CC BY
11«Эколого-генетические основы современных агротехнологий». СПб, 27-29 апреля 2016 г.
127
На этой основе разработана новая концепция оптимизации фитосанитарного состояния агробиоценозов, предусматривающая биоценотический подход к построению защитных мероприятий, направленных на управление структурно-функциональной организацией агроэкоси-стем, в том числе процессов флуктуаций и сукцессий, то есть изменениями видового состава сообществ, усиления средоулучшающих и ресурсовозобновляющих функций агробиоценозов, агроэкосистем и агроландшафтов. Такой подход делает возможным управление не только динамикой численности вредных и полезных видов в агро-биоценозах, но и их ответными реакциями на экзогенные воздействия. При этом основной мишенью построения систем управления функционированием агробиоценозов является триотроф: растение-продуцент - консументы первого порядка (фитофаги) - консументы второго порядка (энтомофаги).
В то же время ориентация стратегии защиты растений на разработку методов и приемов биоценотического регулирования функционированием агроэкосистем выдвигает сложнейшие для их теоретической и практической реализации проблемы, поскольку касается управления весьма сложными биологическими системами, к каковым относятся агроэкосистемы и агроландшафты. Это, в свою очередь, потребует определенного уровня научного обеспечения. Исходя из этого, к числу основных проблем теоретической и практической защиты растений следует отнести проблему разработки на новой основе мероприятий направленных на предотвращение или сдерживание возникновения стрессовых ситуаций в агроэкосистемах под влиянием человеческой деятельности, в том числе и в результате нерегламентированного применения средств защиты растений.
Plant Protection News, 2016, 3(89), p. 126-127
NEW PARADIGM OF PLANT PROTECTION DEVELOPMENT AND CONCEPT OF ITS SCIENTIFIC AND PRACTICAL RESOLUTION V.A. Pavlyushin, N.A. Vilkova, G.I. Sukhoruchenko, S.L. Tyuterev, L.I. Nefedova
All-Russian Institute of Plant Protection, vizrspb@mail333.com
New conception of optimization of phytosanitary condition of agricultural ecosystems is substantiated, implying biocenotic approach to the planning of plant protection measures, aimed at regulation of structural and functional organization of agricultural ecosystems.
УДК 577.29
РАЗРАБОТКА ТЕСТ-СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ПЦР ДЛЯ ВИДОВОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЖЕРТВЫ ПО СОДЕРЖИМОМУ КИШЕЧНИКА ХИЩНЫХ КЛОПОВ СЕМЕЙСТВА MIRIDAE (INSECTA: HETEROPTERA)
И.М. Пазюк, Ю.М. Малыш, Ю.С. Токарев
Всероссийский НИИ защиты растений, Санкт-Петербург, Пушкин, Россия, ipazyuk@gmail.com
Подходы молекулярной генетики находят самое широкое применение в разнообразных областях биологии. В частности, методы видовой идентификации, основанные на ПЦР, могут применяться в отношении образцов ДНК жертвы в содержимом кишечника хищника, что может быть использовано для прецизионного экспресс-анализа трофических преференций последнего. В рамках настоящей работы нами разработан набор олигонуклеотидных зондов, специфически амплифицирующих фрагменты мтДНК двух хищных клоповMacrolophuspygmaeus и Nesidiocoris tenuis и их потенциальных жертв - тепличной белокрылки Trialeurodes vaporariorum и персиковой тлиMyzuspersicae. Апробация ПЦР-зондов показала их пригодность для видовой идентификации жертвы в отношении проб ДНК, экстрагированных кишечников клопов, питавшихся тем или иным видом жертвы.
Ключевые слова: полифаги, Macrolophus, Nesidiocoris, Trialeurodes, Myzus, трофические преференции, мтДНК, цитохром оксидаза, цитохром b.
Клопы Macrolophus pygmaeus Rambur и Nesidiocoris tenuis Reuter (Miridae) являются хищниками-полифагами [Wheeler, 2000]. В теплицах и на открытых полях овощных культур они питаются табачной и оранжерейной бе-локрылками, трипсами, тлями, минерами, паутинными клещами, яйцами чешуекрылых [Torreno, 1994; Urbaneja, et al., 2005; Пазюк, 2011]. Наряду с поеданием различных видов вредных насекомых и клещей, эти слепняки так же питаются растениями, т.е. имеют смешанный тип питания.
Ряд хищников, несмотря на широкий круг потенциальных жертв, демонстрирует предпочтения в питании
тем или иным видом. Например, M. caliginosus Wagner при возможности выбора предпочитал тлю Myzus persicae Sulz. паутинному клещу Tetranychus urticae Koch [Foglar et al., 1990; Moayeri et at., 2006], белокрылку Trialeurodes vaporariorum Westwood белокрылке Bemisia tabaci Gennadius [Bonato et al., 2006]. Хищные клопы-полифаги Orius laevigatus Fieber и Orius majusculus Reuter (Anthocoridae) в тесте при питании белокрылкой B. tabaci и трипсом Francliniella occidentalis Pergande в значительной степени предпочитали трипсов [Arno J. et al., 2008].
128
Вестник защиты растений 3(89) - 2016. Материалы международной конференции
Пищевые предпочтения многих видов хищных клопов изучены крайне слабо, так как традиционно данные исследования сопряжены с целым рядом методических трудностей. С другой стороны, современные достижения молекулярной биологии позволяют проводить видовую идентификацию биологических образцов в самом разном состоянии, включая содержимое кишечника, открывают новые возможности в данном направлении [Schmidt et al., 2009; Itou et al., 2013].
В рамках настоящей работы нами разработан набор олигонуклеотидных зондов (праймеров) к фрагментам гена первой субъединицы цитохром оксидазы или ци-тохрома b мтДНК двух хищных клопов M. pygmaeus и N. tenuis и их потенциальных жертв - тепличной белокрыл-ки T. vaporariorum и персиковой тли M. persicae. Каждая
из четырёх пар праймеров специфически амплифицирует фрагмент мтДНК одного из четырёх перечисленных видов насекомых, соответственно, все четыре фрагмента различаются по длине, а температура отжига праймеров находится в диапазоне от 61 до 63 °С что позволяет использовать данную систему в виде мультиплексной смеси (табл.), в которой зонд, амплифицирующий ДНК хищника, служит в качестве внутреннего контроля.
Апробация ПЦР-зондов показала их пригодность для видовой идентификации жертвы в отношении проб ДНК, экстрагированных кишечников клопов, питавшихся тем или иным видом жертвы, что позволяет рекомендовать данную систему для изучения предпочтений данных видов клопов по отношению к модельных жертвам - тле и белокрылке.
Таблица. Мультиплексные праймеры для видовой индентификации двух видов хищных клопов и их потенциальных жертв
Праймер Локус 5'-3' последовательность Tm,°C Длина, н.о. GC, % Длина продукта, н.о.
Nest1F Nest1R COI ATGAACAGTATACCCTCCTCTGTC AAGAGTAAGGCAGTGATTCCTGTG 61.5 63 24 24 45 45 211
Macp1F Macp1R CACCCGACATAGCATTTCCTC CGTTCTGATGATATACCTTGTGGTC 61.3 61.5 21 25 52 44 288
Triv1F Triv1R cytB GGGATTTTCTGTTGATAATGCAACTC ATAAGATCTTGTCAACCCAGCAG 61.5 60.9 26 24 38 43 148
Myzp1F Myzp1R ATATAGAAATTTTGATAAAATTACATTCTCACC GTAGGTGTAACTATTGGGTTTGCTA 61 60.9 36 25 25 40 169
Название праймеров соответствует виду насекомого: Nesidiocoris tenuis (Nest), Macrolophus pygmaeus (Macp), Trialeurodes vaporariorum (Triv), Myzus persicae (Myzp). COI - первая субъединица цитохром оксидазы, cytB - цитохром b, Tm - температура плавления праймеров, GC - процентное содержание гуанина и цитозина в составе нуклеотидной последовательности праймера
Библиографический список (References)
Пазюк И.М. Перспективы использования клопов зоофитофагов из семейства Miridae (Heteroptera) в биологической защите растений // Информ. бюл. ВПРС МОББ, 2011. N 42. с. 154-158 Arno J., Roig J., Riudavets J. Evaluation of Orius majusculus and Orius laevigatus as predators of Bemisa tabaci and estimation of their prey preference // Biological Control, 2008. N 44. p. 1-6 Bonato O., Couton L., Fargues J. Feeding preference of Macrolophus caliginosus (Heteroptera: Miridae) on Bemisia tabaci and Trialeurodes vaporariorum (Homoptera: Aleyrodidae) // J. Econ. Entomol., 2006. Vol. 99. iss. 4. p. 1143-1151 Foglar H., Malausa J.C., Wainberg E. The functional response and preference of Macrolophus caliginosus (Heteroptera: Miridae) for two of its prey: Myzus persicae and Tetranychus urticae // Entomophaga, 1990. Vol. 35. p. 465-474 Itou M., Watanabe M., Watanabe E., Miura K. Gut content analysis to study predatory efficacy of Nesidiocoris tenuis (Reuter)
(Hemiptera: Miridae) by molecular methods // Entomological Science, 2013. N 16. p. 145-150 Moayeri H.R.S., Ashouri A., Bradsgaard H.F., Enkegaard A. Odour-mediated preference and prey preference of Macrolophus caliginosus between spider mites and green peach aphids // J. Appl. Entomol., 2006. Vol. 130. iss. 9-10. p. 504-508 Torreno H. Predation behavior and efficiency of the bug Cyrtopeltis tenuis (Hemiptera: Miridae), against the cutworm, Spodoptera litura (F.). Philippine Entomol., 1994. N 9. p. 426-434 Urbaneja, A., Tapia G., Stansly P. Influence of host plant and prey availability on developmental time and surviorship of Nesidiocoris tenius (Het.: Miridae) // Biocontrol Science and Technology, 2005. Vol. 15. N 5. p. 513-518 Wheeler A.G. Predacious Plant bugs (Miridae) // Heteroptera of economic importance. C. W. Schaefer, A. R. Panizzi. -CRC Press LLS, 2000. p. 667-668
Plant Protection News, 2016, 3(89), p. 127-128
DEVELOPMENT OF A PCR-BASED ASSAY FOR PREY SPECIES IDENTIFICATION IN GUT CONTENT OF PREDATORY BUGS OF THE FAMILY MIRIDAE (INSECTA: HETEROPTERA)
I.M. Pazyuk, Yu.M. Malysh, Yu.S. Tokarev
All-Russian Institute of Plant Protection, ipazyuk@gmail.com
Molecular genetics approaches are widely exploited in diverse fields of biology. In particular, PCR -based species identification methods may be applied to prey DNA samples in gut content of the predator to assay trophic preferences of the latter. Within the frames of the present work a set of oligonucleotide probes was developed which specifically amplified gene fragments of cytochrome oxidase subunit I of mtDNA of two predatory bugs Macrolophus pygmaeus and Nesidiocoris tenuis and their potential prey - glasshouse whitefly Trialeurodes vaporariorum and peach aphid Myzus persicae. Aprobation of the probes showed their reliability for species identification for DNA samples extracted from guts of the bugs feeding on different prey species.
