Folosind o tehnologie inovatoare bazată pe interferența ARN, o echipă de la Institutul Național de Tehnologie Agricolă (INTA) din Argentina creează plante de bumbac concepute pentru a bloca creșterea și dezvoltarea gărgăriței de bumbac, interferând cu metabolismul acesteia. Acesta este un instrument care va ajuta la managementul culturilor și va reduce utilizarea insecticidelor.
În Argentina, bumbacul este una dintre principalele culturi pentru economia regiunilor Chaco, Formosa, Santa Fe și Santiago del Estero. Cu toate acestea, producția sa se confruntă cu dificultăți în combaterea insectelor dăunătoare precum gândacul Anthonomus grandis (denumit în mod obișnuit gărgărița bumbacului), deoarece este cel mai distructiv dăunător din cauza multor factori, printre care se numără capacitatea mare de reproducere, absența inamicilor naturali și ineficiența produselor moderne de protecție a plantelor. De fapt, răspândirea sa poate duce la pierderi de randament de până la 80%.

Din acest motiv, specialiștii INTA lucrează la dezvoltarea soiurilor de bumbac care să reziste atacurilor gărgăriței. În acest scop, a fost semnat un acord științific și tehnologic cu reprezentanții a patru provincii cultivatoare de bumbac, transmite site-ul oficial al Guvernului Argentinei.

În 2019, o echipă de cercetători de la Institutul de Genetică INTA a creat primele plante transgenice de bumbac din Argentina. Aceste plante poartă în genomul lor un sistem de producere a unei molecule de interferență de ARN care vizează controlul dezvoltării gărgăriței bumbacului prin blocarea metabolismului unei enzime care este critică pentru creșterea și dezvoltarea dăunătorului.

Rezultatele preliminare au arătat că aceste plante au arhitectură și dezvoltare normale și sunt fertile.

„Analiza moleculară arată că moleculele de ARNi care afectează metabolismul gărgăriței sunt produse corect în celulele plantei”, a spus Laura Maskin, cercetător la Institutul de Genetică al INTA. „Aceste rezultate încurajatoare ne permit să trecem la pasul următor, care se va concentra pe analiza impactului acestor plante asupra insectelor care se hrănesc cu ele. În special, vor fi evaluate creșterea, dezvoltarea, capacitatea de reproducere și viabilitatea acestora. În acest scop, au fost inițiate teste biologice de control (plantele ARNi sunt expuse la insecte) în condiții controlate în sera Institutului de Genetică de Biosecuritate.”

„Dezvoltarea tehnologiei de interferență ARN pentru a suprima acțiunea unor gene specifice pentru controlul dăunătorilor reflectă un angajament puternic față de inovare”, spune Maskin. „INTA își reafirmă angajamentul de a folosi talentul uman și excelența în cercetare în beneficiul producătorilor agricoli locali și pentru a consolida sistemul agricol argentinian.”

În același timp, cercetătorii de la unitatea Chaco (INTA Sáenz Peña) fac progrese în înmulțirea în teren și în sere de biosecuritate a materialelor obținute la Institutul de Genetică, cu scopul de a crește materialul sămânță și de a asigura permanența moleculei de interferență ARN de-a lungul generațiilor de plante. De asemenea, sunt efectuate teste pentru a oferi informații despre capacitatea acestor plante de a rezista gărgăriței în condiții naturale de câmp.

Echipa care a dezvoltat primele plante transgenice de bumbac în Argentina este formată din Laura Maskin, Mariana Turica și Dalia Levy de la Institutul de Genetică INTA, precum și Ricardo Salvador, Analia Pedarros, José Niza de la Institutul de Microbiologie și Zoologie Agricolă INTA, cu asistența lui Esteban Hoppa de la IABIMO (INTA-CONICET).

Această activitate se desfășoară în cadrul unui acord științific și tehnologic semnat de INTA și reprezentanți ai provinciilor Chaco, Formosa, Santa Fe și Santiago del Estero pentru a combate invazia gărgăriței a culturilor de bumbac.

La ultima întâlnire, la care au fost prezenți și reprezentanți ai Secretariatului pentru Agricultură, Zootehnie și Pescuit, María Gabriela Pacheco, Directorul Institutului de Genetică INTA și Coordonator Tehnic al Acordului, a prezentat progresul implementării celor cinci module care compun Acordul și a oferit informații cu privire la pașii următori. În plus, datorită progresului proiectului, aceștia au confirmat că acordul va fi continuat cu implicarea fondurilor provinciale.

Interferența ARN este o nouă generație de bioinsecticide
Astăzi, există o cerere tot mai mare pentru practici agricole durabile bazate pe tehnologii care combină controlul eficient al dăunătorilor cu impact minim asupra mediului. În acest sens, dezvoltarea biopesticidelor și/sau modificărilor genetice ale plantelor folosind interferența ARN câștigă amploare la nivel mondial ca alternativă la pesticidele convenționale, cu un impact mai mic asupra mediului și o mai mare specificitate a acțiunii biologice.

„Această tehnologie este un mecanism natural al celulelor, care este conținut în genă

unde radio de molecule mici de ARN care au capacitatea de a modula sau de a preveni exprimarea anumitor gene, a explicat Maskin. - Acest fenomen a fost identificat în principal la plante și insecte. Este folosit pentru a controla dăunătorii prin suprimarea expresiei unor gene importante ale insectelor”.

În domeniul plantelor, un exemplu de succes al utilizării interferenței ARN în combaterea dăunătorilor este dezvoltarea unui soi de porumb transgenic folosind tehnologia de interferență ARN pentru controlul gândacului vierme (Diabrotica virgifera). Acest porumb, dezvoltat de Bayer, este deja pe piață și este vândut în Argentina din 2018 (un pionier în aplicarea acestei tehnologii), în Statele Unite din 2022 și în Canada din 2023.

Companii precum Syngenta și GreenLight Biosciences au testat cu succes produse de pulverizare pe bază de ARNi ca mijloc de control al gândacului din Colorado.

Aceste progrese sugerează o creștere a numărului de produse cu tehnologie RNAi pe piața globală în următorii ani. Printre acestea, o echipă de cercetare chineză a făcut progrese promițătoare în utilizarea interferenței ARN pentru a combate un alt dăunător al bumbacului: molecula împiedică viermele de bumbac (Helicoverpa armigera) să activeze mecanisme care îi permit să tolereze efectele toxice ale unui metabolit natural de apărare a plantelor de bumbac.