Colorado-kartoffelbillen er et af de farligste skadedyr af kartofler. Den er hårdfør og bliver hurtigt insekticidresistent. Russiske videnskabsmænd har studeret bakterier, der producerer et specifikt toksin, på grundlag af hvilke biologiske produkter skabes for at beskytte planter mod skadedyr. Det viste sig, at tilsætning af sporer (hvilende former) af en mikroorganisme til insekticidet ødelægger tarmimmuniteten hos Colorado-kartoffelbillens larver og gør dem mere modtagelige for toksinet. Dette arbejde blev støttet af Russian Science Foundation (RSF) og offentliggjort i tidsskriftet Toxins.
Bacillus thuringiensis (BT) bakterier producerer et specifikt Cry-toksin, der kun påvirker skadedyr. Stoffet begynder først at virke efter at have interageret med billens tarmens enzymer, forstyrrer arbejdet i dets fordøjelsessystem og forårsager sult.
Skadedyret ville være uddød for længe siden, hvis det ikke var for dets tilpasningsmekanismer til BT-baserede lægemidler. Intestinal immunitet forbedres, og som et resultat kan bakterier og deres toksiner ikke opfylde deres tilsigtede formål. Forskere ved Novosibirsk State Agrarian University (Novosibirsk) og Siberian Federal Scientific Center of Agrobiotechnology of the Russian Academy of Sciences (Krasnoobsk) har fundet ud af, hvordan man kan omgå disse mekanismer. Kombinationen af proteintoksiner med sporer (en sovende form for bakterier, der kan aktivere og formere sig inde i insekter) af Bacillus thuringiensis hjælper med at dræbe Colorado-kartoffelbillen mere effektivt.
Når en blanding af sporer og bakterielle toksiner kommer ind i kroppen, udløses et system med ødelæggelse og neutralisering af forskellige giftige stoffer (afgiftning) hos insekter. Samtidig aktiveres humoral immunitet i tarmen, som beskytter kroppen mod patogener. Forskerne fandt dog endnu et træk - når giftstofferne kombineres med sporer, udviser larverne en stærk redox-ubalance, og processen med skade på tarmceller som følge af oxidation udløses. Tilsammen fører dette til en krænkelse af larvernes antioxidantforsvar og en forringelse af deres generelle helbred.
”Når giftstofferne kombineres med sporerne fra bakterien Bacillus thuringiensis, dør insekter hurtigere, og 30 % flere Colorado-biller dør. Introduktionen af de udviklede lægemidler og teknologier vil gøre det muligt at fylde markedet for biorationelle insekticider med indenlandske lægemidler, forbedre kvaliteten af fødevareprodukter, reducere pesticidbelastningen på miljøet og reducere den negative indvirkning på folkesundheden, "sagde Ivan Dubovsky, projektet leder af en bevilling fra Russian Science Foundation, Doctor of Biological Sciences, leder af laboratoriets biologiske plantebeskyttelse og bioteknologi ved Novosibirsk State Agrarian University.