Предотвращение встречи и спаривания вредительских мучнистых червецов в виноградниках является сложной задачей, поскольку они могут размножаться несколько раз за сезон. Эти вредители высасывают сок из виноградных растений, что ослабляет их и снижает урожайность и качество плодов.
Они также выделяют медвяную росу, которая может попасть на грозди винограда и вызвать рост черной сажистой плесени. Оба фактора негативно влияют на урожай ягод. Важно отметить, что эти вредители также передают группу вирусов, которые вызывают болезнь скручивания листьев винограда. При выявлении 25% или более заражения виноградника может понадобиться его полное уничтожение.
Научные исследователи использовали генетическую карту вредительских мучнистых червецов вместе с сложными аналитическими методами и обнаружили два главных обонятельных рецептора из 50, которые оповещают самцов о наличии женских феромонов, вырабатываемых единственным химическим компонентом, лавандулилсенециоатом.
Эти рецепторы обладают высокой специфичностью, они не реагируют на другие известные запахи в природе, поэтому самцы не реагируют на них и не совершают полеты в поисках самок для спаривания. Джейкоб Коркоран, энтомолог из исследовательской лаборатории ARS по биологическому контролю насекомых в штате Миссури, отмечает, что это важное открытие для понимания спаривания мучнистых червецов.
Для подтверждения этой специфичности Коркоран и его коллега - патолог растений Уолтер Махаффи из исследовательского отдела ARS по болезням садовых культур и борьбе с вредителями в штате Орегон использовали специализированную линию клеток, разводимых в лабораторных условиях, чтобы проверить функцию обонятельных рецепторов двух видов мучнистых червецов. Они обработали клетки различными дозами лавандулилсенециоата.
Это привело к активации сигнальных путей клеток, что указывает на обнаружение феромона рецепторами. Они также проверили, как клетки реагируют на запах виноградных лоз, который обычно привлекает мучнистых червецов в природе. Однако никакие сигнальные пути не были активированы, что подтверждает высокую специфичность этих двух рецепторов к половым феромонам.
Исследователи планируют использовать этот метод для разработки молекул, известных как антагонисты, которые будут дезактивировать обонятельные рецепторы мучнистых червецов в природных условиях, предотвращая обнаружение ими феромонов и лишая самцов возможности находить партнерок для спаривания.
Также они рассматривают возможность создания белков, называемых агонистами, для "перегрузки" рецепторов и заставления самцов преследовать фантомные сигналы феромонов в местах, где их на самом деле нет. Кроме того, исследователи пытаются интегрировать обонятельные рецепторы в биосенсоры - устройства, которые распознают феромоны, и размещать их в виноградниках, чтобы получать сигналы о росте численности вредителей и выбирать наиболее эффективное время для борьбы с ними.
Согласно ученым, использование тактик, основанных на феромонах, таких как нарушение спаривания, является частью комплексной стратегии борьбы с мучнистыми червецами, которая включает в себя применение инсектицидов, органически совместимых продуктов, таких как натуральные масла, а также биологических и культурных методов контроля.