CC BY
13УДК 595.772:632.951
ДИНАМИКА ФОРМИРОВАНИЯ РЕЗИСТЕНТНОСТИ КОМНАТНОЙ МУХИ К ИНСЕКТИЦИДАМ ИЗ РАЗНЫХ ХИМИЧЕСКИХ КЛАССОВ
М.П. Соколянская*, Д.В. Амирханов**
*Институт биохимии и генетики УНЦ РАН, Уфа **Башкирский ГАУ, Уфа
Определена динамика формирования резистентности у шести линий комнатной мухи, селектированных фосфорорганическими соединениями, пиретроидами и производным бензилфе-нилмочевины, во взаимосвязи с изменением активности основных детоксицирующих ферментов. Показано, что резистентность у комнатной мухи развивается быстрее всего к пиретрои-дам, медленнее всего к производному бензилфенилмочевины хлорфлуазурону. Из изученных групп ферментов наиболее значительный вклад в формирование резистентности вносят эсте-разы и монооксигеназы. Все селектированные линии комнатной мухи характеризовались наибольшей кросс-резистентностью по отношению к пиретроидам лямбдацигалотрину и фенвале-рату и чувствительностью к ДДТ и производным бензилфенилмочевины.
К настоящему времени резистентность отмечена у более чем 700 видов насекомых (Thacker, 2002). В странах СНГ список вредителей включает 46 видов членистоногих (40 насекомых и 6 клещей), 10 фитопатогенов и 6 сорных растений (Сухорученко, 2001). Резистентность ведет к увеличению доз препарата и кратности обработок и, как следствие, - к экономическим убыткам и загрязнению окружающей среды.
Наиболее распространенной и перспективной мерой преодоления резистентности является ротация инсектицидов из классов, различающихся механизмами действия на целевые объекты. При этом следует учитывать явление кросс-резистентности (перекрестной устойчивости). Во многих случаях кросс-резистентность возникает к препаратам одного химического класса, поэтому считается, что при замене одного инсектицида на другой с целью сдерживания формирования резистентности у целевого объекта не следует брать родственный препарат, даже если он токсичнее первого.
Наряду с этим имеются многочисленные данные о кросс-резистентности насекомых к инсектицидам из различных классов (Croft, Wagner, 1982; Funaki, Motoyama, 1986). Следует отметить, что эти данные весьма разноречивы и всегда требуют специального изучения. На многочисленных примерах убедительно показано (Рославцева, Перегуда, 1988), что механизм формирования этих явлений в основном зависит от химического строения инсектицида, а точнее, от особенностей механизма действия и скорости де-токсикации инсектицидов, обусловленных их химическим строением.
В связи с этим актуальными являются вопросы определения возможной скорости и степени развития резистентности и кросс-резистентности к широко применяемым и новым инсектицидам. В природных популяциях эта оценка крайне затруднительна, однако выполненная на доступных лабораторных объектах, в частности на комнатной мухе, поможет применять новые инсектициды более осмысленно.
Методика ]
Объектом исследований являлись имаго и личинки III возраста комнатной мухи. В лабораторных условиях имаго комнатной мухи содержались в капроновых садках с металлическим каркасом 25x25x25 см, кормились сухими детскими
продуктами "Малыш", "Малютка" и водой. Личинки мух содержались в стеклянных стаканах емкостью 800 см3 на увлажненных пшеничных отрубях. Садки и стаканы находились в инсектарии с температурой 24-28°С и влажностью 40-50%.
Для изучения динамики формирования резистентности имаго мух чувствительной линии Cooper, полученной из ВНИИХСЗР, разделили на группы и каждую группу селектировали соответствующим инсектицидом. Селекция проводилась на уровне СК50_80 методом пролива (Sawicki, Farnham, 1964) следующими инсектицидами: из класса ФОС - фосме-том (фталофос 20% КЭ), фоксимом (вола-тон 50% КЭ); из класса пиретроидов -дельтаметрином (децис 2.5% КЭ), фенва-лератом (сумицидин 20% КЭ), этофен-проксом (требон 30% КЭ); производное бензилфенилмочевины хлорфлуазурон (эйм 12% КЭ), являющийся ингибитором синтеза хитина (ИСХ), добавляли в корм личинкам.
Для определения уровня резистентности и кросс-резистентности к ХОС, ФОС и пиретроидам использовали 3-4-суточных имаго комнатных мух. Ацетоновые растворы инсектицидов наносили топикально на среднеспинку мухи по 1 мкл на особь с помощью микрошприца МШ-1. Использовали 6-7 концентраций инсектицида в 3-х повторностях в каждой концентрации, по 20 мух в повторно-сти. Контрольных мух обрабатывали эквивалентным количеством ацетона. Обработанных мух содержали в чашках Петри при комнатной температуре (24±1°С), смертность учитывали через 24 часа после обработки. Перед топикальной обработкой анестезированных СО2 мух взвешивали в трех повторностях по 20 мух на повторность на торсионных весах
Результаты
В развитии устойчивости членистоногих к инсектицидам и акарицидам наблюдается три периода: отбор в пределах нормы реакции, определяющий неспецифическую полифакториальную толерантность; скачкообразное возрастание общей устойчивости за счет накопления резистентных мутантов; элиминация чувствительных особей и отбор в пределах нормы реакции мутантов, то есть стабилизация резистентности на максимальном уровне (Зильберминц, Смирно-
ТеЛшрго!.
Для определения уровня резистентности и кросс-резистентности к производным бензилфенилмочевины личинок (начало 3 возраста) помещали в стеклянные стаканчики вместимостью 50 мл, в которых находился обработанный 30 мл водной эмульсии препарата корм (пшеничные отруби) массой 10 г. В контрольной группе сухой корм смачивали только водой. В опыте использовали 6 концентраций инсектицида от 0.00001 до 0.0001% в 3-х повторностях, по 20 личинок на каждую повторность. Стаканчики содержали при комнатной температуре, эффективность препарата определяли по числу вылетевших имаго. Определение уровня резистентности и измерение массы имаго проводилось через каждые шесть поколений. Определение кросс-резистентности проводилось на имаго и личинках мух 30-го поколения. СД50 для ХОС, ФОС и пиретроидов и ЭК50 для ИСХ определяли на основе пробит-анализа.
Для изучения биохимических механизмов резистентности параллельно с токсикологической оценкой проводили определение активности микросомальных монооксигеназ, неспецифических эстераз и геТ, а также определяли количество цитохрома Р-450 и изучали электрофо-ретический спектр эстераз по методикам, описанным ранее (Соколянская, Амирха-нов, 1994). Статистический анализ полученных данных проводили с использованием 1-критерия Стъюдента (Лакин, 1990).
исследований
ва, 1975).
Перед началом исследований по формированию резистентности к инсектицидам у комнатной мухи были определены СД50 к каждому из исследуемых препаратов для чувствительной линии (линия S) (табл. 1).
Из препаратов контактного действия наибольшей токсичностью обладает дельтаметрин, затем следуют фен-валерат, этофенпрокс и ФОС-соединения.
Таблица 1. Исходная чувствительность комнатной мухи линии S к инсектицидам разных
_классов_
_Инсектициды_СД50, мкг/г
Фосфорорганические соединения Фоксим 11.64+0.57
Фосмет 17.23+ 0.94
Пиретроиды Этофенпрокс* 5.44+0.31
Дельтаметрин 0.057+0.006
Фенвалерат 0.25+0.03
Производное бензилфенилмочевины
Хлорфлуазурон_0.000031+0.0000017
*Для хлорфлуазурона дано значение ЭК50 (%).
Резистентность к обоим препаратам из класса ФОС развивалась довольно медленно (рис. 1а, 1б): к 30-му поколению ПР=4.8 для линии, селектированной фоксимом ^-в), и ПР=2.07 для линии,
Вестник защиты растений, 4, 2008 селектированной фосметом ^-фт), а значение показателя резистентности росло пропорционально росту интенсивности селекции в обеих линиях, которая представляет собой отношение концентрации селектанта в данном поколении к его концентрации для Fl и, как и ПР, является величиной безразмерной. Таким образом, эти линии только условно можно назвать резистентными.
Видимо, обе селектированные линии в течение первых 30 поколений проходят только I этап формирования резистентности: отбор в пределах нормы реакции. Аналогичные результаты были получены при селекции этими же препаратами колорадского жука (Берим, Быховец, 1980), а также при селекции комнатной мухи этафосом (Рославцева и др., 1980).
50 40 30 20 10 0
35 30 25 20 15 10 5 0
Поколение
1 3 5 7 9 11 13151719 21 23 25 27 29
а. Фоксин
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
в. Дельтаметрин
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
д. Фенваперат
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
б. Фосмет
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
г. Этофенпрокс
10 8 6 4 2 0
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
е. Хлорфлуазурон
Рис. 1. Интенсивность селекции (ИС) инсектицидами и показатель резистентности к ним (ПР)
Для изучения формирования устойчивости к пиретроидам использовались 3 препарата из этого класса: дельтамет-рин, этофенпрокс и фенвалерат. Селекция дельтаметрином велась в основном на уровне СК80_90, так как мухи
обладали достаточно высокой плодовитостью (линия R-д). Несмотря на такую жесткую селекцию, резистентность к дельтаметрину развивалась на начальном этапе достаточно медленно, а в 12-м, 24-м и 30-м поколениях наблюдалось
Вестник защиты растений, 4, 2008 скачкообразное формирование резистентности (рис. 1в). Селекцию этофен-проксом вели на уровне СК60-80. У этой линии мух ^-тр) формирование резистентности происходило значительно медленнее: даже в 30-м поколении ПР=5 (рис. 1г). Селекция фенвалератом велась на уровне СК60-80. У этой линии ^-фв), в отличие от двух предыдущих, резистентность на начальном этапе развивалась довольно быстро. Уже в 12-м поколении происходит скачкообразное нарастание резистентности, а затем устойчивость увеличивается медленно, то есть, можно сказать, выходит на плато (рис. 1д).
Полученные данные по формированию резистентности к фенвалерату в общем согласуются с данными Г.Малиновского (1986,1989), который изучал развитие резистентности у комнатной мухи к дельтаметрину, циперметри-ну и фенвалерату, и с исследованиями N.Sales е! а1. (1988), которые проводили селекцию мухи Lucilia cuprina дельта-метрином. Данных по формированию устойчивости к этофенпроксу в доступной литературе не обнаружено.
Селекция хлорфлуазуроном велась на уровне СК40_50, так как препарат отрицательно влиял на репродукцию насекомых. В начале селекции наблюдалось незначительное увеличение чувствительности комнатных мух к селектанту (рис. 1е). Сходное явление наблюдалось при селекции дифлубензуроном гусениц Spodoptera littoralis (Radwan е! а1., 1978), личинок колорадского жука и яблонной плодожорки (Быховец и др., 1980). Это повышение чувствительности к селектанту обусловлено, по-видимому, снижением защитных свойств организма. При дальнейшей селекции показатель резистентности увеличивался незначительно.
В данной работе параллельно изучалось влияние селекции инсектицидами разных классов на массу имаго комнатной мухи. У линии, селектированной фоксимом, на начальных этапах селекции происходит достоверное увеличение массы имаго, но затем она снижается и не
отличается от таковой у чувствительной линии. У линии, селектированной фосме-том, масса имаго в процессе селекции практически не меняется (рис. 2).
III
1 234 56 1 2 34 5,6 1 23456 1 2 34 5 6 1 2345 6 1 2 34 56.
Линии R-в R-фт R-тр R-фв R-д R-э
Рис. 2. Изменение массы тела имаго мух (мг), селектированных инсектицидами Поколения: 1-А0, 2-А6, 3-А12, 4-А18, 5-А24, 6-А30 _-различие с чувствительной линией достоверно
У имаго мух линии R-д масса тела достоверно выше по сравнению с чувствительными мухами в процессе селекции. Мухи 30-го поколения имеют массу тела, сопоставимую с массой имаго линий, селектированных фенвалератом и этофен-проксом. У имаго, селектированных фен-валератом и этофенпроксом, достоверное увеличение массы тела зафиксировано после 12 поколения. У линии, селектированной хлорфлуазуроном, происходит увеличение массы тела к 30-му поколению. Следовательно, у линий, селектированных пиретроидами, существует прямая зависимость между уровнем резистентности и массой тела имаго. Аналогичные данные приводятся в работе И.М.Сикура и О.П.Борсук (1984): популяции колорадского жука, устойчивые к хлорорганическим инсектицидам, отличались достоверно большей массой, большим содержанием жира и большей плодовитостью. Регулятор роста и развития насекомых феноксикарб при обработке гусениц листовертки Epiphyas postvittana также увеличивал их массу и размер по сравнению с контрольными особями (McGhie, Tompkins, 1988). Таким образом, обработки инсектицидами приводят не только к формированию резистентности у насекомых, но также влияют и на биологические параметры.
8
6
4
2
0
8
Большинство инсектицидов метаболи-зируются посредством сравнительно небольшого числа групп ферментов, катализирующих несколько основных типов реакций. Эти ферментные системы дают возможность живым организмам трансформировать потенциально вредные соединения в более полярные гидрофильные вещества, которые могут быстрее выводиться из их организмов. В нашей
Вестник защиты растений, 4, 2008 работе изучалось изменение активности этих трех групп ферментов: монооксиге-наз, неспецифических эстераз, глутати-он^-трансфераз и содержания цитохро-ма Р-450 в процессе формирования резистентности у комнатной мухи к инсектицидам из разных классов. Первыми ферментами, увеличивающими свою активность в ответ на действие селектанта, являются неспецифические эстеразы (табл. 2).
Таблица 2. Активность неспецифических эстераз у селектированных линий комнатной мухи
(нмоль/мин-мг белка)
Поколения R-в R-фт R-тр R-д R-фв R-э
F6 176.37 199.04 119.92 144.6 245.32 217.43
F12 189.2 197.08 247.33 219.34 193.11 255.58
F18 387.33 218.74 217.6 180.39 213.38 224.02
F24 225.83 226.13 206.2 162.84 225.87 235.57
F30 308.98 278.11 220.37 254.29 299.94 248.56
Здесь и далее - в закрашенных клетках отличие селектированных линий с чувствительной линией S ^0 = 111.6) достоверно при Р>0.05.
Уже в 6-12-м поколениях почти во всех вариантах селекции их активность увеличивается в 2 раза по сравнению с чувствительной линией. В процессе дальнейшей селекции до 24-30-го поколения активность эстераз изменяется незначительно и при повышении устойчивости в ряде линий последующего достоверного увеличения активности не наблюдается. Эстеразы часто определяют резистентность насекомых к фосфорор-ганическим инсектицидам, например капустной моли Plutella xylostella к мала-тиону (Doichuanngem, Thornhill, 1989), S. littoralis к фенитротиону (El-Guindy et al., 1982). Отмечается также их роль в гидролизе пиретроидов (Devonshire, Moores, 1982) и производного бензилфе-нилмочевины дифторбензурона (Granett, Hejazi, 1983). Многообразие субстратов, в метаболизме которых принимают участие неспецифические эстеразы, по-видимому, определяется полиморфно-стью этой группы ферментов, а следовательно, и широкой субстратной специфичностью.
Нами также изучался электрофоре-тический спектр неспецифических эсте-раз чувствительной и селектированных линий комнатной мухи. У мух чувстви-
тельной линии удалось выявить 10 изо-ферментов с а-нафтилацетатной активностью. Уже в начале селекции, в шестом поколении, были обнаружены четкие различия в изоферментном спектре неспецифических эстераз у всех 6 линий (рис. 3).
Рис. 3. Электрофоретический спектр эстераз у чувствительной и селектированных линий в 6 поколении В то же время можно выделить некоторые общие черты. Изоформа с Rf 0.26 почти у всех селектированных линий сохранила высокую активность, за исключением линии, селектированной хлор-флуазуроном, - в этой линии на начальном этапе селекции активность данного изофермента значительно снизилась. У
Вестник защиты растений, 4, 2008 изоформы с Rf 0.8 повысилась активность у всех линий уже в 6-м поколении и сохранила повышенную активность на протяжении всей селекции.
К 30-му поколению количество изофер-ментов у всех селектированных линий не изменилось, за исключением линии R-в, у которой индуцировалось еще две фракции: с Rf 0.42 и 0.59, а вместо фракции 0.09 появилась фракция 0.16. Сходные результаты были получены и другими исследователями на разных видах насекомых (Field et al., 1984; Prabhakaran, Kamble, 1996; Montagna et al., 2003).
Сравнение изоферментного спектра эстераз с общей эстеразной активностью позволяет сделать вывод, что именно легкие фракции этих ферментов (с Rf 0.8 для ФОС и пиретроидов, 0.8 и 0.75 для производного бензилфенилмочевины
хлорфлуазурона) принимают на себя первый удар действия ксенобиотиков и пытаются отразить его, увеличивая свою активность.
Очень весом вклад в формирование
Е6 Е12 Е18 Е24
Е30_
Г01лйнйя-8У=1^
У комнатных мух, селектированных дельтаметрином и этофенпроксом, увеличение активности монооксигеназ коррелировало с увеличением количества цитохрома Р-450 (табл. 4). В остальных линиях такой четкой зависимости не наблюдалось. Несмотря на колебания содержания цитохрома Р-450, эти значения у селектированных линий всегда выше, чем у чувствительной линии, что, как правило, отмечается для резистентных популяций насекомых ^^по, 1974, Зо-лотова, Рославцева, 1981).
Активность геТ на начальных этапах селекции во всех вариантах, кроме ли-
резистентности комнатной мухи монооксигеназ (табл. 3). В случае с пиретроида-ми отмечено не просто увеличение активности, но имеет место прямая зависимость увеличения активности этой группы ферментов с увеличением уровня устойчивости соответствующих линий. Аналогичный факт приводится и другими исследователями (El-Guindy et al., 1982) при использовании для селекции комнатной мухи перметрина. Значительная роль оксидаз и цитохрома Р-450 в резистентности к инсектицидам отмечается многими авторами также для других насекомых. Увеличением активности монооксигеназ обусловливается резистентность рыжих тараканов к хлорпи-рифосу (Siegfried et al., 1990), гусениц лабораторных и полевых линий совок Heliothis virescens, личинок комаров Culex quinquefasciatus, Aedes aegypti, Anopheles stephensi к пиретроидам (Kumar et al., 1991; McCaffry et al., 1991), гусениц линий P. xylostella к тефлубен-зурону (Lin et al., 1989).
нии, селектированной фоксимом, не отличалась от таковой у чувствительной линии (табл. 5).
Однако в процессе дальнейшей селекции отмечено увеличение активности этого фермента во всех селектированных линиях в 1.2-1.4 раза. Как правило, этот фермент не является основной причиной устойчивости насекомых к различным инсектицидам (МЫоуата, Dauterman, 1977; Ртрпкаг, Georghiou, 1979), и реакции конъюгации, катализируемые этим ферментом, обычно рассматривают как вторичные детоксикационные механизмы.
Таблица 3. Активность микросомальных монооксигеназ у селектированных линий
комнатной мухи (нмоль/мин-мг белка)
Линия Линия Линия Линия Линия Линия
R-в R-фт R-тр R-д R-фв R-э
21.3 23.5 30.9 22.1 17.5 35.48 17.1 20.8 18.9 21.3 5.2 19.9
23.4 22.9 21.4 24.5 27.0 36.1 39.2 39.1 25.4 25.5 14.9 21.4
27.3 26.66 39.0 42.4 28.8 23.5
С другой стороны, установлена значительная роль геТ в механизме резистентности комнатных мух к тетрахлорвинфосу
(Oppenoorth, 1979), A. aegipty к перметрину и ДДТ (Grant, Matsumura, 1988), капустной моли к тефлубензурону (Ku et al., 1994).
Таблица 4. Содержание цитохрома Р-450 у селектированных линий комнатной мухи
(нмоль/мг белка)
Поколения Линия Линия Линия Линия Линия Линия
R-в R-фт R-тр R-д R-фв R-э
F6 0.18 0.11 0.06 0.07 0.19 0.09
F12 0.08 0.15 0.15 0.12 0.13 0.21
F18 0.17 0.15 0.15 0.14 0.13 0.13
F24 0.15 0.13 0.21 0.19 0.15 0.19
F30 0.18 0.14 0.18 0.21 0.18 0.22
F0 (линия S) = 0.06.
Таблица 5. Активность глутатион^-трансфераз у селектированных линий комнатной мухи
(нмоль/мин-мг белка)
Поколения R-в R-фт R-тр R-д R-фв R-э
F6 46.9 18.6 18.9 26.9 29.65 29.9
F12 52.5 32.9 24.9 33.9 33.2 | 35.8
F18 37.2 28.1 34.5 39.2 33.2 24.0
F24 41.9 35.7 35.4 40.7 39.7 37.4
F30 47.8 38.4 35.6 37.4 41.4 41.4
F0 (линия S) = 28.1.
С помощью биохимических методов (определение активности неспецифических эстераз и количества цитохрома Р-450) формирование резистентности у популяции можно заметить раньше, чем с помощью токсикологических методов. В данном случае в 6-м и 12-м поколениях токсикологическим методом регистриру-
ется формирование резистентности только у двух линий (селектированных фен-валератом и дельтаметрином), а активность эстераз и количество цитохрома Р-450 достоверно выше по сравнению с чувствительной линией в 6-м поколении у четырех, а в 12-м - у всех шести селектированных линий (табл. 6).
Таблица 6. Сравнение биохимических и токсикологических показателей _при селекции M.domestica_
Линии Активность эстераз (АЭ) и показатель резистенции (ПР) у поколений
F6 F12 F18 F24 F30
АЭ ПР АЭ ПР АЭ ПР АЭ ПР АЭ ПР
R-в 176.4 0.8 189.2 1.8 387.3 3.1 225.8 4.3 309.0 4.8
R-фт 199.0 0.9 197.1 1.9 218.7 1.8 226.1 2.1 278.1 2.1
R-д 144.6 1.6 219.3 5.6 180.4 6.7 162.8 18.6 254.3 43
R-тр 119.9* 1.0 247.3 1.1 217.6 3.9 206.2 4.8 220.4 5.0
R-фв 245.3 2.5 193.1 21.4 213.4 24.5 225.9 31.4 300.0 32.6
R-э 217.4 0.7 255.6 1.0 224.0 1.1 235.6 1.87 248.6 1.6
Активность эстераз у F0= 111.6.
Этот факт позволяет подтвердить ранее выдвинутое некоторыми исследователями (Brogdon е! а1., 1992; Рославцева и др., 1993) положение, что биохимические методы обеспечивают надежное определение появления резистентных осо-
бей и позволяют уловить в более ранние сроки формирование устойчивости к систематически применяемым пестицидам, чем токсикологические. Результаты исследований по оценке чувствительности селектированных линий комнатной мухи к хло-
рорганическому соединению ДДТ и препаратам класса ФОС приведены в таблице 7.
Таблица 7. Кросс-резистентность селектированных линий комнатной мухи к ДДТ _и фосфорорганическим соединениям_
Линии ДДТ Фоксим Фосмет Хлорпирифос
СД50 ПР СД50 ПР СД50 ПР СД50 ПР
S 195.0 11.6 17.3 4.0
R-в 236.4 1.2 55.9 4.8 12.0 0.7 15.2 3.8
R-фт 123.3 0.6 16.2 1.4 35.7 2.1 6.5 1.6
R-д 287.6 1.5 14.6 1.2 17.1 1.0 13.0 3.2
R-фв 179.0 0.9 13.3 1.2 18.4 1.1 14.0 3.4
R-тр 307.7 1.6 12.8 1.1 24.1 1.4 15.1 3.8
R-э 120.6 0.62 10.6 0.91 25.2 1.46 6.6 1.64
Все селектированные линии проявили незначительную кросс-резистентность к ДДТ, фосмету, фоксиму и хлорпирифосу. Более того, линии, селектированные фосметом и хлорфлуазуроном, проявили отрицательную кросс-резистентность к ДДТ, а линия, селектированная фокси-мом, - к фосмету. Сходные данные для разных видов насекомых, селектированных фосфорорганическими соединениями, были получены и другими авторами (Alava et al., 1978; Beeman et al., 1982; Bu s et al., 2000).
По отношению к пиретроидам селектированные линии проявили себя не так однородно, как по отношению к ФОС и ДДТ (табл. 8), тем не менее, и здесь можно выявить некоторые общие закономерности. Все селектированные линии
проявили незначительные уровни резистентности к флувалинату, этофенпроксу и бифенату и довольно значительные - к лямбдацигалотрину и фенвалерату. У линий, селектированных ФОС и эймом, значительно меньший уровень кросс-резистентности к циперметрину и дель-таметрину, чем у пиретроид-селектированных линий. Об отсутствии у насекомых перекрестной резистентности между препаратами из этих классов инсектицидов есть данные и в литературе (Млуага, Saito, 1984; Ви s ег а1., 2000).
Представленные в этой работе данные в целом подтверждают высокую вероятность внутригрупповой устойчивости у селектированных линий комнатной мухи к близкородственным по химическому строению и механизму действия инсектицидам.
Таблица 8. Кросс-резистентность селектированных линий комнатной мухи к пиретроидам
Линии
Дельта-метрин
Фенвалерат
Ципермет-рин
Бифенат
Лямбдаци-галотрин
Флували-нат
Этофен-прокс
СДдр ПР СДдр ПР СДдр ПР СДдр ПР СДдр ПР СДдр ПР СДдр ПР
0.01 0.13 0.14 0.39 0.31 0.11 0.27
S 0.06 0.25 0.25 0.22
R-в 0.34 5.8 1.94 7.6 1.82 7.24 0.60 2.95
R-фт R тт 0.12 2 43 2.1 42 6 4.23 9 54 16.9 38 2 0.75 4 58 3.0 18 0 1.84 0.22 0.22 9.2 1.1 1.1
R д R-фв 0.81 14.2 8.16 32.9 2.62 10.4 2.13 10.7
R-тр 3.01 52.8 9.27 36.8 1.80 7.2 0.46 2.3
R-э 0.31 5.4 6.33 25.3 0.49 1.9 1.71 8.6
2.46 5.44
14.4 2.28 2.64 0.93 1.1 39.90 5.19 7.2 1.0
43.3 34 4 1.70 2.83 0.7 1.6 25.84 4.8 3.9
11.1 7.39 3.0 27.67 5.0
30.0 5.58 2.3 10.94 2.0
Значения СД50 даны в мкг/г.
Такие же факты отмечены в данной работе при оценке чувствительности линии, селектированной фосметом, к фен-валерату, лямбдацигалотрину и бифена-ту. Таким образом, с высокой долей вероятности можно предполагать отсутст-
вие у устойчивых к пиретроидам линий кросс-резистентности к фосфорорганиче-ским соединениям, но нельзя предполагать отсутствие кросс-резистентности к пиретроидам у линий, резистентных к ФОС. Это предположение, видимо, мож-
но относить как к комнатной мухе, так и к другим видам насекомых. Однако в любом случае необходима предварительная экспериментальная оценка чувствительности резистентной популяции насекомого до введения в систему чередования инсектицидов любого нового препарата.
В исследованиях по определению возможной кросс-резистентности селектиро-
Вестник защиты растений, 4, 2008 ванных линий по отношению к двум препаратам из класса ИСХ мы получили следующие данные (табл. 9). К флуфеноксуро-ну проявила незначительную кросс-резистентность только линия, селектированная родственным препаратом хлор-флуазуроном. В отношении хлорфлуазуро-на у трех линий ^-д, R-фв, R-в) наблюдалась негативная кросс-резистентность.
Таблица 9. Кросс-резистентность к производным бензилфенилмочевины _личинок селектированных линий комнатной мухи_
Линии
Хлорфлуазурон
Флуфеноксурон
ЭКД1Ь %
ПР
ЭКдо, %
ПР
S
R-в
R-фт
R-Д
R-фв
R-т
R-э
0.000031 0.0000203 0.000031 0.000019
0.000048
0.63 1.0 0.61
1.55
0.000032 0.000036 0.000042 0.000033 0.000044 0.000041 0.000086
1.13 1.3 1.03 1.34 1.28 2.69
На отсутствие перекрестной устойчивости к ингибиторам синтеза хитина хлор-флуазурону и дифлубензурону у гусениц S. littoralis, резистентных к фосфорорга-ническим соединениям, указывали W.Guyer и R.Neumann (1988), а гусеницы этого же вида, слаборезистентные к дифлубензурону, не проявили кросс-резистентности к циперметрину, но проявляли ее к родственным ингибиторам синтеза хитина на основе бензилфенилмоче-вины (Ahmed et al., 1987). Аналогичные результаты отмечены для комнатных мух, резистентных и мультирезистентных к
различным инсектицидам по отношению к дифлубензурону (Keiding, 1986), а также для колорадского жука из США с множественной резистентностью к большинству инсектицидов, который проявлял чувствительность к трифлумурону (Schroder, 1991). Незначительную устойчивость к этому соединению (ПР=5) проявили гусеницы природной популяции S. littoralis, которые в течение ряда лет интенсивно обрабатывались традиционными инсектицидами из классов ФОС и пиретроидов и развили к ним значительную резистентность (ПР >100) (Ishaaya, Klein, 1990).
Таким образом, скорость и степень развития устойчивости к инсектицидам зависит от их токсичности по отношению к насекомому: чем токсичнее инсектицид, тем выше степень развития резистентности и больше скорость ее формирования. Резистентность у комнатной мухи развивается быстрее всего к пиретроидам, медленнее всего к производному бензил-фенилмочевины хлорфлуазурону, фос-форорганические соединения занимают промежуточное положение. В процессе формирования резистентности к пирет-роидам и хлорфлуазурону отбираются
имаго комнатной мухи с большей массой тела. Установлена прямая зависимость между показателем резистентности и массой тела у линий, отселектированных пиретроидами. В процесс формирования резистентности у комнатной мухи, независимо от класса использованного инсектицида, включаются все три группы ферментов детоксикации: монооксигена-зы, неспецифические эстеразы и глута-тион^-трансферазы. При этом в формировании резистентности к пиретроидам ведущую роль играют монооксигеназы и эстеразы, а к фосфорорганическим ин-
Вестник защиты растений, 4, 2008 сектицидам - неспецифические эстеразы, причем именно легкие фракции этих ферментов первыми увеличивают свою активность в ответ на действие использованных селектантов. Селектированные фосфорорганическими соединениями линии комнатной мухи проявили большую степень кросс-резистентности к ряду пи-ретроидов, чем к родственным фосфо-рорганическим соединениям. Вместе с тем все селектированные линии комнатной мухи характеризовались наибольшей кросс-резистентностью по отношению к лямбдацигалотрину и фенвалерату. По-
лученные данные позволяют заключить, что из числа пиретроидов в схеме чередования инсектицидов для контроля численности популяций комнатных мух предпочтительнее использовать флува-линат и этофенпрокс, а лямбдацигалот-рин и фенвалерат желательно исключить из схем ротации. С целью сдерживания формирования резистентности комнатной мухи к пиретроидам в схемы чередования инсектицидов необходимо включать препараты из классов фосфорорганиче-ских соединений и производных бензил-фенилмочевины.
Берим Н.Г., Быховец С.Л. Определение скорости возникновения резистентности колорадского жука к инсектоакарицидам. /Сост. и персп. развития науч. исслед. по предотвр. резист. у вредит., возбуд. болезней и сорняков к пестицидам. Тез. докл. 5-го Всес. совещ., Ереван, 1980. Л., 1980, с.93-95.
Быховец А.Н., Золотарь Р.М., Новицкая Л.Н. Селекция колорадского жука и яблонной плодожорки на устойчивость к димилину. /Там же, c.95-96.
Зильберминц И.В., Смирнова А.А. Проблема резистентности членистоногих к инсектоакарицидам и методы ее преодоления. /Устойчивость вредителей к хим. средствам защиты растений. M., 1979, с.3-10.
Золотова Т.Б., Рославцева С.А. О роли микросо-мальных энзимов в механизме резистентности комнатных мух к фталафосу и неопинамину. /Химия в сел. хоз., 2, 1981, с.44-46.
Лакин Г.Ф. Биометрия. М., 1990, 352 с.
Малиновский Г. Диагностические исследования механизмов устойчивости комнатной мухи (Musca domestica L.) к светостойким пиретроидам. /Zesz. probl. post. nauk. rol., 367, 1989, с.113-130.
Рославцева С.А., Перегуда Т.А. Механизм действия инсектоакарицидов и механизмы резистентности к ним. /Итоги науки и техники. Энтомология, 8, M., 1988, с.7-69.
Рославцева С.А., Еремина О.Ю., Баканова Е.И., Полякова Ю.Б. Изучение некоторых ферментных систем у природных популяций комнатных мух Musca domestica, высокорезистентных к фосфорор-ганическим инсектицидам. /Изв. АН, сер. биол., 5, 1993, с.722-731.
Рославцева С.А., Филиппович Ю.Б., Кутузова Н.М., Спирина Т.А. Толерантность черной свекловичной тли к ортену и гардоне и ее эстеразные механизмы. /Состояние и перспективы развития на-учн. исслед. по предотвращению резистентности у вредителей, возбудителей болезней и сорняков к пестицидам. Тез. докл. 5-го Всес. совещ. Ереван. 1980, Л., 1980, с.194-195.
Сикура Н.М., Борсук О.П. Биологическое последействие применения инсектицидов на примере колорадского жука. /Защита растений, Киев, 31, 1984, с.22-26.
Соколянская М.П., Амирханов Д.В. Динамика формирования резистентности к современным ин-
Литература
сектицидам и изменение активности основных групп ферментов детоксикации у комнатной мухи. /Агрохимия, 7-8, 1994, с.82-88.
Сухорученко Г.И. Резистентность вредных организмов к пестицидам - проблема защиты растений второй половины ХХ столетия в странах СНГ. /Вестн. защиты раст., 1, 2001, с.18-37.
Ahmed M.T., Ahmed Y.M., Moustafa A.S. Some studies on the development of resistance to diflubenzuron in the Egyptian cotton leafworm. /Meded. Fac. Landbouww. Rijksuniv. Yent., 52, 2в, 1987, p.477-483.
Alava V.D., Bravo H.M., Romero R.F. Resistencia cruzada a varios tipos de insecticidas despues de producir resistencia a paration metilico en Spodoptera exigna (Hubner) (Lepidoptera: Noctuidae). /Agrociencia, 34, 1978, p.91-104.
Beeman R.W., Speirs W.E., Schmidt B. Malation resistance in indianmeal moths (Lepidoptera: Pyralidae) infesting stored corn and wheat in the North-Central United States. /J. Econ. Entomol., 75, 6, 1982, p.950-954.
Brogdon W.G., Beach R.F., Barber A.M., Cordon-Rosales C. A generalized approach to detection of organophosphate resistance in mosquitoes. /Med. and Vet. Entomol., 6, 2, 1992, p.110-114.
Bués R., Toubon J. F., Boudinhon L. Genetic analysis of resistance to azinphosmethyl in the pear psylla Cocopsylla pyri. /Entomol. exp. Et appl., 96, 2, 2000, p.159-166.
Croft B., Wagner S.W., Scott J.G. Multiple- and cross-resistances to insecticides in pyrethroid-resistant strains of the predatory mite, Amblyseius fallacis. /Environ. Entomol., 11, 1, 1982, p.161-164.
Devonshire A.L., Moores G.D. A carboxylesterase with broad substrate specificity causes organophosphorus, carbamate and pyrethroid resistance in peach-potato aphids (Myzus persicae). /Pestic. Biochem. Physiol., 18, 2, 1982, p.235-246.
Doichuanngam K., Thornhill R.A. The role of nonspecific esterases in insecticide resistance to malathion in the diamondback moth Plutella xylostella. /Comp. Biochem. and Physiol. C., 93, 1, 1989, p.81-85.
El-Guindy M.A., El-Refai A.-P.A., Saleh W.S. The role of esterases in the defence mechanism against intoxication by fenitrothion in susceptible and field tolerant strains of Spodoptera littoralis Boisd. /Int. Pest cjntr., 24, 4, 1982, p.100-106.
Field W.N., Hitchen J.M., Rees A.T. Esterase activity in strains of Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) tolerant and susceptible to the organophosphate insecticide malation. /J. Med. Entomol., 21, 4, 1984, p.412-418.
Funaki E., Motoyama N. Cross resistance to various insecticides of the housefly selected with a pyrethroid. /"Huxon HOHKy raKKaficH". J. Pestic. Sci., 11, 2, 1986, p.219-222.
Granett J., Hejazi M.J. Synergism of two Benzoylphenyl Urea Insect Grouth Regulators. /J. Econ. Entomol., 76, 3, 1983, p.403-406.
Grant D.F., Matsumura F. Glutathione-S-transferases 1 and 2 in susceptible and resistant Aedes aegipty. /Rev. Biochem. Toxicol., 7, 2, 1989, p.48-52.
Guyer W., Neumann R. Activity and jute of chlorfluazuron and diflubenzuron in the larvae of Spodoptera littoralis and Heliothis virescens. /Pestic. Biochem. and Physiol., 30, 2, 1988, p.166-177.
Ishaaya I., Klein M. Response of susceptible laboratory and resistant field strains of Spodoptera littoralis (Lepidoptera Noctuidae) to teflubenzuron. /J. Econ. Entomol., 83, 1, 1990, p.59-62.
Keiding J. Prediction or Resistance Risk Assessment. /Pest. Resist.: Strateg. And Tactics for Management. Washington. D.C.:National Acad. Press., 1986, p.279-283.
Ku C.C., Chiang F.M., Hsin C.Y. et al. Glutathion transferase isozymes involved in insecticide resistance of diamondback moth larvae. /Pestic. Biochem. Physiol., 50, 3, 1994, p.191-197.
Kumar S., Thomas A., Pillai M.K.K. Involement of mono-oxygenases as a major mechanism of deltamethrinresistance in larvae of three species of mosquitoes. /Indian J. Exp. Biol., 29, 4, 1991, p.379-384.
Lin J.G., Hung C.-F., Sun C.-N. Teflubenzuron resistance and microsomal monooxygenases in larvae of the diamondback Moth. /Pestic. Biochem. and Physiol., 35, 1, 1989, p.20-25.
Malinowski H. Rozwoj opornosci owadow na fotostabilne pyretroidy. /Roczn. Nauk roln. Ser. E., 14, 1/2, 1986, p.19-30.
McCaffery A.R., Gladwell R.T., El-Nayir H., Walker C.H., Perry J.N., Miles M.J. Mechanisms of resistance to pyrethroids in laboratory and field strains of Heliothis virescens. /South-west. Entomol., 15, 1991, p.143-158.
Mc Ghie R.A., Tompkins A.R. Laboratory evaluations of insect growth regulators against lightbrown apple moth. /Proc. N.Z. Weed Pest Control Conf. Palmerston North., 41, 1988, p.243-248.
Miyata T., Saito P. Development of insecticide resistance and measures to overcome resistance in rice pests. /Protect. Ecol., 7, 2/3, 1984, p.183-199.
Montagna C.M., Anguiano O.L., Gauna L.E., Pechen de d-Angelo A.M. Mechanisms of resistance to DDT and pyrethroids in Patagonian populations of Simulium blackflies. /Med. and Veter. Entomol., 17, 2003, p.95-101.
Motoyama N., Dautenman W.C. Genetic studies on glutathionedependent reactions in resistant strains of the houseflies Musca domestica L. /Pestic. Biochem. and Physiol., 7, 5, 1977, p.443-450.
Oppenoorht F.J. Glutathion-S-transferase and hydrolitic activity in tetrachlorvinphos-resistant strain of housefly and their influence on resistance. /Pestic. Biochem. and Physiol., 11, 1979, p.176.
Pimpriker G., Georghiou G.P. Mechanisms of resistance to diflubenzuron in the house fly Musca domestica (L.). /Pestic. Biochem. Physiol., 12, 1979, p.10.
Prabhakaran S.K., Kamble S.T. Biochemical characterization and purification of esterases from three strains of German cockroach, Blatella germanica (Dictyoptera: Blattellidae). /Arch. Insect Biochem. and Physiol., 31, 1, 1996, p.73-86.
Radwan H.S.A., Abo-Elghar M.R., Ammar J.M.A. Reproductive performance of Spodoptera littoralis (Boisd) treated topically with sublethal doses of an antimoulting J.G.R. (Dimilin). /Z. Angew. Entomol., 86, 4, 1978, p.414-419.
Sales N., Lewot G.W., Hughes P.B. Monitoring, selection and genetic analysis of resistance to pyrethroids in the australian sheep blowfly, Lucilia cuptina (Wiedemann) (Diptera: Callifhoridae). /Proc. 18th Int. Congr. Entomol., Vancouver, July 3rd-9th, 1988: Abstr. and Author Index.-[Vancouver], 1988, p.466.
Sawicki R.M., Farnham A.W. A dipping technique for selecting house fly Musca domestica to insect. /Bull. Entomol. Res., 55, 3, 1964, p.541-546.
Schroder F.F.W. An integrated pest management approach to Colorado potato beetle control in the USA. /Bull. OEPP, 21, 1, 1991, p.9-10.
Shono T. Изучение механизма устойчивости у резистентного к диазинону комнатных мух штамма Хокота. IY. МетаболизМ диазинона посредством оксидазы со смешанной функцией. /Ботю Кагаку, Botyu Kagaku, Sci. pest. contr., 39, 3, 1974, p.80-84.
Siegfied B.D., Scott J.G., Roush R.T., Zeichner B.C. Biochemistry and genetics of chlorpyrifos resistance in the german cockroach, Blatela germanica L (L.). /Pestic. biochem. and physiol., 38, 2, 1990, p.110-121.
Thacker J.R.M. An introduction to Arthropod Pest Control. /Cambridge University Press, 2002, p.95.
THE DYNAMICS OF HOUSEFLY (MUSCA DOMESTICA L.) RESISTANCE DEVELOPMENT TO INSECTICIDES OF DIFFERENT CHEMICAL CLASSES M.P.Sokolyanskaya, D.V.Amirkhanov The dynamics of resistance development was determined in 6 housefly lines selected by insecticides of 3 chemical classes, i.e. organophosphate compounds, pyrethroids and benzyl phenylurea derivatives. The resistance formed quickly to more toxic pyrethroid insecticides, such as deltamethrine and fenvalerate, and less quickly to benzyl phenylurea derivatives. The enzymes esterase and monoxigenase made the most important contribution to the resistance development. Cross-resistance of all housefly lines was studied.
