CC BY
13OECD+WoS: 1.06+IY (Entomology) http://doi.org/10.31993/2308-6459-2020-103-1-37-39
Краткое сообщение
РАСПРОСТРАНЕНИЕ РЕЗИСТЕНТНОСТИ К ИНСЕКТИЦИДАМ
В СИБИРСКИХ ПОПУЛЯЦИЯХ КОЛОРАДСКОГО ЖУКА В СВЯЗИ С ТЕРРИТОРИАЛЬНОЙ ЭКСПАНСИЕЙ ВРЕДИТЕЛЯ
Г.В. Беньковская1*, И.М. Дубовский2'3
'Институт биохимии и генетики УФИЦ РАН, Уфа 2Новосибирский государственный аграрный университет, Новосибирск 3Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий РАН, р.п. Краснообск, Новосибирская область
* ответственный за переписку, e-mail: bengal2@yandex.ru
Полученные при токсикологическом анализе данные о чувствительности имаго колорадского жука Leptinotarsa decemlineata Say (Coleoptera, Chrysomelidae) на территории Новосибирской области свидетельствуют о наличии множественной резистентности к препаратам из классов фосфорорганических соединений (ФОС), неоникотиноидов и нереистоксинов. Особенностью новосибирской популяции является высокая чувствительность к пиретроидам и фенилпиразолам. Эти данные, а также высокий уровень фенотипического сходства имаго из выборок Новосибирской области и Казахстана позволяют выдвинуть предположение о том, что популяционный комплекс колорадского жука на территории Казахстана сформировался из части "волны расселения", не успевшей попасть под широкомасштабное применение пиретроидов, осуществлявшееся в зоне средней полосы России в 80-е годы ХХ века. Вероятно, дальнейшее распространение этой части популяции вида на север привело к формированию новых зон натурализации вида на территории Сибири.
Ключевые слова: колорадский жук, токсикологический анализ, резистентность, популяционный комплекс Поступила в редакцию: '0.'2.20'9 Принята к печати: '0.02.2020
Введение
История расселения колорадского жука Leptinotarsa decemlineata Say (Coleoptera, Chrysomelidae) на территории вторичного ареала - Евразии до сих пор не завершена, и пути расселения вида не всегда однозначно определены. Прогнозы экспансии, сделанные в 70-х годах ХХ века (Ушатинская, 1981), как теперь очевидно, не учитывали весь адаптивный потенциал фитофага, и предполагаемые границы его распространения давно не соответствуют истинному положению. Постоянный рост резистентности колорадского жука к химическим инсектицидам на европейской части ареала - основная причина необходимости
Материалы
Имаго колорадского жука летней генерации были собраны в период с середины июля до середины августа 2013 и 2016 годов на территории Новосибирской области (Карасукский район) и на территории Республики Башкортостан (Бирский район) на картофельных посадках в частных хозяйствах и на плантации Бирского опытного хозяйства Башкирского НИИ сельского хозяйства. До обработок (3-5 сут) имаго содержали в лабораторных условиях на свежем корме при естественном освещении и температуре + 23-26°C.
Оценку чувствительности к инсектицидам проводили топикальным методом, нанося 1 мкл спиртового раствора инсектицида микрошприцом МШ-1 на выемку пе-реднегруди с вентральной стороны. Для расчетов СК 50 (концентрации, смертельной для 50 % обработанных особей) применяли для каждого инсектицида серию из 5 последовательных концентраций, каждый вариант в 3х повторностях по 20 особей. Для обработки использовали хроматографические стандарты действующих веществ инсектицидов производства Sigma-Aldrich (USA) из классов
в более тщательном мониторинге распространения резистентности в популяциях на вновь занимаемых площадях.
К сожалению, токсикологический анализ чувствительности вида к набору инсектицидов из разных классов на территории Сибири не проводился, и мы ориентировались на опубликованные данные по биологической эффективности нескольких пиретроидов (Слобожанина, 2007), нео-никотиноида (Танрек), аверсектина (Фитоверм) и бактериального препарата БТБ (Чуликова, 2014), судя по которым чувствительность к пиретроидам в популяциях Сибири выше, чем чувствительность к остальным препаратам.
и методы
ФОС (пиримифос-метил), пиретроидов (дельтаметрин), неоникотиноидов (тиаметоксам), фенилпиразолов (фи-пронил) и нереистоксинов (бенсултап). По результатам определения СК 50 рассчитывали индекс токсичности - ИТ как показатель резистентности (Сухорученко и др., 2006). Для определения доли устойчивых особей в выборке из 100 имаго для топикальной обработки использовали диагностическую концентрацию каждого инсектицида (Сухорученко и др., 2006).
Оценку фенетического полиморфизма в выборках имаго проводили, выделяя три основных морфотипа - ахро-мисты, промежуточный тип и меланисты, и оценивая их доли в структуре выборок (Беньковская, 2009). Объем выборок имаго из популяции южного Урала составил 400 особей, с территории Сибири - 300 особей, и с территории Казахстана - 200 особей. Статистическую обработку данных токсикологического анализа проводили методом пробит-анализа в модификации Миллера-Тейнтера (Сухо-рученко и др., 2006).
Результаты
Нами в 2013 и 2016 годах предпринят сравнительный токсикологический анализ чувствительности к набору инсектицидов из 5 классов у молодых имаго колорадского жука летней генерации на территории Республики Башкортостан и Новосибирской области (табл.1).
Данные анализа демонстрируют очень высокий уровень устойчивости в популяции Новосибирской области к ФОС, с показателем ИТ более 21, т.е. в 7 раз выше, чем в популяциях Южного Урала. Обращает на себя внимание понижение чувствительности к тиаметоксаму и
и обсуждение
бенсултапу, также значительно отличающееся для новосибирской популяции.
В популяции Новосибирской области, так же как и в популяции Республики Башкортостан (РБ), на фоне высокой устойчивости к ФОС высока доля особей, устойчивых к диагностическим концентрациям тиаметоксама и бенсултапа (рис.1) при высоких индексах ИТ (больше 2 и 1.5 соответственно). Удивительно то, что на этом фоне в сибирской популяции вида сохраняется очень высокая чувствительность к пиретроидам, а также к фипронилу.
Таблица 1. Сравнительная чувствительность к инсектицидам из разных химических классов колорадского жука южно-уральской и сибирской популяций. Приведены значения СК 50 (доверительный интервал 95 %) для топикальной обработки
Инсектицид, СК50 инсектицида для имаго летней генерации, % д. в.
действующее южно-уральская популяция сибирская популяция
вещество 2013 2016 2013 2016
Пиримифос-метил 0.171 (0.159-0.183) 0.7703 (0.7193-0.8213) 3.042 (2.630-3.454) 2.914 (2.187-3.641)
Дельтаметрин 0.0443 (0.0082-0.8054) 0.0218 (0.0143-0.0293) 0.00025 (0.000054-0.00019) 0.00047 (0.000389-0.000559)
Тиаметоксам 0.00103 0.0024 0.00475 0.0025
(0.0003-0.00073) (0.0016-0.0032) (0.0032-0.0063) (0.00227-0.00274)
Фипронил 0.000098 0.000306 0.000133 0.00009
(0.00009-0.00011) (0.000296-0.000316) (0.00012-0.00015) (0.000079-0.000101)
Бенсултап 0.02056 0.059 0.9068 1.833
(0.0191-0.0221) (0.0574-0.0606) (0.8251-0.9885) (1.131-2.535)
пиримифос-метил
дельтаметрин
тиаметоксам
фипронил
бенсултап
Сибирская популяция
Южно-уральская популяция I
Рисунок 1. Частота встречаемости устойчивых к инсектицидам имаго в сибирской и южно-уральской
популяциях колорадского жука
Ранее было показано, что соотношение морфотипов имаго, выделенных по степени меланизации рисунка покровов, может служить индикатором процессов формирования резистентности в популяциях колорадского жука (Беньковская, 2009; Китаев и др., 2016). Проведенный нами фенетический анализ выборок имаго из популяций РБ и Сибири показал, что доля особей с морфотипом ахро-мистов (А) почти в 2 раза выше в популяциях РБ (0.367 по сравнению с 0.199), а в сибирской популяции преобладают особи промежуточного типа (П) (0.476) и меланисты (М, 0.333), тогда как для южно-уральской популяции их доли составили соответственно 0.367 и 0.267.
К сожалению, у нас не было возможности проведения токсикологического анализа для выборки имаго из Казахстана (2013 г.), но проведенный фенетический анализ
0.222:0.459:0.322 демонстрирует очень высокий уровень сходства морфотипической структуры с сибирской популяцией: рассчитанный индекс корреляции Пирсона равен 0.993 при значимости р< 0.001.
Эти результаты наряду с результатами токсикологического анализа чувствительности к инсектицидам выборок из РБ и Новосибирской области позволяют выдвинуть предположение о том, что популяционный комплекс колорадского жука на территории Казахстана сформировался из части «волны расселения», не успевшей попасть под широкомасштабное применение пиретроидов, осуществлявшееся в зоне средней полосы России в 80-е годы. Вероятно, дальнейшее распространение этой части популяции вида на север привело к формированию новых зон натурализации вида на территории Сибири.
показал, что соотношение морфотипов А:П:М, равное
Авторы благодарят д.б.н. В.Ю. Крюкова (ИСиЭЖ СО РАН, Новосибирск) за активную помощь в сборе биоматериала и обсуждении результатов. Исследования частично поддержаны грантами РФФИ №17-44-020347-р_а и №18-416-540008 р_а.
Библиографический список (References)
Беньковская ГВ (2009) Эколого-физиологические характеристики и полиморфизм имаго колорадского жука на территории Башкортостана Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия Естественные науки. 3 (58): 59-67.
Китаев КА, Марданшин ИС, Сурина ЕВ, Леонтьева ТЛ и др (2016) Моделирование генетических процессов формирования резистентности к фипронилу в популяциях колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata Say) Ва-виловский журнал генетики и селекции. 20(1): 78-86. http://doi.org/10.18699/VJ16.112
Слобожанина ЕА (2007) Особенности развития колорадского жука в Зауралье за последние 5 лет Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 3:23-26 Сухорученко ГИ, Долженко ВИ, Гончаров НР, Васильева ТИ и др (2006) Технология и методы оценки побочных эффектов от пестицидов. СПб.: ВИЗР. 52 с. Ушатинская РС (ответств. ред.) (1981) Колорадский картофельный жук. М.: Наука. 377 с. Чуликова НС (2014) Экономическая эффективность использования инсектицидов против колорадского жука на разных сортах картофеля Вестник НГАУ. 4(33): 65-69.
Translation of Russian References
Benkovskaya GV (2009) [Ecological and physiological features and polymorphism of Colorado potato beetle adults in Bashkortostan] Nauchnye vedomosti Belgorodskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya estestvennye nauki. 3 (58): 59-67. (In Russian) Kitaev KA, Mardanshin IS, Surina EV, Leontieva TL et al (2016) [Modeling of genetic processes underlying the development of resistance to fipronil in the Colorado potato beetle] (Leptinotarsa decemlineata Say) Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Vavilov Journal of Genetics and Breeding.20(1):78-86. http://doi.org/10.18699/VJ16.112 (In Russian)
Slobozhanina EA (2007) [Development particularities of Colorado beetle in the Trans-Ural region over the last five
years] Sibirskii vestnikselskohozyaistvennoi nauki. 3:23-26. (In Russian)
Sukhoruchenko GI, Dolzhenko VI, Goncharov NR, Vasylieva TI et al (2006) Tekhnologyia I metody otsenki pobochnykh effektov ot pesticidov. [Tekhnology and methods of estimation of pesticide side effects].St. Petersburg: VIZR: 52 pp. (In Russian) Ushatinskaya RS (Ed.-in-chief) (1981) Koloradskiy kartofelnyy zhuk [Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata Say.]. Moscow: Nauka. 377 pp. (In Russian) Chulikova NS (2014) [Economic efficiency of insecticide application against Colorado beetle to different potato cultivars. Bulletin of NSAU [Novosibirsk State Agrarian University Bulletin].(4):65-69. (In Russian)
Plant Protection News, 2020, 103(1), p. 37-39
OECD+WoS: 1.06+IY (Entomology) http://doi.org/10.31993/2308-6459-2020-103-1-37-39
Short communication
SPREADING OF COLORADO POTATO BEETLE RESISTANCE TO CHEMICAL INSECTICIDES IN SIBERIA AND HISTORY OF ITS SETTLING IN THE SECONDARY AREA
G.V. Benkovskaya1*, I.M. Dubovskiy2,3
1Institute of biochemistry and genetics, Ufa federal scientific centre of RAS, Ufa, Russia 2Novosibirsk state agricultural university, Novosibirsk, Russia 3Siberian federal scientific centre of agrobiotechnologies of RAS, Krasnoobsk, Novosibirsk region, Russia
*corresponding author, e-mail: bengal2@yandex.ru
Data obtained from toxicological analysis of sensitivity to insecticides in Colorado potato beetle Leptinotarsa decemlineata Say (Coleoptera, Chrysomelidae) in Novosibirsk region evidenced presence of multiresistance to organophosphorus compounds (OPC), neonicotinoids and nereistoxins. High level of sensibility to pyrethroids and phenylpyrazoles is a peculiarity of Novosibirsk population of Colorado beetle. These data as well as high phenotypical similarity of adults from Novosibirsk region and Kazakhstan suggest that population complex of Colorado beetle in Kazakhstan had formed from part of the "settling wave" which did not fall under wide-scale pyrethroids application in the middle zone of Russia in 1980th. Probably,further spreading of this part of Kazakhstan population northwards led to formationof new zones of species naturalization in Siberia.
Keywords: Colorado beetle, toxicological analysis, resistance, population complex
Received: 10.12.2019
Accepted: 10.02.2020
