CC BY
21УДК 632.937.01
ЭНТОМОПАТОГЕННЫЕ МИКРОСПОРИДИИ (EUKARYA: OPISTHOKONTA: MICROSPORIDIA): ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОТИВ
ВРЕДНЫХ НАСЕКОМЫХ
В.А. Павлюшин, И.В. Исси, Ю.С. Токарев
Всероссийский НИИ защиты растений, Санкт-Петербург
Использование микроспоридий в защите растений началось с разработки и применения биопрепаратов на основе их спор, чему посвящен большой объем исследований второй половины прошлого века. Тем не менее, в настоящее время в мире зарегистрированы и применяются лишь два препарата на основе спор Paranosema (Nosema) locustae против нестадных и стадных саранчовых. Другое направление применения микроспоридий - интродукция патогенов в свободные от них популяции вредителей для обеспечения долговременного эффекта подавления численности этих насекомых. Работы в данном направлении выполняются в отношении непарного шелкопряда и нестадных саранчовых. Третьим направлением стало использование данных по зараженности микроспоридиями популяций насекомых в прогнозах массовых размножений таких вредителей как капустная белянка, непарный шелкопряд, луговой мотылек в целях отмены или сокращения истребительных мероприятий. Дальнейшее развитие работ по практическому применению микроспоридий в защите растений требует углубленного изучения видового состава паразитов основных вредных видов фитофагов и выявления закономерностей формирования и функционирования каждой паразито-хозяинной системы, включая особенности возникновения и протекания эпизоотий, для определения конкретных путей применения изучаемого вида паразита.
Ключевые слова: микроспоридии, защита растений, биопрепараты, интродукция, прогноз динамики численности вредителей.
Современная концепция защиты растений направлена на разработку стратегий и методов фитосанитарной оптимизации агроэкосистем. Эта концепция основана, помимо прочего, на активном применении микробиологического метода защиты растений, использующего энтомо- и фитопатогенные микроорганизмы или продукты их жизнедеятельности (Новожилов, Павлюшин, 1999). В их число входят микроспоридии - облигатные внутриклеточные паразиты, интерес к которым в последнее время все возрастает (Wittner, 1999).
Микроспоридии - уникальный тип утративших митохондрии протистов (Исси, Воронин, 2007), родственный представителям царства Fungi. Данные первых исследований молекулярно-
биологических особенностей микроспоридий, указывающих на их родство с грибами (Keeling, McFadden, 1998), носят несколько противоречивый характер; разные авторы приводят факты в пользу четырех различных гипотез происхождения микроспоридий, причем наиболее вероятным, по мнению Ю.Я.Соколовой (2009),
представляется сестринское положение микроспоридий к царству Fungi в целом. Согласно последним данным филогеном-ного анализа, микроспоридии занимают базальное положение по отношению к Fungi, представляя собой эволюционную линию, рано ответвившуюся от филогенетической ветви, в дальнейшем давшей начало грибам (Capella-Gutierrez et al., 2012). Вкупе с уникальными свойствами микроспоридий, обусловленными их совершенной адаптацией к облигатному внутриклеточному паразитизму, это позволяет рассматривать данную группу протистов как самостоятельный таксон ранга типа, сформировавшийся в результате арогенеза (пользуясь терминологией Северцева, 1987). Таким образом, систематическое положение типа Microsporidia в пределах монофилетической супергруппы Opisthokonta sensu Cavalier-Smith (1987), известной также как группа Fun-gi/Metazoa (Wainright et al., 1993), остается спорным, так как сборная группа Protista, заменившая собой устаревший тип Protozoa и состоявшая ранее из одноклеточных эукариот различного происхож-
дения, куда было принято относить микроспоридий (Исси, Воронин, 2007), не стала валидным таксоном филогенетической системы эукариот
(http://tolweb.org/Eukaryotes/) по причине своей исключительной полифиле-тичности. В то же время, несмотря на общее происхождение, грибы и микроспоридии имеют очень мало общего, вследствие чего последние не могут рассматриваться как микологический объект и требуют особых методологических подходов. Это находит подтверждение в уникальности строения клеток (Keohane, Weiss, 1999; V¿vra, Larsson, 1999), в физиологических и биохимических особенностях (Mathis, 2000; Долгих и др., 2002,2010,2011; Beznoussenko et al., 2007; Dolgikh et al., 2009, 2011) и паразитических свойствах микроспоридий (Исси, 1986; Dunn et al., 2001; Исси и др., 2005; Down et al., 2005; Исси, Воронин, 2007; Krebes et al., 2010; Andreadis et al., 2012), что отражено в сложившейся практике исследований этой группы облигатных внутриклеточных паразитов.
Микроспоридии паразитируют в животных всех крупных таксонов (ранга класса и выше) царства Animalia, а также в некоторых протистах (грегаринах, инфузориях), при этом наибольшее число видов этих паразитов описано для членистоногих (Исси, 1986; Becnel, Andreadis, 1999). Многие виды микроспоридий вызывают заболевания микроспоридиозы, существенно влияющие на животных-хозяев на клеточном, организменном и популяционном уровнях и заканчивающиеся гибелью зараженных особей, что определяет их большое практическое значение (Гробов, 1983). Открытие и начало изучения микроспоридий связано именно с широкой эпизоотией микроспо-ридиоза у шелкопряда Bombyx mori, охватившей несколько стран и принесшей значительный урон шелководству Европы в начале XIX века (Исси, 1986).
Во второй половине XX века разработка методов использования микроспоридий для снижения численности вредных орга-
Вестник защиты растений, 2, 2013 низмов была признана перспективной многими исследовательскими центрами мира, широко развернулись работы по созданию биопрепаратов на основе спор микроспоридий. Микроспоридии как об-лигатные внутриклеточные паразиты успешно размножаются только на живых насекомых. В лабораторных условиях в одном зараженном насекомом развивается до 5.109 спор (Henry, Oma, 1981). Микроспоридии, надежно заражавшие восприимчивых насекомых в лабораторных опытах и/или показавшие высокий эпи-зоотологический потенциал в природных условиях, рассматривались как перспективные продуценты препаратов против нематод (Canning, 1973), трематод (Canning, 1981), прямокрылых (Henry, 1971; Henry, Oma, 1981), чешуекрылых (Исси, 1974; Kaya, 1975; Wilson, 1977, 1980), а также двукрылых гематофагов (Исси и др., 1991; Andreadis, 2007).
Эти исследования с очевидностью показали, что для успешного применения микроспоридий в целях снижения численности вредителей необходимы: 1) создание условий для поддержания вирулентных свойств паразита; 2) разработка отлаженной системы массового культивирования микроорганизма-продуцента биопрепарата; 3) совершенствование препаративной формы, направленное на сохранение активности препарата в течение необходимого времени (Исси, Токарев, 2012). Проблемы, связанные с решением этих вопросов, существенно затормозили разработку микробиологических препаратов на основе спор микроспоридий.
Исследования, широко развернутые в прошлом веке по разработке технологий массового культивирования микроспоридий, в том числе и в несвойственных им хозяевах (Fowler, Reeves, 1975; Pilley et al., 1978; Higby et al., 1979), а также по разработке препаративных форм, устойчивых к высушиванию, замораживанию и ультрафиолетовому излучению (Teetor, Kramer, 1977, Teetor-Barsch, Kramer 1979) не дали результатов, обеспечиваю-
щих совершенствование микроспори-диального препарата несмотря на большое количество перспективных продуцентов. Единственный представитель типа Microsporidia, служащий продуцентом биопрепаратов для борьбы с вредными организмами, - это Paranosema (=Nosema) lo-custae, заражающий исключительно широкий круг хозяев - более 100 видов насекомых отряда прямокрылых. Многочисленные полевые испытания препарата показали высокую эффективность этой микроспоридии против вредных саранчовых при обработке пастбищ (Henry, Oma, 1981). При внесении спор P. locustae в сроки, когда популяция вредителя представлена преимущественно личинками третьего возраста, по прошествии 3-4 недель наблюдалось подавление численности саранчовых в среднем на 50%. Кроме того, у выживших особей отмечалось существенное снижение плодовитости и активности потребления пищи (Henry, Oma, 1981). В полевых и лабораторных условиях продемонстрировано снижение резистентности саранчовых, зараженных P. locustae, к таким химическим инсектицидам, как севин и демитоат (Morris, 1985), а также повышение восприимчивости к энтомопатогенному ги-фомицету Metarrhizium acridum (Tonou et al., 2008ab; Tokarev et al., 2011). Более того, сочетание биопрепарата на основе P. lo-custae с регулятором роста насекомых флюфеноксуроном
Таблица. Список препаратов на основе спор Paranosema (Nosema) locustae (по информации базы данных пестицидов PAN, http://www.pesticideinfo.org/)
Коммерческое название препарата Препаративная форма Конц. спор, % Год регистрации Компания
Grasshopper attack Смачиваемый порошок G.G5 1981 Woodstream Corporation
Locucide bait Гранулы G.G5 1981 Laporte Insectaries
Mormon cricket spore Смачиваемый порошок G.G8 1982 Woodstream Corporation
Nolobait Дуст G.G5 1982 M&R Durango, Inc.
Nolo bb concentrate Основа препарата G.1 1982 Sutherland Industries Inc.
Noloc bait formulation Гранулы G.G1 198G Sandoz Agro Inc.
Semaspore Готовый раствор G.G5 1987 Sparky Boy Enterprises
Semaspore bait Готовый раствор G.G5 1988 Sparky Boy Enterprises
Semaspore C Готовый раствор 1.G 1988 Sparky Boy Enterprises
Semaspore HC Готовый раствор 1G.G 1988 Sparky Boy Enterprises
обеспечивало эффект снижения численности не только при низкой, но и при высокой численности нестадных саранчовых (Guo et al., 2012). Однократное внесение препарата обеспечивает стойкий эффект снижения численности вредителя в течение нескольких лет. Кроме того, заболевание может распространиться на близлежащие территории вследствие миграций зараженных насекомых, распространяющих инфекцию.
На протяжении 80-х годов в США выданы патенты на девять препаратов, а также на основы и концентраты препаратов против прямокрылых (Insecta, Or-thoptera): стадных и нестадных саранчовых (Acrididae), сверчковых (Gryllidae) и кузнечиков-мормонов Anabrus (Tettigoni-idae). Три из них активны до сих пор, включая патенты на препараты нолобэйт (nolobait) и земаспор бэйт (semaspore bait) (табл.), которые в настоящее время производятся и продаются по цене 20-40 долларов США за кг при норме расхода от 1 кг/га (http://www.amazon.com;
http://www.greefireshop.com). Препараты применяются в виде приманок на пастбищах, лугах, в посевах сельхозкультур, по краям пахотных участков и на декоративных лужайках против вредных саранчовых и кузнечиковых, а также для обработки почвы в огородах против сверчковых (http:/ / www.pesticideinfo.org).
Вследствие биологических свойств об-лигатных паразитов и особенностей их взаимоотношений со своими хозяевами биопрепараты на основе спор микроспоридий не могут подавить уже проявившуюся вспышку размножения вредителя в короткий срок; но их своевременное профилактическое применение будет способствовать поддержанию низкого уровня численности вредных саранчовых в течение длительного времени (Lomer et al., 2001). Таким образом, хотя возможности применения препаратов на основе спор микроспоридий ограничены, их основное преимущество - наличие длительного последействия на численность популяций вредных насекомых-хозяев (передача паразитов последующим поколениям, повышение восприимчивости к грибным, бактериальным и химическим препаратам) - говорит о целесообразности дальнейших работ в этом направлении.
В связи с этим в настоящее время приобретает актуальность другой подход к применению микроспоридий - интродукция их в популяции целевых объектов борьбы для создания очагов искусственных эпизоотий и/или поддержания зараженности вредных насекомых на уровне, способствующем долговременному эффекту снижения их численности. Данный подход так же, как и снижение численности с помощью биопрепаратов, основан на введении паразитов в те популяции вредителей, где этот вид паразита отсутствует. Однако основная ставка в этом случае делается не на максимальное снижение численности в результате гибели зараженных особей, а на сохранение паразитов в ряду поколений хозяев и формирование условий, обеспечивающих реализацию эпизоотологического потенциала микроорганизмов в случае нарастания численности вредного вида (Anderson, May, 1981; Anderson, 1982; Service, 1985). При этом интродукция паразитов может быть основана не только на внесении собственно инфекционных спор, но и на выпуске в данном биотопе зараженных особей, включая промежуточных или допол-
нительных хозяев, а также контаминиро-ванных микроспоридиями кладок яиц. В частности, для подавления численности комаров семейства Culicidae проводили внесение в биотоп спор микроспоридий (Reynolds, 1972; Anthony et al., 1978), выпуск зараженных личинок и куколок комаров (Becnel, Johnson, 2000), а также промежуточных хозяев - копепод (An-dreadis, 1989). Внесение микроспоридий в популяции непарного шелкопряда проводили путем контаминации кладок яиц (Jeffords et al., 1988,1989). Наиболее длительную историю имеют наблюдения за персистированием микроспоридии P. lo-custae в популяциях нестадных саранчовых в Северной (Henry, 1990) и Южной Америке (Lange, Azzaro, 2008). В разных паразито-хозяинных системах (различающихся видами заражаемых насекомых) наблюдались разнообразные варианты развития событий, от отсутствия микроспоридий уже в следующем поколении насекомых до сохранения искусственно внесенного инфекционного начала на протяжении 10 лет и более, что в некоторых случаях сопровождалось эпизоотиями и заметным снижением численности целевых объектов.
Ключевые характеристики микроспоридий, подтверждающие их роль регуляторов численности своих хозяев и обеспечивающие эффективность их интродукции в популяции вредителей для регуляции их численности, включают: 1) умеренную вирулентность, которая быстро повышается в ответ на увеличение численности и плотности популяции вредного вида; 2) высокий потенциал и разнообразие путей как горизонтальной, так и вертикальной передачи; 3) синхронизацию развития с развитием хозяина; 4) совпадение биологических оптимумов паразита с таковыми насекомого-хозяина; 5) высокий уровень спорообразования; 6) длительное сохранение в ряду поколений хозяина слабовирулентных форм трансова-риальной передачи. В то же время, быстрая потеря инфекционными спорами жизнеспособности вне организма хозяина
Вестник защиты растений, 2, 2013 (Исси и др., 2011) может ограничить возможности использования спор некоторых паразитов для создания инфекционного фона и эпизоотий в популяциях вредителей.
В первую очередь этого следует ожидать при использовании паразитов, в цикле развития которых отсутствуют стадии трансовариальной передачи потомству хозяина или же нарушены другие условия, обуславливающие нормальную циркуляцию паразита в популяции хозяев (видовая принадлежность хозяина, синхронность сроков развития паразита и хозяина, пригодность условий внешней среды для сохранения инфекционности спор паразита и т.п.).
Однако в паразитарных системах, сложившихся естественным путем, известен ряд примеров, когда микроспоридии выступают в качестве ведущего фактора снижения численности вредных насекомых, способного подавлять вспышки массового размножения и сдерживать численность вредителей на уровне ниже ЭПВ. Все известные случаи относятся к чешуекрылым фитофагам - вредителям сельского и лесного хозяйства. Это еловая Choristoneura fumiferana (Wilson, 1980, 1981) и сосновая Choristoneura pinus листовертки-почкоеды, вредители леса в Канаде (van Frankenhuyzen et al., 2011), зеленая листовертка Tortrix viridana в Европе (Franz, Huger, 1971; Lipa, 1976), кукурузный мотылек Ostrinia nubilalis (Lewis et al., 2009) и непарный шелкопряд в США (Solter, Hajek, 2009), луговой мотылек Loxostege sticticalis (Фролов и др., 2008) и капустная белянка Pieris brassicae в России (Исси, 1980). В частности, для капустной белянки Pieris brassicae в агро-ценозах Северо-Запада России, в популяциях которой уровень зараженности микроспоридиями достигал 100% каждые 4-8 лет, этот показатель стал одним из самых важных критериев прогноза численности вредителя и отмены истребительных мероприятий.
Многолетнее изучение паразитарной системы микроспоридии Vairimorpha
mesnШ и ее чешуекрылых хозяев семейства Pieridae показало, что такая паразитарная система могла сложиться только на фоне низкой численности и низкой плотности популяций насекомых-хозяев (Исси, 2002). Об этом убедительно свидетельствуют многочисленные пути передачи паразита от особи к особи белянки. Горизонтальное распространение происходит путем перорального заражения и инъекцией спор гусеницам младших возрастов зараженными паразитами и гиперпаразитами белянки. Пути вертикальной передачи еще многочисленнее - тран-совариальный, трансспермальный, псев-дотрансовариальный, пероральный (часть зараженных насекомых теряет способность к окукливанию и доживает до выхода из яиц гусениц следующего поколения) и опять паразитическими насекомыми, которые также заражаются этой микроспоридией. Эта система является идеальной для ее воссоздания путем внесения микроспоридий в популяции, где их нет.
Было также показано, что благоприятные условия для развития насекомого-хозяина одновременно благоприятны и для развития микроспоридий, способных сдерживать вспышки массового размножения своего хозяина. Это позволило при достижении 50%-й зараженности популяции капустной белянки рекомендовать отмену любых истребительных мероприятий, что давало в 1980-х годах каждому крупному хозяйству Ленинградской области экономию от 3 до 6 млн руб. в год эпизоотии. Сходные показатели были включены в прогнозы численности непарного шелкопряда (Исси, 1986). В условиях Краснодарского края показано, что нарастание численности лугового мотылька наблюдается только при избавлении его популяции от микроспоридиоза (Фролов и др., 2008; Малыш и др., 2011).
Важно отметить, что большое значение капустной белянки как вредителя капусты и сдерживающий эффект микроспоридий на Северо-Западе России отмечались в прошлом веке, однако в настоящее время в результате дестабилизации пара-
зито-хозяинной системы под воздействием антропогенных факторов (включая интенсивное применение пестицидов в 80-х и резкое сокращение посевных площадей крестоцветных культур в 90-х годах) популяции насекомого перешли в состояние длительной депрессии с сохранением инфекционного запаса паразитов (рис.). Изредка наблюдающиеся вспышки численности вредителя вызваны, скорее всего, миграционными процессами, не имевшими долговременных последствий.
Г : ----—-Й. гъ---
i
/ - /\
/ и
\
f Г
А
d 1 1 1 ИТ* №7» 1tJ6 t977 ll»3-2MJ7
Рис. Динамика численности гусениц капустной белянки Piersi brassicae и их зараженности микроспоридией Vairimorpha (Nosema) mesnili на полях капусты в Ленинградской области в 1974-1977 и 1993-2007 гг.
Для любого из направлений исследований по применению микроспоридий в сельскохозяйственной энтомологии, будь то создание биопрепаратов, интродукция паразитов в биотопы насекомого-хозяина или использование сведений о зараженности насекомых в прогнозе численности вредителей, важное значение приобретает вопрос биологической безопасности этих паразитов для человека. Длительное время считалось, что микроспоридии узкоспецифичны и что верхний температурный порог их развития не превышает 30-32°С, поэтому паразит, заражающий беспозвоночных животных, не может инфицировать теплокровных позвоночных животных и человека (Weiser, 1961; Гробов и др., 1983; Sprague et al., 1992). Однако исследованиями последних лет установлены тревожные факты, требующие особого внимания к этой проблеме. Случаи заражения микроспоридиями человека как при иммунодефицитных состояниях
Вестник защиты растений, 2, 2013 различной этиологии, так и в норме широко распространены во всем мире, сейчас описано уже семь видов возбудителей микроспоридиоза человека (Franzen, Müller, 1999). Однако связь заражения человека микроспоридиями с природными очагами циркуляции этих патогенов и филогенетические закономерности адап-таций микроспоридий к хозяевам различных систематических групп, могущие послужить индикатором опасности для человека, практически не изучены. Так, микроспоридия, описанная в 1970 г. как Nosema algerae из кишечника личинок кровососущих комаров, была в свое время рекомендована как продуцент биопрепарата против чешуекрылых и жесткокрылых вредителей сельского хозяйства. В результате недавних исследований она оказалась также паразитом человека и теплокровных животных и по современной морфологической систематике отнесена сперва к роду Brachiola (Koudela et а1., 2001), а позднее по молекулярным данным переведена в род Anncaliia в связи с приоритетом последнего. Для микроспоридий данного рода характерен широкий круг хозяев и экспериментально подтверждена их способность заражать новых хозяев, далеких по систематическому положению от естественного хозяина (Franzen et al., 2006). Такими же свойствами обладают близкородственные Anncaliia микроспоридии рода Tubulinosema (см. ниже).
Среди микроспоридий, заражающих иксодовых клещей, выявлены паразиты, по морфологическим признакам принадлежащие к роду Encephalitozoon, представители которого - широко распространенные патогены рептилий, птиц и млекопитающих, включая человека (Ribeiro, Guimaraes, 1998). Такая же способность микроспоридий переходить с эктопарази-тических членистоногих на позвоночных-прокормителей обнаружена в паразитарной системе морская вошь Lepeophtheirus salmonis (Maxillopoda, Caligidae) - атлантический лосось Salmo salar (Actynopter-igii, Salmonidae). С другой стороны, и для
Вестник защиты растений, 2, 2013 микроспоридий, которые считаются типичными возбудителями заболеваний человека, например, Trachipleistophora hominis, показана способность развиваться в кровососущих комарах, что делает последних переносчиками этих паразитов (Weidner et al., 1999). Попутно следует отметить факт обнаружения нового вида паразита прямокрылых насекомых, En-cephalitozoon romalae (Lange et al., 2010), сородичи которого - типичные паразиты позвоночных (см. выше). И, пожалуй, самыми неожиданными можно считать два независимых случая заражения человека микроспоридией Tubulinosema acridopha-gus, основной хозяин которой - американская саранча Schistocerca americana, не имеющая прямых трофических связей с человеком (Choudhary et al., 2011; Meissner et al., 2012). Филогенетический анализ показывает, что все эти паразиты имеют в качестве близких родственников микроспоридий из хозяев различного систематического положения и экологических групп (Vossbrinck, Debrunner-Vossbrinck, 2005; Franzen et al., 2006; Tokarev, 2010; Malysh et al., 2013) и составляют, таким образом, филогенетические линии, которым свойственна экспансия в новые условия окружающей среды первого и второго порядков, в отличие от высокоспециализированных микроспоридий, характеризующихся тесными коэволюционными связями со своими хозяевами - пресноводными ракообразными и личинками двукрылых насекомых (Simakova et al., 2008; Krebes et al., 2010; Andreadis et al., 2012). В частности, микроспоридии родов Anncaliia и Tubulinosema составляют общую филогенетическую линию, соответствующую таксономической группировке ранга семейства (Franzen et al., 2006). Из
Литература
этого следует, что агрессивные формы микроспоридий обладают высоким инфекционным потенциалом и способны заражать широкий круг хозяев, который может одновременно включать беспозвоночных и позвоночных животных, а также человека; и эти свойства характерны для определенных филогенетических групп паразитов. Опасность заражения человека и сельскохозяйственных животных микроспоридиями повышается при контакте с зараженными ими кровососущими членистоногими-переносчиками, однако не ограничивается последними. В связи с этим для определения безопасности микроспоридий с медицинской и ветеринарной точек зрения необходимы их тщательная диагностика с привлечением анализа молекулярных особенностей видов, как циркулирующих в природных популяциях вредных членистоногих, так и вносимых в природу в виде биопрепаратов или интродуцентов.
Таким образом, микроспоридии представляют собой уникальную группу эука-риотических микроорганизмов, перспективных в качестве регуляторов численности вредных членистоногих, для реализации широкого применения которых в практике сельскохозяйственной энтомологии необходимы дальнейшие исследования видового состава, распространенности, экологической роли, условий возникновения и развития эпизоотий и биотехнологических свойств этих паразитов.
Авторы благодарны Н.А.Вилковой (ВИЗР) за обсуждение текста рукописи.
Исследования поддержаны РФФИ 12-04-00552 и 13-04-00693.
проектами
Гробов О.Ф., Засухин Д.Н., Шигина Н.Г. Микроспоридиозы животных и человека // Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Зоопаразитология, 1983, 8, с. 103-149.
Долгих В.В., Семенов П.Б., Григорьев М.В. Особенности энергетического обмена микроспоридии Nosema grylli при внутриклеточном развитии // Паразитология, 2002, 36, с. 493-501.
Долгих В.В., Сендерский И.В., Павлова О.А., Безнусенко Г.В. Анализ экспрессии генов везикулярного
транспорта в авезикулярных клетках микроспоридии Paranosema (Antonospora) locustae // Цитология, 2010, 52, 1, с. 5-11.
Долгих В.В., Сендерский И.В., Павлова О.А., Наумов А.М. Уникальные особенности энергетического обмена микроспоридий, как результат длительной адаптации к внутриклеточному развитию // Паразитология, 2011, 45, с. 147-157.
Исси И.В. Применение микроспоридий для биологической борьбы с насекомыми, вредящими сельскому хозяйству // Биолог. средства защиты растений. М., Колос, 1974. с. 364-377.
Исси И.В. Эпизоотология микроспоридиоза капустной белянки Pieris brassicae L. (Lepidoptera, Pieridae) // Сб. "Перспективы использования микроорганизмов в защите растений". Труды ВИЗР, 1980, с. 5-16.
Исси И.В. Микроспоридии как тип паразитических простейших // Микроспоридии. Серия: Протозоология, 1986, 10, с. 6-135.
Исси И.В. Паразитарные системы микроспоридий. Описание и вопросы терминологии // Паразитология, 2002, 36, 6, с. 478-492.
Исси И.В., Долгих В.В., Соколова Ю.Я, Токарев Ю.С. Факторы патогенности микроспоридий -внутриклеточных паразитов насекомых // Вестник сельскохозяйственной науки, 2005, 3, с. 17-26.
Исси И.В., Кадырова М.К., Пушкарь Е.Н., Ходжаева Л.Ф., Крылова С.В. Микроспоридии мошек (определение и краткое описание видов мировой фауны). Узбекистан, ФАН, 1991, 123 с.
Исси И.В., Воронин В.Н. Тип Microsporidia Микроспоридии // Руководство по зоологии. Протисты,
2007, 2, с. 994-1045.
Исси И.В., Долгих В.В., Токарев Ю.С. Можно ли называть спору микроспоридий покоящейся стадией? // Паразитология, 2011, 45, 4, с. 324-337.
Исси И.В., Токарев Ю.С. Оценка перспектив применения микроспоридий в биологической защите растений // Мат. XIV Съезда РЭО. Санкт-Петербург, 2012, с. 169.
Малыш Ю.М., Токарев Ю.С., Зверев А.А., Ситникова Н.В., Мартемьянов В.В., Фролов А.Н. Динамика численности природных популяций лугового мотылька на территории Евразии // Мат. межд. науч.-практ. конф. «Теория и практика интегрированной защиты растений». Прилуки, Беларусь, 2011, с. 886-887.
Новожилов К.В., Павлюшин В.А. 70-летие (19291999) научного поиска ВИЗР - итоги и перспективы // Вестник защиты растений, 1999, 1, с. 5-21.
Северцов А.С. Критерии и условия возникновения ароморфной организации // Эволюция и биоценотические кризисы. 1987, М., Наука, с. 64-76.
Соколова Ю.Я. Происхождение микроспоридий и их положение в системе эукариот // Микология и фитопатология, 2009, 43, 3, с. 177-192.
Фролов А.Н., Малыш Ю.М., Токарев Ю.С. Особенности биологии лугового мотылька (Pyrausta sticticalis L.) в период его низкой численности в Краснодарском крае // Энтомологическое обозрение,
2008, 87, 2, с. 291-302.
Anderson R.M., May R.M. The population dynamics of microparasites and their invertebrate hosts // Philos. Trans. R. Soc. London B, 1981, 291, p. 451-524.
Anderson R.M. Theoretical basis for the use of pathogens as biological control agents of pest species // Parasitol., 1982, 84, p. 3.
Andreadis T.G. Infection of a field population of Aedes cantator with a polymorphic microsporidium, Amblyospora connecticus via release of the intermediate copepod host,
Acanthocyclops vernalis // J. Am. Mosq. Control Assoc., 1989a, 5, p. 81-85.
Andreadis T.G. Microsporidian parasites of mosquitoes // J. Am. Mosq. Control Assoc., 2007, 23, p. 3-29.
Andreadis T.G., Simakova A.V., Vossbrinck C.R., Shepard J.J., Yurchenko Y.A. Ultrastructural characterization and comparative phylogenetic analysis of new microsporidia from Siberian mosquitoes: evidence for coevolution and host switching // J. Invertebr. Pathol., 2012, 109, 1, p. 59-75.
Anthony D.W., Savage K.E., Hazard E.I., Avery S.W., Boston M.D., Oldacre S.W. Field tests with Nosema algerae Vavra and Undeen (Microsporida: Nosematidae) against Anopheles albimanus Wiedmann in Panama // Misc. Pub. Entomol. Soc. Am., 1978, 2, p. 17-27.
Becnel J.J., Andreadis T.G. Microsporidia in insects // The microsporidia and microsporidiosis. Washington, D.C., 1999, p. 447-501.
Becnel J.J., Johnson M.A. Impact of Edhazardia aedis (Microsporidia: Culicosporidae) on a seminatural population of Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) // Biol. Control, 2000,
18, p. 39-48.
Beznoussenko G.V., Dolgikh V.V., Morzhina E.V., Semenov P.B., Tokarev Y.S. et al. Analogs of the Golgi complex in microsporidia: structure and avesicular mechanisms of function // J. Cell Sci., 2007, 120, p. 12881298.
Canning E.U. Protozoal parasites as agents for biological control of plant-parasitic nematodes // Nematologica, 1973,
19, p. 342-348.
Canning E.U. Microsporidia for trematode control // Parasitology, 1981, 82, p. 120-121.
Capella-Gutierrez S., Marcet-Houben M., Gabaldon T. Phylogenomics supports microsporidia as the earliest diverging clade of sequenced fungi // BMC Biol., 2012, 10, p. 47.
Cavalier-Smith T. The origin of fungi and pseudofungi // Evolutionary biology of Fungi. Cambridge, Cambridge Univ. Press., 1987, pp. 339-353.
Choudhary M.M., Metcalfe M.G., Arrambide K., Bern C., Visvesvara G.S., Pieniazek N.J., BandeaR.D., DeLeon-Carnes M., Adem P., Choudhary M.M., Zaki S.R., Saeed M.U. Tubulinosema sp. microsporidian myositis in immunosuppressed patient // Emerg. Infect. Dis., 2011, 17, p. 1727-1730.
Dolgikh V.V., Seliverstova E.V., Naumov A.M., Senderskiy I.V., Pavlova O.A., Beznoussenko G.V. Heterologous expression of pyruvate dehydrogenase E1 subunits of the microsporidium Paranosema (Antonospora) locustae and immunolocalization of the mitochondrial protein in amitochondrial cells // FEMS Microbiol Lett., 2009, 293, p. 285-291.
Dolgikh V.V., Senderskiy I.V., Pavlova O.A., Naumov A.M., Beznoussenko G.V. Immunolocalization of an alternative respiratory chain in Antonospora (Paranosema) locustae spores: mitosomes retain their role in microsporidial energy metabolism // Eukaryot Cell., 2011, 10, p. 588-593.
Down R.E., Smethurst F., Bell H.A., Edwards J.P. Interactions between the solitary endoparasitoid, Meteorus gyrator (Hymenoptera: Braconidae) and its host, Lacanobia oleracea (Lepidoptera: Noctuidae), infected with the entomopathogenic microsporidium, Vairimorpha necatrix
(Microspora: Microsporidia) // Bull. Entomol. Res., 2005, 95, 2, p. 133-44.
Dunn A.M., Terry R.S., Smith J.E. Transovarial transmission in the microsporidia // Parasitology, 2001, 48, p. 57-100.
Fowler J.L., Reeves E.L. In vivo propagation of a microsporidian pathogenic to insect // J. Invertebr. Pathol., 1975, 25, p. 349-353.
Franz J.M., Huger A.M. Microsporidia causing the collapse of an outbreak of the green tortrix Tortrix viridana L. in Germany // Proc. Int. Colloq. Insect Pathol. 4th College Park, MD, 1971, p. 48-53.
Franzen C., Müller A. Molecular techniques for detection, species differentiation, and phylogenetic analysis of microsporidia // Clin Microbiol Rev., 1999, 12, 2, p. 243-85.
Franzen C., Nassonova E.S., Schoelmerich J., Issi I.V. Transfer of the Members of the genus Brachiola (Microsporidia) to the genus Anncaliia based on ultrastructural and molecular data // J. Eukaryot. Microbiol., 2006, 53, p. 26-35.
Guo Y., An Z., Shi W. Control of grasshoppers by combined application of Paranosema locustae and an insect growth regulator (IGR) (cascade) in rangelands in China // J. Econ. Entomol., 2012 105, 6, p. 1915-1920.
Henry J.E. Epizootiology of infections by Nosema locustae Canning (Microsporida: Nosematidae) in grasshoppers // Acrida, 1971. 1, p. 111-120.
Henry J.E. Control of insects by Protozoa // New Directions in Biological Control: Alternatives for Suppressing Agricultural Pests and Diseases, 1990, p. 161-176.
Henry J.E., Oma E.A. Pest control by Nosema locustae, a pathogen of grasshoppers and crickets // Microbial control of pests and plant diseases 1970-1980, New York, Academic Press, 1981., p. 573-586.
Higby G.C., Canning E.U., Pilley B.M., Bush P.J. Propagation of Nosema eurytremae (Microsporida: Nosematidae) from trematode larvae, in abnormal hosts and in tissue culture // Parasitology, 1979, 78, 2, p. 155-170.
Jeffords M.R., Maddox J.V., McManus M.L., Webb R.E., Wieber A. Evaluation of the overwintering success of two European microsporidia inoculatively released into gypsy moth populations in Maryland // J. Invertebr. Pathol., 1989, 53, 2, p. 235-240.
Kaya H.K. Persistence of spores of Pleistophora schubergi (Cnidospora: Microsporida) in the field, and their application in microbial control // J. Invertebr. Pathol., 1975, 26, 3, p. 329-332.
Keeling P.J., McFadden G.I. Origins of microsporidia // Trends Microbiol., 1998, 6, 1, p. 19-23.
Keohane E.M., Weiss L.M. The structure, function, and composition of the microsporidian polar tube // The Microsporidia and Microsporidiosis, Washington, DC: American Society for Microbiology, 1999, p. 196-224.
Koudela B., Visvesvara G. S., Moura H.,Vavra, J. The human isolate of Brachiola algerae (Phylum Microspora): development in SCID mice and description of its fine structure features // Parasitology, 2001, 123, p. 153-162.
Krebes L., Blank M., Frankowski J., Bastrop R. Molecular characterisation of the Microsporidia of the amphipod Gammarus duebeni across its natural range revealed hidden diversity, wide-ranging prevalence and potential for co-evolution // Infect. Genet. Evol., 2010, 10, 7, p. 1027-1038.
Lange C.E., Azzaro F.G. New case of long-term persistence of Paranosema locustae (Microsporidia) in
melanopline grasshoppers (Orthoptera: Acrididae: Melanoplinae) of Argentina // J. Invertebr. Pathol., 2008, 99, 3, p. 357-359.
Lange C.E., Johny S., Baker M.D., Whitman D.W., Solter L.F. A new Encephalitozoon species (Microsporidia) isolated from the lubber grasshopper, Romalea microptera (Beauvois) (Orthoptera: Romaleidae) // J. Parasitol., 2010, 95, p. 976-986.
Lewis L.C., Bruck D.J., Prasifka J.R., Raun E.S. Nosema pyrausta: Its biology, history, and potential role in a landscape of transgenic insecticidal crops // Biological Control, 2009, 48, 3, p. 223-231.
Lipa J.J. Microsporidians parasitizing the green tortrix in Poland and their role in the collapse of the tortrix outbreak in Puszcza Niepoilonicka during 1970-1974 // Acta Protozool., 1976, 15, p. 529-536.
Lomer C.J., Bateman R.P., Johnson D.L., Langewald J., Thomas M. Biological control of locusts and grasshoppers // Annu. Rev. Entomol., 2001, 46, p. 667-702.
Mathis A. Microsporidia: emerging advances in understanding the basic biology of these unique organisms // Int. J. Parasitol., 2000, 30, 7, p. 795-804.
Malysh J.M., Tokarev Y.S., Sitnicova N.V., Matremyanov V.V., Frolov A.N., Issi I.V. Tubulinosema loxostegi sp.n. (Microsporidia: Tubulinosematidae) from the beet webworm Loxostege sticticalis L. (Lepidoptera: Crambidae) in Western Siberia // Acta Protozoologica, 2013, in press.
Meissner E.G., Bennett J.E., Qvarnstrom Y., da Silva A., Chu E.Y., Tsokos M., Gea-Banacloche J. Disseminated microsporidiosis in an immunosuppressed patient // Emerg Infect Dis., 2012, l, 18, 7, p. 1155-1158.
Morris O.N. Susceptibility of the migratory grasshopper, Melanoplus sanguinipes (Orthoptera: Acrididae), to mixtures of Nosema locustae (Microsporida: Nosematidae) and chemical insecticides // The Canadian Entomologist, 1985, 117, 1, p. 131-132.
Pilley B.M., Canning E.U., Hammond J.C. The use of a microinjection procedure for large-scale production of the microsporidian Nosema eurytremae in Pieris brassicae // J. Invertebr. Pathol., 1978, 32, p. 355-358.
Reynolds D.G. Experimental introduction of a microsporidian into a wild population of Culex pipiens fatigans Weid // Bull. Wld. Hlth. Org., 1972, 46, p. 807-812.
Ribeiro M.F., Guimaraes A.M. Encephalitozoon-like microsporidia in the ticks Amblyomma cajennense and Anocentor nitens (Acari: Ixodidae) // J. Med. Entomol., 1998, 35, p. 1029-1033.
Service M.W. Some ecological considerations basic to the biocontrol of Culicidae and other medically important insects // Integrated mosquito control methodologies. Academic Press, London, 1985, 2, p. 9-30.
Simakova A.V., Vossbrinck C.R., Andreadis T.G. Molecular and ultrastructural characterization of Andreanna caspii n. gen., n. sp. (Microsporida: Amblyosporidae), a parasite of Ochlerotatus caspius (Diptera: Culicidae) // J. Invertebr. Pathol., 2008, 99, 3, p. 302-311.
Solter L.F., Hajek A.E. Control of gypsy moth, Lymantria dispar, in North America since 1878 // Use of microbes for control and eradication of invasive arthropods. Springer, New York, 2009, p. 181-218.
Sprague V., Becnel J.J., Hazard E.I. Taxonomy of phylum Microspora // Crit. Rev. Microbiol., 1992, 18, p. 285-395.
Teetor G.E., Kramer J.P. Effect of ultraviolet radiation on the microsporidia Octosporea muscaedomesticus with reference to protectants provided by the host Phormia regina //J. Invertebr. Pathol., 1977, 30, p. 348-353.
Teetor Barsch G.E., Kramer J.P. The preservation of infective spores of Octosporea muscaedomesticae in Phormia regina, of Nosema algerae in Anopheles stephensi, and of Nosema whitei in Tribolium castaneum by lyophilization // J. of Invertebr. Pathol., 1979, 33, p. 300-306.
Tokarev Y.S. Molecular phylogeny of entomopathogenic microsporidia, a review of the last five years of study // Euroasian Entomol. J., 2010, 9, p. 571-576.
Tokarev Y.S., Levchenko M.V., Naumov A.M., Senderskiy I.V., Lednev G.R. Interactions of two insect pathogens, Paranosema locustae (Protista: Microsporidia) and Metarhizium acridum (Fungi: Hypocreales), during a mixed infection of Locusta migratoria (Insecta: Orthoptera) nymphs // J. Invertebr. Pathol., 2011, 106, p. 336-338.
Tounou A.K., Kooyman C., Douro-Kpindou O.K., Poehling H.M. Combined field efficacy of Paranosema locustae and Metarhizium anisopliae var. acridum for the control of sahelian grasshoppers // Biocontrol., 2008a, 53, p. 813-828.
Tounou A.K., Kooyman C., Douro-Kpindou O.K., Poehling H.M. Interaction between Paranosema locustae and Metarhizium anisopliae var. acridum, two pathogens of the desert locust, Schistocerca gregaria under laboratory conditions // J. Invertebr. Pathol., 2008b, 97, p. 203-210.
van Frankenhuyzen K., Ryall K., Liu Y., Meating J., Bolan P., Scarr T. Prevalence of Nosema sp. (Microsporidia: Nosematidae) during an outbreak of the jack pine budworm in Ontario //J. Invertebr. Pathol., 2011, 108, 3, p. 201-208.
Vavra J., Larsson J.I.R. Structure of the Microsporidia // The Microsporidia and Microsporidiosis. ASM Press, Washington, D.C., 1999, p. 7-84.
Vossbrinck C.R., Debrunner-Vossbrinck B.A. Molecular
phylogeny of the Microsporidia: ecological, ultrastructural and taxonomic considerations // Folia Parasitol., 2005, 52, p. 131142.
Wainright P.O., Hinkle G., Sogin M.L., Stickel S.K. Monophyletic origins of the metazoa: an evolutionary link with fungi // Science, 1993, 260, 5106, p. 340-342.
Weiser J. Die Mikrosporidien als Parasiten der Insekten // Monogr. Angew. Entomol., 1961, 17, p. 1-149.
Weidner E., Canning E.U., Rutledge C.R., Meek C.L. Mosquito (Diptera: Culicidae) host compatibility and vector competency for the human myositic parasite Trachipleistophora hominis (Phylum Microspora) // J. Med. Entomol., 1999, 36, 4, p. 522-525.
Wilson G.G. Effects of the microsporidia Nosema disstriae and Pleistophora schubergi on the survival of the forest tent caterpillar, Malacosoma disstria (Lepidoptera: Lasiocampidae) // Canadian Journal of Entomology, 1977, 109, p. 1021-1022.
Wilson G.G. Effects of Nosema fumiferanae (Microsporidia) on rearing stock of spruce budworm, Choristoneura fumiferana (Lepidoptera: Tortricidae) // Proceedings ofthe Entomological Society of Ontario, 1980, 3, p. 115-116.
Wilson G.G. Nosema fumiferanae, a natural pathogen of a forest pest: Potential for pest management // Microbial Control of Pests and Plant Diseases 1970-1980. Academic Press, New York, 1981, p. 595-601.
Wittner M. Historic perspectives on the Microsporidia: expanding horizons // The Microsporidia and Microsporidiosis. ASM Press, Washington, D.C., 1999, p. 1-6.
http://www.amazon.com/s/ref=nb_sb_noss_1?url=search-alias%3Daps&field-keywords=NOLO+bait
http://www.greenfireshop.com/cart/index.php?productID =1656
http://www.pesticideinfo.org/List_Products.jsp?Rec_Id=PC74 http://www.tolweb.org/Eukaryotes/
ENTOMOPATHOGENIC MICROSPORIDIA: PERFOMANCE OF APLLICATION AGAINS
HARMFUL INSECTS V.A.Pavlyushin, I.V.Issi, Y.S.Tokarev The use of microsporidia in plant protection started with development and application of biopreparations based upon their spores. A huge number of papers of the second half of the past century were devoted to this problem. Nevertheless, only two biopreparations are registered and exploited nowadays based upon Paranosema (Nosema) locustae spores and designed against grasshoppers and locusts. Another direction of microsporidia usage is their introduction into the parasite-free populations to provide long-term suppressive effect. The respective works are being executed to control grasshoppers and gypsy moth. Finally, a third direction is the exploitation of microsporidia prevalence data in population dynamics forecasts of such pests as cabbage white, gypsy moth and beet webworm. This approach allows reducing costs of plant protection measures when applicable. Further progress in practical application of micro-sporidia in plant protection is impossible without profound examination of species composition of parasites, revealing the patterns of formation and functioning of each parasite-host system, including major epizootic trends, to determine specific ways of the parasite species usage.
Keywords: microsporidia, plant protection, bioformulations, introduction, pest density dynamics, forecast.
В.А.Павлюшин, академик РАСХН, [email protected] И.В.Исси, д.б.н., профессор Ю.С.Токарев, к.б.н.
