CC BY
39
Остается надеяться, что с дальнейшим ростом количества хозяйств вырастет и культура разведения и выращивания рыбы, а соответственно и качество этого ценного пищевого продукта
PARASITOFAUNA OF CARPS ON NOVOBURASSKY DISTRICT FARMS OF SARATOV PROVINCE
D.M. Korotova, G.A. Fedotova
Saratov State Agrarian University
Novoburassky district annually takes the first place in Saratov Province in the number of carp pools infected with invasion diseases. Since 1999 the following causative agents of infection have been identified there: Khawia sinensis, Bothri-ocephalus gowkongensis, Diplostomum spathaceum, Valipora camphilancristrota, Diplozoon paradoxum, Argulus coregoni. The invasion diseases often occur in association.
II. ЭКОЛОГИЯ
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СПОНТАННЫХ МИКРОБОЦЕНОЗОВ НЕКОТОРЫХ РАСТИТЕЛЬНОЯДНЫХ НАСЕКОМЫХ
А.М. Петерсон, Е.В. Глинская
Саратовский государственный университет
Фитофаги составляют существенную часть всего обилия видов насекомых. Особую группу представляют сосущие насекомые, к которым относятся полужесткокрылые, или хоботные (Hemiptera s. Rhуnсhоtа), питающиеся только соками высших растений, преимущественно цветковых. Однако растительные соки не содержат многих жизненно важных для насекомых химических веществ, недостаток которых компенсируется деятельностью микроорганизмов-симбионтов (Takahiro et al., 2006). В мировой литературе встречаются лишь единичные работы, посвященные видовому разнообразию и роли симбиотических бактерий, обитающих в пищеварительном тракте отдельных видов тлей и клопов.
Из всего сложного микробоценоза кишечника тли наиболее изученными являются бактерии рода Buchnera. Данный вид является специфическим внутриклеточным симбионтом тли и обитает в специализированных клетках хозяина — бактериоцитах. В результате симбиотического существования Buchnera подверглась генетической деградации: потеряла способность к рекомбинации, ее геном сильно упростился и потерял пластичность из-за утраты мобильных генетических элементов и повторов. Вместе с тем эти симби-
онты синтезируют для своих хозяев аминокислоты, витамины и другие необходимые вещества (Stouthamer et al., 1993; Shigenobu, 2000).
У растительноядных клопов наиболее изученными симбионтами являются бактерии рода Ishikawaella. Главная особенность этих симбионтов состоит в том, что они живут не внутри, а вне клеток хозяина. Самка клопа, откладывая яйца, в каждую кладку помещает определенное количество «симбиотических капсул» - покрытых оболочкой шариков, содержащих бактерии-симбионты в питательной среде. Вылупившиеся личинки поедают капсулы, бактерии попадают в задний отдел средней кишки, который превращается в инкубатор для симбионтов. У самок этот отдел кишечника подразделяется на три части: в передней обитают бактерии, в средней образуется питательный «наполнитель» для симбиотических капсул, а в задней - их оболочка. У самцов два последних отдела отсутствуют. Удаление симбиоти-ческих капсул из кладки приводит к резкому увеличению смертности личинок и замедлению роста (Mundel, 2005).
Целью нашей работы стала сравнительная характеристика спонтанных микробоценозов пищеварительных трактов некоторых видов тлей и растительноядных клопов.
Работа проводилась в 2007-2008 гг. Было исследовано по 100 бескрылых самок яблонной (Aphis pomi Deg.), черёмуховой (Rhopalosiphum padi L.) и смородиновой (Eriosoma ulmi L.) тли и по 10 экземпляров клопа ягодного (Dolycoris baccarum L.) и щитника черноусого (Carpocoris fuscispinus Boh.).
Яблонная тля была собрана с плодовых деревьев в черте г. Энгельса, черёмуховая - с молодых побегов черёмухи в черте г. Саратова, смородиновая - с листьев черной смородины в с. Золотое Саратовской области, все клопы были собраны в природных стациях в окрестностях г. Саратова. Идентификация насекомых проводилась по определителю насекомых (Плавильщиков, 1994), правильность определения подтверждена профессором кафедры энтомологии Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова Б.С. Якушевым.
Непосредственно перед бактериологическим посевом насекомых усыпляли, обрабатывали в 96%-ном этаноле в течение 5 мин для уничтожения микроорганизмов, обитающих на внешних покровах, затем дважды промывали в стерильном физиологическом растворе.
Тля исследовалась партиями по 10 экземпляров. Каждую партию тли растирали в ступке с 0,5 мл физиологического раствора. Средняя масса
Л
10 самок тлей составляла 0,005 г, таким образом, получали разведение 10- . Исследование клопов проводили индивидуально: каждую особь вскрывали в стерильных условиях, вычленяли пищеварительный тракт, который растирали в ступке с 0,5 мл физиологического раствора. Средняя масса исследуемого органа составляла 0,005 г, таким образом, получали разведение 10-2.
По 0,1 мл полученной суспензии засевали на ГРМ-агар, картофельную среду и среду ВЯ следующего состава: вытяжка из яблоневых листьев (10%), яблочный сок (10%), пептон (1%), глюкоза (1%), фруктоза (1%), неорганиче-
ские соли NaCl, FeSO4, KNO3, K2HPO4, MgSO4, CaCO3 (по 0,1%), голодный агар (3%), рН = 6. Последняя среда являлась экспериментальной и была разработана и апробирована нами для выделения микроорганизмов, приспособленных к обитанию в пищеварительном тракте растительноядных насекомых.
Посевы инкубировали при температуре 28 °С в течение 48 ч. Для идентификации выделенных культур проводили изучение их морфологических, культуральных и биохимических свойств. Видовую принадлежность устанавливали по «Определителю бактерий Берджи» (1997) и определителю «Санитарно-значимые микроорганизмы» (Пивоваров, Королик, 2000).
Индекс общности видового состава микробоценозов различных видов насекомых определяли как отношение числа видов, общих для сравниваемых объектов, к суммарному числу выявленных у них видов микроорганизмов, выраженное в процентах.
В результате наших исследований из пищеварительных трактов трех видов тлей выделено 38 видов бактерий, принадлежащих к 21 роду. Наиболее разнообразно в видовом отношении оказался представлен род Bacillus (B. alvei, B. azotoformans, B. cereus, B. circulans, B. factidiosus, B. licheniformis, B. megaterium, B. psychrosacharoliticus, B. thuringiensis), за ним следуют роды Staphylococcus (S. cohnii cohnii, S. shleiferi shleiferi, S. saprophyticus, S. sacharoliticus) и Erwinia (E. cacticida, E. psidii, E. rhapontici) (рис.1, а).
а б
Bacillus; ЕШ Staphylococcus; 0 Erwinia; □ Другие роды
Рис. 1. Структура микробоценоза пищеварительного тракта тли (а) и растительноядных клопов (б)
В пищеварительном тракте растительноядных клопов обнаружено 20 видов бактерий, принадлежащих к 13 родам. Наиболее разнообразно в видовом отношении также оказались представлены роды Bacillus (B. cereus, B. factidiosus, B. coagulans, B. licheniformis, B. pasteurii, B. sp.) и Staphylococcus (S. cohnii cohnii,, S. saccharolyticus, S. shleiferi shleiferi). Остальные роды представлены единичными видами (рис.1, б).
Индекс общности видового состава микробоценозов тли и растительноядных клопов составил 33,4%. Из 20 видов микроорганизмов, обнаруженных в кишечнике клопов, 14 встречались у тли.
Таким образом, более разнообразным оказался микробоценоз тли, хотя структурно микробные ассоциации этих двух групп насекомых оказались достаточно схожими: в обоих случаях наиболее широко оказались представлены роды Bacillus и Staphylococcus.
Из пищеварительного тракта яблонной тли выделено 23 вида бактерий, среди которых 6 видов рода Bacillus, 5 видов грамположительных неспоровых палочек родов Aureobacterium, Cellulomonas, Curtobacterium, Exiguobacterium, 8 видов грамположительных кокков родов Deinococcus, Kocuria, Kytococcus, Micrococcus, Planococcus, Staphylococcus и 2 вида гра-мотрицательных палочек родов Aeromonas и Pseudomonas (рис. 2, а).
В пищеварительном тракте черёмуховой тли обнаружено 17 видов бактерий, среди которых 2 вида рода Bacillus, 2 вида грамположительных неспоровых палочек родов Microbacterium и Pimelobacter, 4 вида грамполо-жительных кокков родов Kocuria, Kytococcus, Planococcus, Staphylococcus и 9 видов грамотрицательных палочек родов Aeromonas, Alcaligenes, Brevundimonas, Erwinia, Obessumbacterium, Pseudomonas, Serratia и Vibrio (рис. 2, б).
Из пищеварительного тракта смородиновой тли выделено 10 видов бактерий, среди которых 3 вида рода Bacillus, 1 вид грамположительных неспоровых палочек рода Pimelobacter, 5 видов грамположительных кокков родов Kytococcus, Micrococcus, Planococcus, Staphylococcus и 1 вид грамотрицательных палочек рода Erwinia (рис. 2, в).
а б в
В Г+ споровые палочки; □ Г+ неспоровые палочки; ЕЛ Г+ кокки; ЕЗ Г- палочки
Рис. 2. Соотношение видов бактерий, принадлежащих к различным морфологическим формам, в пищеварительном тракте яблонной (а), черёмуховой (б)
и смородиновой (б) тли
При сравнении видового состава микробоценозов пищеварительных трактов разных видов тли было установлено, что наиболее схож он у яблонной и смородиновой тли (индекс общности 26,9%). Микробоценоз пищеварительного тракта черёмуховой тли имел низкие показатели индекса общности как с яблонной (14,2%), так и со смородиновой (12,3%) тлей.
Таким образом, наблюдаются значительные различия в структуре микробоценозов пищеварительных трактов разных видов тли: у яблонной и смородиновой тли преобладают грамположительные кокки, у черёмуховой -грамотрицательные палочки. Причиной выявленных различий могут быть особенности жизненных циклов рассматриваемых видов тли. Основным кормовым растением для яблонной тли служат разные виды дикой лесной яблони, с которых она переходит на культурные сорта яблони, груши, рябины, боярышника, сливы, абрикоса и др. Смородиновая тля относится к раз-нодомным видам, но половое поколение вредителя развивается на корнях кустарников - смородины и крыжовника. И лишь черёмуховая тля имеет поколение, развитие которого происходит на злаковых культурах (Щеголев, 1980). Вполне вероятно, что большое количество грамотрицательных палочек в микробоценозе черёмуховой тли связано именно с контактом этих насекомых со злаками.
Из пищеварительного тракта клопа ягодного выделено 16 видов бактерий, среди которых 5 видов рода Bacillus, 3 вида грамположительных неспоровых палочек, 4 вида грамположительных кокков и 4 вида грамотрицатель-ных палочек (рис. 3, а).
а б
В Г+ споровые
палочки; □ Г+ неспоровые
палочки; ШЗ Г+ кокки;
ЕЗ Г- палочки
Рис. 3. Соотношение видов бактерий, принадлежащих к различным морфологическим формам, в пищеварительном тракте клопа ягодного (а) и щитника
черноусого(б)
Из пищеварительного тракта щитника черноусого выделено 9 видов бактерий, среди которых 2 вида рода Bacillus, 1 вид грамположительных неспоровых палочек, 4 вида грамположительных кокков и 2 вида грамотрица-тельных палочек (рис. 3, б).
Индекс общности видового состава микробоценозов пищеварительных трактов щитника черноусого и клопа ягодного составил 25%.
Таким образом, существенных различий в соотношении бактерий различных морфологических форм у двух исследованных видов клопов не выявлено. Отмечено лишь, что у клопа ягодного больше грамположительных споровых и неспоровых палочек.
Большинство выделенных видов микроорганизмов являются широко распространенными в окружающей среде сапрофитами. Бактерии родов Aureobacterium и Serratia относятся к типичным обитателям организма насекомых. Представители рода Xenorhabdus встречаются в просвете кишечника у энтомопатогенных нематод и во внутренних полостях тела насекомых, инфицированных этими нематодами (Определитель бактерий ..., 1997; Пивоваров, Королик, 2000).
Особый интерес представляет выделение фитопатогенных Curtobacterium flacumfaciens из организма яблонной тли и Erwinia rhapontici из организмов смородиновой тли, клопа ягодного и щитника черноусого. Это доказывает участие исследованных видов насекомых в распространении фитопатогенных агентов бактериальной природы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Определитель бактерий Берджи: В 2 т. Т. 2. / Под ред. Дж. Хоулта и др. М., 1997.
368 с.
Пивоваров Ю.П., Королик В.В. Санитарно-значимые микроорганизмы. М., 2000.
268 с.
Плавильщиков Н.Н. Определитель насекомых. М., 1994. С. 120-129.
Щеголев В.Н. Сельскохозяйственная энтомология. М., 1980. 450 с.
Mundel H.H., Kiehn F.A., Huang H.C. et al. Resolute great northern bean // Canad. J. Plant Sc. 2005. Vol. 85, № 2. P. 393-395.
Shigenobu S. Genome sequence of the endocellular bacterial symbiont of aphids Buchnera sp. APS. // Nature. 2000. № 8. Р. 81-86.
Stouthamer R., Breeuwer J.A.J., Luck R.F., Werren J.H. Molecular identification of microorganisms associated with parthenogenesis // Nature. 1993. Vol. 361. P .66-68.
Takahiro H., Yoshitomo, K. Naruo N. et al. Strict Host-Symbiont Cospeciation and Reductive Genome Evolution in Insect Gut Bacteria // PLoS Biology. 2006. Vol. 4. Р. 10.
COMPARISON CHARACTERISTICS OF SPONTANEOUS MICROBIAL ECOLOGICAL SYSTEMS OF SOME HERBIVOROUS INSECT
A.M. Peterson, E.V. Glinskayа
Saratov State University
Microbial ecological systems of digestive tract Aphis pomi Deg., Rhopalosi-phum padi L., Eriosoma ulmi L., Dolycoris baccarum L. and Carpocoris fuscispi-nus Boh. on the territory of the Saratov region were studied. 38 bacteria species belonging to 21 genera were revealed from 3 species of the plant louse. 20 bacteria species belonging to 13 genera were revealed from 2 species of herbivorous bugs. Community index of specific composition of the plant louse and herbivorous bugs was determine.
