Данные подходы особенно перспективны в условиях континентального климата или на больших площадях посевов, где проблематично создать высокий уровень инфекционной нагрузки на насекомых-хозяевах. Во время выполнения проекта будут отобраны штаммы максимально адаптированные к среде обитания хозяев и проявляющие высокую вирулентность в условиях резких колебаний температур и влажности. Будут проанализированы основные факторы вирулентности патогенов и их сопряженность с климатическими условиями среды обитания. Решение поставленных задач позволит создать фундаментальную основу для поиска высоковирулентных штаммов и разработки эффективных методов биологического контроля насекомых.
Изучение систем паразит-хозяин имеющих медицинское и ветеринарное значение
Ведется анализ экологических факторов устойчивости паразитарной системы клещевого энцефалита на территории Новосибирской и Кемеровской областей.
