Nuove proteine tossiche contro la mosca delle olive

La mosca delle olive, Bactrocera oleae (Rossi) (Diptera: Tephritidae), è il parassita più importante dell'olivo nel Mediterraneo, in Africa, nelle Isole Canarie, in Medio Oriente, in California e in America Centrale, perché si nutre esclusivamente delle olive e provoca danni economici annuali.

Le femmine depongono le uova sotto la buccia delle olive mature e le larve si nutrono della polpa intorno al nocciolo e infine si trasformano in pupe vicino alla buccia per facilitare l'emersione. A causa dell'enorme alimentazione delle larve, si verificano danni quantitativi e qualitativi estesi, tra cui la caduta dei frutti, la perdita di peso e la riduzione della qualità dell'olio.

I funghi entomopatogeni, come Metarhizium anisopliae, Beauveria bassiana, Isaria fumosorosea, Nomuraea rileyi, Lecanicillium lecanii, Purpureocillium sp. e Cladosporium sp., sono tra gli agenti di controllo microbico efficienti e importanti degli insetti che causano la mortalità attraverso il consumo diretto dei nutrienti del corpo o indirettamente attraverso la produzione di enzimi, proteine tossiche e metaboliti secondari bioattivi. I metaboliti secondari secreti sono una ricca fonte di sostanze chimiche bioattive come i polichetidi, i peptidi non-ribosomiali, i metaboliti ibridi polichetidi-peptidi e i terpeni. Diversi studi hanno dimostrato che molti metaboliti secondari fungini hanno proprietà antinutrizionali e insetticide e influenzano la longevità, la fertilità, la digestione, la respirazione e l'immunità degli insetti. Uno dei metaboliti più importanti secreti dai funghi entomopatogeni sono le destroxine prodotte da M. anisopliae, che sono peptidi ciclici e hanno dimostrato un'ampia gamma di proprietà biologiche, come entomotossicità, citotossicità e attività antibiotica. Inoltre, studi immunologici hanno dimostrato che le destroxine sopprimono anche il sistema immunitario degli insetti. L'attività insetticida della destrosina è anche legata allo stress ossidativo, che colpisce molti enzimi antiossidanti, tra cui la perossidasi, l'ascorbato perossidasi, la lipossigenasi, la superossido dismutasi e la catalasi totale.

Per ridurre i danni da mosca dell’olivo sono state utilizzate trappole con esca, irrorazioni locali e diffuse e metodi agricoli, ma per motivi ambientali e di igiene alimentare, l'uso di insetticidi chimici può danneggiare la salute umana e mettere in pericolo gli organismi non bersaglio. L'uso di nuovi composti bioattivi prodotti da piante e funghi è una delle opzioni più favorevoli per il controllo dei parassiti, che può persino prevenire il processo di resistenza ai pesticidi.

L'uso di proteine tossiche prodotte da funghi entomopatogeni può essere un'alternativa favorevole ai fitofarmaci di sintesi grazie al loro effetto letale in bassa concentrazione, alla durata limitata nell'ambiente e alla loro decomposizione in composti sicuri per l'ambiente.

Nuove proteine tossiche contro la mosca delle olive

Ricercatori iraniani hanno studiato i composti proteici sono stati estratti da due isolati (MASA e MAAI) di Metarhizium anisopliae e i loro effetti sono stati valutati sulla tossicità, sulle prestazioni alimentari e sul sistema antiossidante delle mosche dell'olivo adulte.

Entrambi gli estratti di MASA e MAAI hanno mostrato entomotossicità contro gli adulti con concentrazioni LC50 (concentrazione a cui muore il 50% degli insetti) di 2,47 e 2,38 mg/mL. Inoltre, i valori di LT50 (tempo medio per far morire il 50% degli insetti bersaglio) sono stati registrati a 1,15 e 1,31 giorni per MASA e MAAI, rispettivamente. Non sono state registrate differenze statistiche nel tasso di consumo degli adulti alimentati con idrolizzato proteico di controllo e contenente metaboliti secondari.

Al contrario, gli adulti nutriti con concentrazioni LC30 e LC50 di MASA e MAAI hanno mostrato una riduzione significativa delle attività di alfa-amilasi digestive, glucosidasi, lipasi, tripsina, chimotripsina, elastasi, amino- e carbossipeptidasi. L'attività degli enzimi antiossidanti è cambiata negli adulti di B. oleae nutriti con i metaboliti secondari del fungo. Catalasi, perossidasi e superossido dismutasi sono aumentate negli adulti trattati con le quantità più elevate di MAAI. Risultati simili sono stati riscontrati nell'attività dell'ascorbato perossidasi e della glucosio-6-fosfato deidrogenasi, tranne che per la quantità di malondialdeide, per la quale non sono state registrate differenze statistiche tra trattamenti e controllo. L'espressione genica relativa degli enzimi caspasi ha rivelato una maggiore espressione nelle B. oleae trattate rispetto al controllo, con il livello più alto di caspasi 8 per MASA e di caspasi 1 e 8 per MAAI.

I metaboliti secondari estratti dai due isolati di M. anisopliae hanno causato mortalità, interruzione della digestione e stress ossidativo negli adulti di B. oleae.