CC BY
54УДК 632.651
Д.Д. СИГАРЁВА, д-р биол. наук, профессор, научный сотрудник1
В.В. ХАРЧЕНКО
аспирант1
Н.А. ЧИГРИН, канд. биол. наук, доцент кафедры ландшафтного проектирования2 2Полесский государственный университет, г. Пинск, республика Беларусь
Е.В. БОЛТОВСКАЯ
старший научный сотрудник1
А.Н. КОВТУН
аспирант
1Институт защиты растений НАН Украины, г. Киев, Украина
Статья поступила 11 апреля 2018г.
РАЗМНОЖЕНИЕ ЭНТОМОПАТОГЕННЫХ НЕМАТОД РОДА STEINERNEMA НА ЛИЧИНКАХ МАЙСКОГО ЖУКА (MELOLONTHA MELOLONTHA) В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
Проверена возможность использования майского жука (Melolontha melolontha) для массового размножения энтомопатогенных нематод (ЭПН) рода Steinernema в лабораторных условиях. Исследована миграционная активность и репродуктивный потенциал стейнернем на личинках майского жука.
Ключевые слова: энтомопатогенные нематоды, насекомое-хозяин, выделение личинок, Steinernema spp., Entonem.
Введение. Использование интегрированной системы защиты против вредителей, обитающих в почве, и других скрытноживущих имеет определенные трудности. В этом контексте внимание ученых привлекли биопрепараты нового поколения, которые создаются на основе энтомопатогенных нематод. Их популярность связана, в первую очередь, с экологической безопасностью и более низкой, в сравнении с другими биопестицидами, стоимостью производства [2, с. 967-969].
В настоящее время практика защиты растений во многих странах имеет значительное количество примеров успешного использования энтомопатогенных нематод для защиты от вредителей сельскохозяйственных культур. Эффективность биоинсектицидов на основе энтомопатогенных нематод в большинстве опытов была на уровне эффективности химических препаратов, причем, стоимость препаратов на основе энтомонематод в целом не превышает стоимости химических [1, с. 110]. Хоть затраты на обработку энтомонематодами ряда культур (например, садов, ягодников) выше, чем на обработку инсектицидами, первый вариант является более перспективным вследствие отсутствия токсичных остатков пестицидов и более длительного действия на вредные организмы.
Однако для успешного использования ЭПН нужно наработать методы их культивирования. На сегодня хорошо разработаны методы массового производства энтомопатогенных нематод как на личинках насекомых, так и на искусственных питательных средах.
Восковая моль (Gallería mellonella) считается лучшим насекомым-хозяином для размножения энтомопатогенных нематод ín vivo [3, с. 300]. Культивирование ЭПН на ней производится для массового получения инвазионных личинок.
Выход биомассы инвазионных личинок и их миграционная активность зависят от дозы нематод и плотности их микропопуляций в процессе формирования первого поколения [4, с. 142-143]. При оптимальной плотности нематоды развиваются в одном поколении, миграция их из насекомого-хозяина происходит в короткий срок и более интенсивно; при плотности, превышающей оптимальную, нематоды развиваются в двух поколениях. Возраст и размеры насекомых также влияют на темпы размножения ЭПН. Есть наблюдения, позволяющие заключить, что выход инвазионных личинок повышается с увеличением дозы заражения и возраста гусениц. Наиболее высокие показатели выхода биомассы нематод, полученные при заражении гусениц галерии весом 100-120 мг и при дозе заражения 300 инвазионных личинок на 1 гусеницу.
В настоящее время почти все лабораторное и маломасштабное разведение энтомопатогенных нематод основано на использовании гусениц восковой моли, однако используются и другие насекомые-хозяева.
Методика и объекты исследования. В нашей работе в качестве насекомого-хозяина испыты-вались личинки майского жука (Melolontha melolontha).
Для проведения опытов по эффективности ЭПН требуется большое количество живых личинок или готовые промышленные препараты. Известно, что в Украине таких препаратов нет, но у нас была возможность испытывать голландский биологический препарат Ентонем на основе нематоды вида Steinernema feltiae.
Задачи исследования: определить возможность получения личинок ЭПН путем их размножения в лабораторных условиях на вредных тест-насекомых; сравнить производительность размножения местного изолята Steinernema sp. с известным видом Steinernema feltiae, которым представлен препарат Ентонем. Опыт включал 2 существующих способа выделения личинок ЭПН из зараженных насекомых: метод Орозко (2014 г) и метод Уайта (1924 г).
В опыте использовали личинки майского жука, одна половина из которых погибла от Steinernema feltiae, а другая половина - от местного изолята Steinernema sp. В каждом варианте заражения живых личинок нового поколения выделяли как методом Орозко (3 насекомых), так и методом Уайта (3 насекомых). Подсчет выделенных личинок проводили каждые 2-3 дня на протяжении полутора месяцев (начиная с размещения личинок жука) согласно двум методам выделения.
Результаты и их обсуждение. Как видно из приведенных данных, выделение личинок ЭПН из зараженных личинок майского жука началось на 2-12 день после их размещения в чашках Петри. При этом при использовании метода Уайта (увлажненная среда) выделение начиналось значительно раньше (на 2-5 день), в то время как по методу Орозко (сухая среда) этот процесс зафиксирован на 10-12 день. Эта закономерность отмечена как со Steinernema sp., так и со Steinernema feltiae.
Выделение личинок ЭПН, которое началось на 2-12 день после гибели тест-насекомых, продолжалось от 49 до 55 дней (Таблица 1). Несколько дольше этот процесс продолжался у вида Steinernema feltiae, короче - у местного изолята Steinernema sp. (40-49 дней).
Относительно влияния метода выделения личинок (Орозко, Уайт) на длительность процесса выделения, полученные нами данные противоречивы. В одном случае (со Steinernema sp.) процесс длился 40 дней с применением метода Орозко и 49 дней с применением метода Уайта. В другом случае (со Steinernema feltiae) все было наоборот: по методу Орозко личинки выделялись 55 дней, по методу Уайта 49 дней.
В целом, несколько лучшие результаты отмечены для вида Steinernema feltiae, у которого от одной личинки майского жука было получено 110421 (53883-151768) личинок ЭПН. Для местного изолята Steinernema sp. эти показатели немного ниже, но также удовлетворительные (92369 (32666-134987) особей).
Таблица 1 - Размножение представителей рода 8(етвтета на личинках майского жука (МеЫоМка теШвШИа) в лабораторных условия
№ п/п Изолят Даты Метод выделения Начало выделения Продолжительность выделения Количество личинок, выделенных с одного насекомого
заражения гибели Дата Дней после гибели Даты Количество дней
1 Steinernema sp 14.05 17.05 Орозко 26.05 10 26.0505.07 40 69067 (32666126993)
2 14.05 17.05 Уайта 22.05 8 22.0510.07 49 115669 (95094134987)
Среднее 9 44,5 92369 (32666134987)
1 Steinernema /еШае 17.05 19.05 Орозко 28.05 9 28.0510.07 55 121748 (91728151768)
2 17.05 19.05 Уайта 22.05 3 22.0610.07 49 99614 (53803131344)
Среднее 6 52 110481 (53803151768)
Количественные показатели влияния методов выделения на эффективность процесса выделения личинок ЭПН также противоречивы. В одном случае (местный изолят Б1ететета sp.) методом Уайта выделилось почти вдвое больше личинок, чем по методу Орозко, а именно 115369 (95094-134987) против 69067 (32666-95997). В случае с популяцией Steinernema/еШае по методу Уайта зафиксировано 99814 (53803-131344) личинок, а по методу Орозко - 121748 (91728151768).
Таким образом, процесс выделения личинок ЭПН из зараженных личинок майского жука продолжался от 40 до 55 дней. Но мы проводили учет личинок каждые 2-3 дня, поэтому целесообразно проанализировать эффективность процесса выделения от его начала и до конца.
Соответствующие данные, приведенные в таблице 2, показали, что основная масса личинок выделилась в средние 3 декады всего периода выхода, но наибольшая их численность (33,451,5%) выделилась во вторую декаду (с 01.06.2017 г. по 11.06.2017 г.). Достаточно большая численность личинок (24,6-39,1%) наблюдалась в третью декаду (с 13.06.2017 г. по 22.06.2017 г.). В четвертой декаде (с 27.06.2017 г. по 08.07.2017 г.) личинки еще продолжали интенсивно выделяться, однако в одном из вариантов она снизилась до 8,3% (возможно, повлиял примененный здесь метод Орозко).
Значительно меньшее количество составляли личинки, которые появились в чашках Петри в первую декаду (1,1-6,0%). Еще меньше их было в конце процесса выделения, в большинстве чашек Петри, выставленных по методу Орозко, личинок уже не было, а в некоторых - их численность не превышала 0,1%.
Таблица 2 - Динамика выделения личинок ЭПН при размножении на насекомых майского жука (МвЫоМка теШоШИа)
Дата Количество выделенных нематод по дате учета
№ п/п Изолят Метод выделения заражения я и ан ле 22.05- 01.06- 13.06- 27.06- 10.0 7- Всего
на ед ы в 30.05 11.06 24.06 08.07 14.0 7
1 Steinernema sp 14.0 5 26.0 5 1824 8304 22508 30 0 32666
2 Орозко 222 5340 24856 17126 0 47544
3 175 93113 33592 112 0 126992
Среднее 740 35586 26985 5756 0 69067
% 1,1 51,5 39,1 8,3 0 100
1 Steinernema sp 14.0 5 22.0 5 5511 65664 20468 24968 316 116927
2 Уайта 7076 43288 56444 27968 211 134987
3 6356 66060 8644 14035 9 95104
Среднее 6314 58337 28519 22324 179 115673
% 5,5 50,4 24,6 19,3 0,2 100
7 Steinernema feltiae 17.0 5 28.0 5 0 23012 29976 38740 0 91728
8 Орозко 7219 40515 31024 42063 162 120983
9 14768 58019 33272 45386 323 151768
Среднее 7329 40515 31424 42063 162 121493
% 6,0 33,4 25,9 34,6 0,1 100
10 Steinernema feltiae 17.0 5 22.0 5 5359 51568 23616 31333 18 113694
11 Уайт 3013 64224 23256 40542 309 131344
12 926 18384 30236 4257 0 53803
Среднее 3099 44725 25703 25977 109 99614
% 3,1 44,9 25,8 26,1 0,1 100
Следовательно, при культивировании ЭПН на личинках майского жука все заново образованные личинки успевают выйти наружу за 40-55 дней. Наиболее активный выход личинок (24,651,5%) наблюдался в период второй-четвертой декад. В первой декаде процесс выхода личинок только начинался, и количество их по вариантам исследований не превышало 1,1-6,0%. В последнюю (пятую) декаду в большинстве случаев выход личинок уже прекратился, а если и продолжался, то количество личинок было незначительным.
Выводы. При размножении ЭПН на личинках майского жука целесообразно использовать метод Уайта, при котором выход личинок энтомонематод с трупа насекомого-хозяина начинается на 2-5 день, в то время как по методу Орозко - на 10-12 день.
Процесс выделения личинок ЭПН длился от 40 до 55 дней. Он был несколько длительнее у Steinernema/еШае (49-55 дней), короче - у местного изолята Steinernema sp. (40-49 дней).
Всего за указанный период из одной личинки майского жука, зараженного Steinernema feltiae, получено 110 421 (53803-151768) инвазионных личинок нематод, при заражении местным изоля-том Steinernema sp. показатель несколько ниже, но также удовлетворительный - 92369 (32666-134987)особей.
Относительно производительности различных периодов выделения можно утверждать, что лучшие показатели получены в течение 2-4 декад. Больше всего личинок выделилось во 2 декаду (33-51%), достаточно много их выделилось в течение 3 декады (25,8-39,1%). В первой декаде вышли от 1,1 до 6,1% личинок. В последнюю декаду выход личинок прекратился.
Список литературы
1. Kaya, K.H. The nematodes, Neoaplectana carpocapsae and Heterorhabdus spp., in biological control of insect pests / K.H. Kaya // Invertebrate Pathology and Microbial Control Proceeding. III rd Internat. Colloquium on Invertebrate Pathology. - 1982. - P. 107-112
2. Nickle, W.R. Manual of Agricultural Nematology / W.R. Nickle. - New York: Marcel Dekker, 1991. - 1035 p.
3. Woodring, J.L. Steinernematid and Heterorhabditid Nematodes: a handbook of biology and techniques / J.L. Woodring, H.K. Kaya. - Fayetteville, Ark. : Arkansas Agricultural Experiment Station, 1988. - 331 p.
4. Сигарева, Д.Д. Оценка инвазионной активности энтомопагогенных нематод Steinernema и Heterorhabditis относительно насекомых / Д.Д. Сигарева [и др.] // Агробюлопя - 2012. - № 8. - С. 140-145
SIGAREVA Dina D. KHARCHENKO Valentine V. TSCHIGRIN Natalia A. BOLTOVSKA Elena V. KOVTUN Andrei N.
REPRODUCTION OF ENTOMOPATHOGENIC NEMATODES OF THE GENUS STEINERNEMA IN THE LARVAE OF THE MAY BEETLE (MELOLONTHA MELOLONTHA) IN THE LABORATIRY
Verified the possibility of use of the tree-beetle (Melolontha melolontha) for mass reproduction entomopathogenic nematodes of the genus Steinernema in the laboratory. Migration activity and reproductive potential of the Steinernema on the larvae of the tree-beetle were studied.
Key words: entomopathogenic nematodes, host insect, larva isolation, Steinernema sp., Entonem.
References
1. Kaya K.H. The nematodes, Neoaplectana carpocapsae and Heterorhabdus spp., in biological control of insect pests . Invertebrate Pathology and Microbial Control Proceeding. III rd Internat. Colloquium on Invertebrate Pathology, 1982, pp. 107-112.
2. Nickle W. R. Manual of Agricultural Nematology. New York, Marcel Dekker, 1991, 1035 p.
3. Woodring J.L., Kaya K.H. Steinernematid and Heterorhabditid Nematodes: a handbook of biology and techniques. Fayetteville, Ark., Arkansas Agricultural Experiment Station, 1988, 331 p.
4. Sigareva D.D, Galagan T.A., Dovgelya V.M., Gratsianova N.V., Olenenko V.V., Bokshan O.Ya., Zhuravchak T.M. Otsenka invazionnoy aktivnosti entomopatogennykh nematod Steinernema i Heterorhabditis otnositel'no nasekomykh [Research migratory activity of entomopathogenic nematodes steinernema and heterorhabditis genera against insects]. Agrobiologiya [Agrobiology], 2012, no. 8, pp. 140-145 (in Ukraine)
Received 11 April 2018
