Credito:Pixabay/CC0 di dominio pubblico
I flavonoidi prodotti dalle foglie di sorgo hanno mostrato risultati promettenti nella lotta contro le larve di verme dell'esercito autunnale. Quando spruzzati sulle foglie del mais, i flavonoidi del sorgo bloccano la crescita del verme dell'esercito e spesso uccidono il parassita, riferiscono i ricercatori della Penn State in un nuovo studio.
I risultati della ricerca sono importanti, secondo Surinder Chopra, professore di genetica del mais, perché il verme dell'esercito è un insetto invasivo che ora danneggia le colture di mais in tutto il mondo, limitando notevolmente i raccolti. Suggerisce che i flavonoidi potrebbero essere usati come base per una strategia di gestione dei parassiti non tossica per proteggere il mais.
I flavonoidi vegetali sono composti naturali che spesso sono visti come pigmenti in alcuni fiori, verdure e frutta. I flavonoidi normalmente sono considerati sottoprodotti non essenziali del metabolismo primario di una pianta, che produce zuccheri e altri metaboliti che lavorano insieme per produrre la resa dei semi.
"Quando si esaminano le foglie e altre parti del mais coltivato commercialmente, non si vede più la produzione di questi flavonoidi", ha detto. "Questi composti erano naturalmente presenti a un certo punto fino a quando non abbiamo iniziato a riprodurli contro di loro. In realtà, non ci siamo riproposti contro di loro tanto quanto li abbiamo semplicemente persi cercando di sviluppare varietà ad alto rendimento".
Per due decenni, il gruppo di ricerca di Chopra presso il College of Agricultural Sciences ha studiato linee mutanti di mais che producono in eccesso i flavonoidi e ha sviluppato nuove linee che combinano la sovrapproduzione di flavonoidi con altri tratti desiderabili. E il suo laboratorio ha preso il gene che produce un composto precursore dei flavonoidi nel sorgo e lo ha inserito nel mais per creare piante più resistenti che possono scoraggiare l'alimentazione dei vermi dell'esercito e possibilmente di altri parassiti.
I bruchi autunnali del verme dell'esercito sono così distruttivi perché spesso si nutrono delle foglie di mais più giovani all'interno del vortice in cui crescono, ha spiegato Chopra. Rimangono all'interno del vortice rimpinzandosi, e quando il vortice si apre, le giovani foglie sono già distrutte.
Nello studio, i ricercatori hanno dimostrato in un esperimento in tre parti che il sorgo e i flavonoidi del mais influenzano la sopravvivenza delle larve di verme dell'esercito. Le loro scoperte, recentemente pubblicate sul Journal of Pest Science , ha rivelato che le larve di verme autunnale allevate in laboratorio con una dieta artificiale integrata con flavonoidi di sorgo hanno mostrato una mortalità significativa e una diminuzione del peso corporeo delle larve.
Per confrontare i livelli di sopravvivenza del verme dell'esercito autunnale e di danno alimentare, i ricercatori hanno sviluppato linee di riproduzione e hanno coltivato quattro linee correlate di mais presso il Russell E. Larson Agricultural Research Center della Penn State:due linee geneticamente modificate per produrre flavonoidi e due che non producono flavonoidi.
"I test di alimentazione hanno mostrato una mortalità significativamente alta di larve che sono state alimentate con linee produttrici di flavonoidi rispetto alle linee non flavonoidi o ai tipi selvatici", ha detto Chopra. "E sono stati arrecati danni significativamente inferiori alle piante di mais che producono flavonoidi rispetto al mais privo di flavonoidi".
I ricercatori hanno anche estratto i flavonoidi dalle foglie da alcune linee di sorgo e li hanno spruzzati su foglie di linee di mais sensibili. L'estratto di flavonoidi ha ridotto efficacemente la crescita e aumentato la mortalità delle larve di vermi autunnali, rendendo le linee suscettibili resistenti all'alimentazione delle larve di vermi autunnali.
L'entomologo della Penn State Gary Felton, che ha collaborato a questa ricerca con Chopra, ha notato che quando i vermi dell'esercito autunnale ingeriscono flavonoidi, il loro tratto intestinale si degrada.
"La membrana che protegge l'intestino del bruco è stata gravemente danneggiata nelle larve nutrite con foglie di linee di mais che producono flavonoidi, rispetto ai tipi selvatici", ha detto. "L'efficacia dei flavonoidi come deterrenti per l'alimentazione dimostra il potenziale ecologico per la gestione delle larve di vermi autunnali". + Esplora ulteriormente
