ФОРМИРАН ИСТРАЖИВАЧКИ ТИМ  И биоинформатика у борби против инсеката у складиштима

Наиме, губици семена које проузрокује ова група штеточина крећу се, према званичним подацима, од 5 до 15 процената у развијеним земљама, затим у широком распону од 20 до 50 процената у земљама у развоју, попут Србије, све до нестварних 90 процената у неразвијеним земљама. Ти губици, које наносе инсекти током складиштења, могу бити квантитативни, као што је губитак тежине, али и квалитативни - у смислу смањења виталности семена или промени у нутритивној вредности, уколико се ради о меркантилном зрну. Последично, и економски губици су замашни.

Проблеми које узрокују складишне штеточине није нов, али као последица климатских промена постаје све израженији. Измењени услови животне средине, а пре свега чињеница да су године све топлије, а зиме блаже – протекли октобар је имао највишу просечну глобалну температуру откако се мери време, а све су прилике да ће и генерално 2023. бити година са највишом просечном температуром откако постоје метеоролошки подаци – омогућавају интензивнији и несметани раст и развиће ових штеточина током свих годишњих доба, проширење ареала распрострањења, те све чешћу интродукцију тзв. карантинских, односно „увозних”, инвазивних врста. Други разлог растућег проблема са складишним штеточинама је све чешћа појава резистентности инсеката према хемијски синтетисаним инсектицидима. А томе треба додати и легислативне промене које се односе на рестрикцију и забрану примене великог броја инсектицида, који јесу сузбијали гамад, али су и доказано штетни (токсични) за друге живе организме, па тако и људе, али и за животну средину уопште.

Због свих ових разлога научници који се баве заштитом биља, укључујући и заштиту семена од складишних штеточина, нашли су се пред великим изазовом: како постићи задовољавајућу контролу штетних инсеката уз мало хемијских инпута, уз поштовање принципа интегралне заштите биља? Досадашња пракса очигледно није дала довољно добре резултате, те се указала неопходност проналажења нових решења за контролу штеточина ускладиштених производа. На том трагу новосадски Институт за ратарство и повртарство, Агрономски факултет у Чачку и Пољопривредни факултет и Природно-математички факултет Универзитета у Новом Саду, осмислили су пројекат који су назвали „СафеСеед”, а за чију је реализацију окупљен мултидисциплинарни тим састављен од истраживача из области заштите биљака (ентомологије), оплемењивања биљака, семенарства, молекуларне биологије и биотехнологије, статистике и машинског учења. Овај пројекат је на крају препознао и Фонд за науку Републике Србије, те ће кроз програм „Призма” финансирати трогодишња истраживања која ће у фокусу имати управо заштиту семена од штеточина ускладиштених прозивода.

Како за „Дневник” појашњава руководилац пројекта др Соња Гвозденац, виши научни сарадник на Институту за ратарство и повртарство, главни циљ „СафеСееда” је да истражи, идентификује и дефинише специфичне особине семена главних ратарских биљака, односно кукуруза, житарица, сунцокрета и легуминоза, које су одговорне за толерантност и/или преферентност семена према најзначајнијим врстама складишних штеточина.

– Истраживања која ће се извести у оквиру овог пројекта представљаће први детаљни скрининг и проучавање подложности семена нападу штеточина ускладиштених производа, што ће даље омогућити креирање тзв. идеотипа семена толерантног на специфичне складишне штеточине. Експлоатација толерантних генотипова биљака према главним штеточинама до сада није коришћена у заштити семена од ових инсеката, те ће „СафеСеед” пројекат знатно допринети развоју овог сегмента заштите биља – наводи др Соња Гвозденац.

Оплемењивачи су се, наиме, до сада углавном фокусирали на оне „особине од интереса” посматраних култура које су у перспективи давале већу висину и стабилност приноса семена. Сада ће се у ту једначину, кроз „СафеСеед”, увести и идентификација одбрамбених особина биљака и дефинисање генетске основе толерантности према штеточинама. Како нам је открила др Соња Гвозденац,  циљ је детаљна карактеризација семена, и то 300 генетски дивергентних генотипова десет различитих биљних врста. Од легуминоза ту су пасуљ, састрица и боб, код житарица - пшеница, јечам, овас, раж и сирак, у случају сунцокрета посматраће се конзумни, уљани и тип за исхрану птица, а у фокусу ће бити и пет типова кукуруза - зубан, полузубан, шећерац, кокичар и уљани.

Карактеризација ће обухватати  фенотипизацију, односно морфолошке и анатомске особине семена, затим биохемијску анализа и метаболомику (присуство и садржај хранљивих материја и нутријената, антиоксидатива активност и слично), те генетску анализу (и протеомику). Поред фенотипизације посматраног семена, испитиваће се и толерантност, односно преферентност специфичних врста и генотипова семена према инсектима. Свих 300 генотипова биће, дакле, укључено у тзв. тестове изборности са најзначајнијим врстама складишних инсеката, у оквиру којих ће се пратити бројни параметри инсекатске биономије, као и процена стабилности њихове популације.

Суштина целог овог обимног посла заправо је у детектовању отпорних/толерантних генотипова биљака, будући да је то међу данас најперспективнијим стратегијама, које за циљ имају смањење уноса синтетичких инсектицида. Јер, овде је у првом плану идентификација одбрамбених особина биљака и дефинисање генетске основе толерантности према штеточинама. Паралелно с тим, у оквиру пројекта „СафеСеед” радиће се и на развоју и примени биоинсектицида, као још једном могућем решењу за сузбијање складишних штеточина. Наиме, осим бројних хранљивих компоненти, као што су протеини, скроб, шећери, уља, минерали, и слично, у семену се такође налазе и биоактивне компоненте које представљају саставни део одбрамбеног механизма биљке. Истраживачи очекују да би управо оне могле представљати основу за развој биолошког инсектицида, али и протектанта семена, који ће имати улогу у заштити истог од неповљних услова складиштења. 

– Будући да ће један од излазних резултата пројекта „СафеСеед” бити огромна количина различитих података, за њихову интеграцију смо планирали коришење напредних статистичких модела, а применићемо и различите методе машинског учења и вештачке неуронске мреже. Анализа модела насталих применом „паметних алата“ вештачке интелигенције ће пружити  податке о значају појединих параметара на коначну класификацију семена као толерантног или осетљивог, а алгоритам развијен и тестиран током процеса, омогућиће доношење даљих „паметних“ одлука у смислу будућег креирања генотипова са специфичним особинама толерантности на складишне штеточине – наводи др Соња Гвозденац. – Суштина је да ћемо покушати да искористимо иновативни потенцијал за стварање побољшаних пољопривредних решења и повеећање конкурентности нашег аграра. Јер, побољшање отпорности ускладиштене робе на штетне  инсекте, те унапређење технологије складиштења предуслов су за обезбеђивање доступности квалитетног и здравог семена имају дубок и средњорочни и дугорочни утицај на приходе фармера, а самим тим и на домаћу економију уопште.

 Мирослав Стајић