CC BY
13УДК 632.937.14
ВОЗБУДИТЕЛИ МИКОЗОВ ЖУКОВ-КОРОЕДОВ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ЧИСЛЕННОСТИ
ДАННОЙ ГРУППЫ КСИЛОФАГОВ
Г.Р. Леднев1, А.М. Успанов2, М.В.Левченко1, М.Н. Сабитова1, А.С. Каменова2, Р. Абдукерим3, Д.С. Конурова4, Б.А. Дуйсембеков2, И.А- Казарцев1,5
1 Всероссийский НИИ защиты растений, С.-Петербург, Россия
2 Казахский НИИ защиты и карантина растений, Алма-Ата, Казахстан
3 Казахский национальный аграрный университет, Алма-Ата, Казахстан
4Киргизский национальный аграрный университет им. К.И.Скрябина, Бишкек, Киргизия 5 Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет, Санкт-Петербург, Россия
Таксономический состав энтомопатогенных анаморфных аскомицетов в популяциях жуков-короедов включает Beauveria bassiana, B. pseudobassiana, Beauveria sp., Isaria farinosü, Paecilomyces sp. и Lecanicillium sp. Выявлены значительные различия в структуре видового состава грибов в зависимости от места изоляции. В предгорьях Заилийского Алатау (Казахстан) обнаружены представители четырех таксонов - B. pseudobassiana, B. bassiana, I. farinosü и Paecilomyces sp., при существенном доминировании первого из них (69.7 %), в Богемском лесу (Чехия) отмечено только два вида - B. bassiana (90 %) и I. farinosa (4 %). Азиатская саранча, короед-типограф и колорадский жук обладают высокой чувствительностью к культурам грибов, изолированных из жуков-короедов, а яблонная моль - повышенной устойчивостью к возбудителям микозов. Изоляты B. bassiana показали наибольшую устойчивость к повышенной температуре (30 °C), а у I. farinosa обнаружена тенденция к психрофильности.
Ключевые слова: энтомопатогенные анаморфные аскомицеты, видовой состав, вирулентность, термотолерантность.
Одной из наиболее опасных групп насекомых-ксило-фагов хвойных лесов Евразии являются жуки-короеды (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae). Преимущественно они поражают ветровальные или ослабленные деревья, однако в периоды вспышек массового размножения способны на значительных площадях уничтожать и здоровые деревья. Так, только за последние несколько лет в Московской и Ленинградской областях, в период вспышки массового размножения короедов, погибли тысячи гектаров хвойных лесов [Малахова, 2015; Селиховкин, Попови-чев, 2017]. Подобная ситуация сложилась и на некоторых территориях Казахстана. После сильнейших ураганов в 2011 г. в ущелье Медео (Заилийский Алатау) лесные насаждения были уничтожены на общей площади 480 га, что поспособствовало массовому размножению короедов [Исмухамбетов и др., 2013].
Одним из перспективных приемов снижения численности этой группы вредителей является использование биопрепаратов на основе энтомопатогенных аскомицетов из анаморфных родов (Ascomycota: Hypocreales). Представители данной группы филаментных грибов, в первую очередь представители родов Beauveria и Isaria, достаточно широко распространены в популяциях различных видов жуков-короедов практически во всех лесных экосистемах Евразии [Novák, Samsináková, 1967; Wulf, 1983; Lutyk, Swiezynska, 1984; Wegensteiner et al., 1996; Wegensteiner, 2000]. Было показано, что Beauveria bassiana sensu lato (Bals.) Vuill. (Hypocreales: Clavicipitaceae) является одним из ведущих факторов смертности значительного числа видов Scolytinae и, следовательно, способен выступать в качестве важного регулирующего фактора динамики их численности [Popa et al., 2012].
Исследования, направленные на разработку микоин-сектицидов для контроля численности данной группы вредителей, широко проводятся во многих странах мира - Белоруссии, Болгарии, Германии, Грузии, Словакии
и др. [Прищепа и др., 2005; Takov et al., 2006, 2007; Чху-бианишвили и др., 2003; Kreutz et al., 2004; Battay, 2007; Mudroncekova et al., 2013]. Так, Л.И.Прищепой с соавторами [2005] было показано, что препарат Боверин зерно-вой-БЛ, на основе гриба B. bassiana s.l., в условиях лесов Белоруссии обладает хорошей биологической активностью (до 90 %) по отношению к различным стадиям развития короеда-типографа - от личинки до взрослого жука. Хорошие результаты получены в этой зоне и при совместном использовании этого вида гриба с химическим инсектицидом Каратэ Зеон [Малый, Севницкая, 2008; Севниц-кая, 2013]. Исследования, проведенные в Грузии показали, что при использовании местного штамма гриба B. bassiana итоговый уровень смертности имаго Ips typographus L. достигает 79.5-91.2 % [Burjanadze, 2008]. Австрийскими исследователями было показано, что в ходе лабораторных тестов на имаго Ips sexdentatus Börner уровень биологической активности штаммов B. bassiana, изолированных из I. typographus, достигает 94 % [Steinwender et al., 2010]. При этом проведенные опыты по оценке вирулентности на имаго хищника короеда жука-пестряка Thanasimus formicarius L. (Coleoptera: Cleridae) показали, что последний оказался значительно более устойчивым к грибу в сравнении со своей жертвой. Комплексные исследования по разработке микоинсектицидов для снижения численности короедов проведены и в Словакии [Jakus et al., 2011; Mudroncekova et al., 2013]. Авторами убедительно показана высокая биологическая эффективность грибов B. bassiana (до 99 %) и Metarhizium anisopliae (Metsch.) Sor. (до 97 %) в борьбе с I. typographus. Есть сведенья о разработке методов контроля численности с использованием грибов не только аборигенных видов, но и инвайдеров, в частности большого елового лубоеда Dendroctonus micans Kug. [Kocacevik et al., 2015].
В России и странах Центральной Азии до недавнего времени исследования такого рода практически не
проводились. В последние годы появились немногочисленные сообщения об энтомопатогенной микобиоте жуков-короедов в Западной Сибири (уссурийский полиграф Polygraphus proximus Blandf.) [Керчев и др., 2016] и Юго-Восточном Казахстане (короед Гаузера Ips hauseri Reitter) [Мухамадиев и др., 2012; Леднев и др., 2016].
Материалы
Сбор патологического материала (трупы имаго короедов с признаками микозов) под корой на заселенных ксилофагом различных видах елей (ель европейская, тянь-шаньская и др.) проводился в южной Чехии (Национальный парк "Шумава" (2016 г.)), в лесных массивах Ленинградской области и Карелии (2017 г.), в юго-восточном Казахстане (Заилийский Алатау, урочище Медео (2015 г.)) и на севере Киргизии (Бишкек, Ботанический сад (2016 г.)).
В качестве тест-объектов для оценки вирулентности природных изолятов использовали следующие виды насекомых: имаго короеда-типографа I. typographus (южная Чехия); личинки младшх возрастов азиатской саранчи Locusta migratoria migratoria L. (Orthoptera: Acrididae), колорадского жука Leptinotarsa decemlineata Say (Coleoptera: Chrysomelidae), и яблонной моли Yponomeuta malinellus Zeller (Lepidoptera: Yponomeutidae). Особей последних трех видов собирали из природных популяций в Алма-Атинской области.
Выделение и идентификация грибов
Изоляция грибов из трупов короедов проводилась по общепринятым методикам на модифицированную среду Сабуро [Леднёв и др., 2003].
Идентификация по морфологическим признакам проводилась методом световой микроскопии [Коваль, 1974; Леднёв и др., 2003]. Для уточнения таксономического статуса части изолированных культур был проведен молекулярно-генетический анализ по локусу ядерной ДНК - tef (фактор элонгации трансляции Ef1a) [Rehner et al., 2011] с последующим BLAST- анализом на сервере Генбанка [BLAST, 2016].
Оценка вирулентности
Для инокуляции тест-насекомых использовали конидии грибов, полученные путём смыва с поверхности мицелиаль-но-конидиальной массы, выращенной на агаризованной среде Сабуро в течение трёх недель. Конидии суспендировали в воде
Целью настоящей работы являлось определение видового разнообразия энтомопагогенных анаморфных аскомицетов в популяциях жуков-короедов в различных природно-климатических зонах Евразии, оценка вирулентности и термотолерантности культур грибов, изолированных из короедов.
и методы
с добавлением эмульгатора твин-20 (0.03 %). Титр рабочей суспензии - 1х*107конидий/мл.
Заражение насекомых проводилось путём погружения их в суспензию конидий на 5 с, из расчета 2 мл на 20 особей. Контрольные группы насекомых обмакивали в воде с дабавлением твина (0.03 %). Сразу после погружения тест-насекомых подсушивали на фильтровальной бумаге для удаления лишней влаги. В опытах с имаго короедов обработанные особи помещали в чашки Петри 60 мм с увлажненными дисками из фильтровальной бумаги (10 особей на чашку). В качестве корма использовали кору, взятую с заселенных короедами елей. Чашки Петри с насекомыми инкубировали в темноте при постоянной температуре 20 °C. Для других видов тест-насекомых применяли следующую методику: инокулированные особи помещали в пластиковые стаканы объемом 1000 мл, закрытые мельничным газом (5-10 особей на повторность) и инкубировали при температуре 25-30 °C и естественном освещении. Учёт смертности проводился ежедневно в течение 15 суток. Всех погибших особей отбирали и помещали во влажную камеру (чашка Петри со смоченным водой фильтром) с целью установления причины смерти и уровня обрастания погибших особей.
Оценка термических преферендумов
Определение влияния температуры воздуха (в диапазоне от 20 до 35 °C) на интенсивность радиального роста грибов проводилось в чашках Петри на модифицированной среде Сабуро (инокуляция уколом в центр чашки). В течение 30 дней, с интервалом 2-е суток, колонии измерялись в двух направлениях (крест-накрест) и определялся их диаметр. Повторность 5- кратная.
Статистическая обработка данных проводилась методом однофакторного дисперсионного анализа (One way ANOVA, Sygma Plot 12.5).
Результаты
В ходе проведенных полевых работ в лесных экосистемах Евразии (южная Чехия, Ленинградская и Московская обл., юго-восточный Казахстан, север Киргизии) на поврежденных ксилофагами елях было собрано более ста пятидесяти трупов имаго короедов с признаками микозов. При этом подавляющее большинство пораженных особей в европейских регионах принадлежали к I. typographus, а в азиатских - к р hauseri. Указанные виды являются доминантными для данных территорий. Из этого патологического материала было выделено в чистую культуру 130 изолятов эномопатогенных анаморфных аскомицетов. Встречаемость погибших от микозов особей в значительной степени варьировала. Обычно в небольшом количестве, на многих проанализированных стволах под корой, где наблюдалась высокая плотность короедов, фиксировались имаго вредителей с явными признаками микоза. Массовый эпизоотический очаг был обнаружен только один раз (Ботанический сад г. Бишкек). В этом случае практически на всех поврежденных короедами елях (площадь
и обсуждение
участка более 1 га) количество трупов короедов достигало 3-5 экз./дм2.
Анализ группового состава изолированных культур по морфологическим признакам показал, что большая часть изолятов принадлежит к Beauveria bassiana sensu lato, другие культуры - к родам Isaria и Lecanicillium. При этом доля двух последних групп существенно варьирует в зависимости от региона выделения. Так, если в Казахстане и Чехии удельный вес грибов рода Isaria не превышал 15 %, то в Киргизии, Карелии и Ленинградской области их доля превышала 25 %. Грибы рода Lecanicillium были обнаружены только в последних двух регионах.
Поскольку в последнее время в связи с активным использованием молекулярно-генетических методов в систематике изучаемых грибов произошли значительные изменения, то для уточнения таксономического статуса природных изолятов, выделенных из имаго короедов казахского и чешского происхождения, был проведен ПЦР-анализ по локусу ядерной ДНК - tef (фактор элонгации трансляции Efla) (рис. 1, табл. 1).
6.0%
15.2%
4.0% 2.0%
N=33
69.7%
.0%
N=50
|_| В. bassiana
| | В. pseudobassiana | | I. farinosa I I Paecilomyces sp.
|_| В. bassiana
| | I. farinosa | | Beauveria sp.2 I I Beauveria sp.1
Рисунок 1. Структура видового состава энтомопатогенных анаморфных аскомицетов, изолированных из имаго жуков-короедов.
А - Заилийский Алатау (Казахстан); Б - Богемский лес (Чехия)
В результате были выявлены значительные различия в структуре видового состава грибов в зависимости от места изоляции. В предгорьях Заилийского Алатау обнаружены представители четырех таксонов - Beauveria bassiana, Beauveria pseudobassiana, Isaria farinosa Fr. и Paecilomyces sp. Подавляющее большинство культур относится к B. pseudobassiana (69.7 %), на втором месте по встречаемости - B. bassiana (15.2 %) (рисунок 1 А). В Богемском лесу четко дифференцировалось только два вида - B. bassiana и I. farinosa. При этом доля первого из них превышала 90 % (рисунок 1 Б). Еще для двух изолятов принадлежащих, к роду Beauveria, видовую принадлежность установить не удалось, поскольку по локусу tef один из них показал 100 %-е сходство одновременно с B. bassiana и B. caledonica, другой с B. bassiana и B. pseudobassiana. Это подтверждает данные Рехнера с соавторами [Rehner et al., 2011] о том, что данный локус не всегда подходит для четкой дифференциации видов в пределах рода Beauveria. Выбор данного локуса был обусловлен тем, что он лучше подходит для таксономического разделения на уровне родов грибов, обсуждаемых в настоящей работе. Для четкой верификации не идентифицированных до вида изолятов
Beauveria sp. в дальнейшем будет использован межгенный локус Bloc.
Эти результаты в значительной мере противоречат полученным нами ранее данным по стациальному распределению двух криптических видов рода Beauveria, где было показано, что B. pseudobassiana приурочена к лесной зоне, а B. bassiana - к степной [Lednev et al., 2014]. В данном случае культуры в обоих регионах были изолированы в горных районах по высотному градиенту, соответствующему зоне смешанных лесов. По всей видимости, распределение указанных таксонов обусловлено не только приуроченностью к конкретным стациям, но и связано с долготой места их обитания.
Оценка внутривидовой структуры выявленных таксонов показала, что вид B. bassiana sensu stricto представлен двумя гаплотипами, при этом в обоих местах совпадает только один из них (табл. 1). B. pseudobassiana в урочище Медео также представлен двумя гаплотипами, а I. farinosa - одним, одинаковым для обоих районов исследований.
Анализ высотного распределения выявленных таксонов показал, что в пределах Заилийского Алатау B. bassiana был обнаружен только в обследованных точках расположенных ниже 2000 м (1300 и 1900 м). Здесь доля данного вида составила 40.7 %. На площадке, находящейся выше (2000 м), где было собрано наибольшее количество образцов (более 60 %), среди грибов рода Beauveria был отмечен только B. pseudobassiana. Выявленная закономерность в данном случае подтверждается полученными нами ранее данными о том, что B. pseudobassiana приурочена к более влажным и психрофильным стациям по сравнению с B. bassiana [Lednev et al., 2014].
В целом полученные материалы соответствуют литературным данным по групповому составу энтомопатогенных анаморфных аскомицетов на жуках-короедах некоторых регионов Европы и Азии [Takov et al., 2006; Wegensteiner et al., 1989; Керчев и др., 2016].
На следующем этапе исследований для оценки специфичности тридцати двух природных изолятов грибов, выделенных из жуков-короедов, собранных в урочище Медео, в лабораторных условиях была определена их вирулентность на четырех видах тест-насекомых из разных отрядов: (азиатская саранча (Orthoptera), короед-ти-
Таблица 1. Каталог молекулярных гаплотипов tef, характеризующих штаммы анаморфных аскомицетов, изолированных из имаго жуков-короедов в урочище Медео (Заилийский Алатау) в 2015 г и в национальном парке Шумава (Богемский лес) в 2016 г.
в сравнении с записями, доступными в Генбанке
Вид гриба Гаплотип Типовой штамм в Генбанке Номер доступа в Генбанке Эталоннь рабочей выб й штамм орки, кол-во Уровень сходства с типовым штаммом
Казахстан Чехия из Генбанка, %
А(7518) ARSEF 7518 HQ880975 BbSc1-15 (3) 0 100
B. bassiana В (10/72) EABb 10/72 KJ473860 BbSc2-15 (2) 0 100
sensu stricto С (09/16) EABb 09/16 KX911197.1 0 Bcz1 (45) 100
D(492) L492BA JQ043236.1 0 Bcz35 (1) 100
B. pseudobassiana А (2997) В (6229) ARSEF 2997 ARSEF 6229 HQ881000 HQ881001 BpSc1-15 (15) BpSc16-15 (8) 0 0 100 100
Beauveria sp.1 A (4302) ARSEF 4302 HQ881014.1 AY531912.1 0 Inc2 (1) 100
Beauveria sp.2 А (09/05) EABb 09/05 KJ536059.1 AY531911.1 0 Bcz31 (1) 100
I. farinosa A (4029) ARSEF 4029 HQ881019 ISc1-15(3) Isc1 (2) 100
Paecilomyces sp. А (1849) ARSEF 1849 KC242682 Inc1-15 (2) 0 100
пограф и колорадский жук (Coleoptera), яблонная моль (Lepidoptera)) (табл. 2).
Проведенные наблюдения показали высокую гетерогенность изучаемых культур грибов по признаку вирулентности на указанных видах вредителей. Итоговый уровень смертности личинок (13-е сутки после заражения) варьировал от 15 до 100 %.
Наиболее однородными оказались изоляты, принадлежащие к B. bassiana. Для всех пяти протестированных культур этого вида, уровень смертности для первых трех указанных таксонов насекомых составил 95-100 %. Наименьший уровень биологической активности показали культуры отнесенные к Paecilomyces sp. Для них уровень вирулентности варьировал в пределах от 15 до 73 %.
В целом для азиатской саранчи, короеда-типографа и колорадского жука соотношение культур грибов по уровню вирулентности было примерно одинаковым (рис. 2). Доли их высоковирулентных форм были примерно равными (от 63 до 66 %). Это свидетельствует о схожей восприимчивости этих видов вредителей к энтомопаразитиче-ским грибам. Следовательно, значительная доля культур, изолированных из короедов, обладает высокой агрессивностью и в отношении представителей других таксонов насекомых. Принципиально другая картина наблюдалась на гусеницах яблонной моли. Здесь доля высоковирулентных форм была существенно ниже по сравнению с предыдущими видами и не превысила 22 % (рис. 2 Г). Таким образом, яблонная моль обладает в сравнении с предыдущими тремя таксонами повышенной устойчивостью к возбудителям микозов. С прикладной точки зрения, в качестве перспективных штаммов-продуцентов для разработки новых микоинсектицидов широкого спектра действия можно рекомендовать пять изолятов B. bassiana и культуру ISc5-15 (I. farinosa).
Важным этапом при изучении биологических свойств микроорганизмов, и в частности энтомопатогенных грибов, является оценка их гидротермических преференду-мов.
В связи с этим нами был проведен эксперимент, направленный на определение динамики радиального роста колоний 32 природных изолятов грибов, выделенных из имаго жуков-короедов (урочище Медео) в поверхностной культуре на модифицированной среде Сабуро при температуре воздуха (20, 25, 30 и 35 °C).
Для данной выборки изолятов, за исключением культур относимых к I. farinosa, максимальный рост колоний наблюдался при 25 °C. При 30 °C интенсивность радиаль-
Таблица 2. Биологическая активность природных изолятов энтомопатогенных анаморфных аскомицетов, изолированных из имаго жуков-короедов в отношении насекомых из различных систематических групп
Смертность, %, 13-е сут.
Изолят Orthoptera Coleoptera Lepidoptera
Locusta Ips Leptinotarsa Yponomeuta
migratoria typographus decemlineata malinellus
B. bassiana
BSc1-15 100 95.0±5.0 100 55.0±20.6
BSc3-15 100 100 100 95.0±5.0
BSc6-15 100 100 100 95.0±5.0
BSc9-15 100 100 100 85.0±9.6
ISc4-15 100 100 100 35.0±9.6
B. pseudobassiana
BSc2-15 60.0±11.6 77.5±10.3 95.0±5.0 40.0±14.1
BSc4-15 100 90.0±5.7 80.0±7.0 90.0±5.8
BSc5-15 93.3±6.7 85.0±9.5 95.0±5.0 100.0±0.0
BSc7-15 93.3±6.7 85.0±15.0 85.0±15.0 85.0±9.6
BSc8-15 100 92.5±4.7 67.5±10.3 25.0±5.0
BSc10-15 100 100 47.5±11.0 90.0±10.0
BSc11-15 100 80.0±16.8 50.0±12.9 90.0±10.0
BSc12-15 53.3±17.7 85.0±9.5 80.0±12.2 20.0±8.2
BSc13-15 73.3±6.7 95.0±5.0 95.0±5.0 60.0±18.3
BSc14-15 100 95.0±5.0 95.0±5.0 80.0±8.2
ISc1-15 100 80.0±14.1 80.0±14.1 45.0±12.6
ISc2-15 100 100 95.0±5.0 85.0±9.6
ISc3-15 100 75.0±25.0 75.0±25.0 100.0±0.0
ISc6-15 46.7±24.1 85.0±15.0 100 25.0±9.6
ISc7-15 73.3±6.7 100 100 40.0±20.0
ISc8-15 66.7±17.7 95.0±5.0 70.0±5.7 55.0±12.6
ISc9-15 93.3±13.3 90.0±5.7 85.0±15.0 60.0±8.2
ISc10-15 80.0±0.0 95.0±15.0 85.0±15.0 45.0±9.6
ISc11-15 100 100 95.0±5.0 85.0±9.6
ISc14-15 93.3±6.7 70.0±19.1 70.0±19.1 80.0±8.2
ISc15-15 100 100 95.0±5.0 60.0±8.2
ISc16-15 93.3±6.7 100 100 35.0±5.0
I. farinosa
ISc5-15 100 100 100 20.0±14.1
ISc12-15 40.0±20.0 100 100 45.0±17.1
ISc13-15 60.0±11.6 70.0±12.9 95.0±5.0 30.0±12.9
Paecilomyces sp.
InS1-15 53.3±13.3 32.5±8.5 47.5±11.0 15.0±5.0
InS2-15 73.3±13.3 45.0±20.0 37.5±12.5 15.0±9.6
Контроль 13.3±6.7 17.5±10.3 0.0 5.0±5.0
НСр.„5 26.96 13.5 13.4 30.32
12.4%
6.1%
9.4%
21.7%
30.3%
65.9%
28.1%
63.6%
50.0%
62.5%
21.9%
.1%
высоковирулентные
средневирулентные
слабовирулентные
Рисунок 2. Соотношение культур энтомопатогенных анаморфных аскомицетов, выделенных из трупов жуков-короедов в 2015 г, по признаку вирулентности на личинках азиатской саранчи (А), короеда-типографа (Б), колорадского жука (В) и яблонной моли (Г)
ного роста у культур, принадлежащих к B. bassiana была существенно выше в сравнении с другими видами грибов (рис. 3). При 20 °C итоговый диаметр колоний у I. farinosa был существенно выше по сравнению с другими видами. При 35 °C ни у одного из изолятов мицелиального роста практически не наблюдалось.
Таким образом, проведенные исследования выявили значительную вариабельность изучаемых культур по признаку термотолерантности. Наибольшую устойчивость к повышенной температуре проявили культуры, относимые к B. bassiana, напротив, у I. farinosa обнаружена тенденция к психрофильности. Это в полной мере соответствует литературным данным о более высокой устойчивости к пониженным температурам I. farinosa в сравнении с B. bassiana [Doberski, 1981, Zimmermann, 2008, Керчев и др., 2016].
20 30
Температура, гр. С
| | В. bassiana I. farinosa
| | В. pseudobassiana Paecilomyces sp.
Рисунок 3. Интенсивность радиального роста при субоптимальных температурах в сравнении с 25 °C, в процентах (30-е сутки роста)
Представленные данные показали, что групповой состав энтомопатогенных анаморфных аскомицетов в популяциях жуков-короедов достаточно беден и включает в себя только пять таксонов: B. bassiana, B. pseudobassiana I. farinosa, Paecilomyces sp. и Lecanicillium sp. При этом выявлены значительные различия в структуре видового состава грибов в зависимости от места изоляции. В предгорьях урочище Медео (Казахстан) обнаружены представители четырех таксонов - B. pseudobassiana, B. bassiana, I. farinosa и Paecilomyces sp., при существенном доминировании первого из них (69.7 %), в Шумаве (Чехия) от-
Заключение
мечено только два вида - B. bassiana (90 %) и I. farinosa (10 %). Азиатская саранча, короед-типограф и колорадский жук обладают высокой чувствительностью к культурам грибов, изолированных из жуков-короедов (доля высоковирулентных изолятов - более 60 %), а яблонная моль - повышенной устойчивостью к возбудителям микозов (слабовирулентные формы - 50 %). Изоляты B. bassiana показали наибольшую устойчивость к повышенной температуре (30 °C), а у I. farinosa обнаружена тенденция к психрофильности (наиболее активный рост при 20 °C).
Представленные результаты получены при частичной финансовой поддержке РФФИ (грант 17-04-00474 «Биоразнообразие и функциональная роль микобиоты, ассоциированной с короедом-типографом в бореальных лесах Северо-Запада России») и Министерства образования и науки Республики Казахстан (грант 3200/ГФ4)
Библиографический
Исмухамбетов Ж.Д. Карантинные вредители в еловых лесах Тянь-Шаня / Ж.Д. Исмухамбетов, Н.С. Мухамадиев, Б.А. Дуйсембеков // Защита леса - инновации во имя развития: Бюллетень Пост. Комиссии ВПРС МОББ по биологической защите леса. Пушкино: ВНИИЛМ, 2013. Вып. 9. С. 49-53.
Керчев И.А. Первые сведения о грибных патогенах (Ascomycota, Hypocreales) в инвазийных популяциях уссурийского полиграфа Polygraphus proximus Blandf. / И.А. Керчев, В.Ю. Крюков, О.Н. Ярос-лавцева, Г.П. Половинко, Ю.С. Токарев, В.В Глупов // Российский Журнал Биологических Инвазий. 2016. N 4. С. 41-50.
Коваль Э.З. Определитель энтомофильных грибов СССР. / Коваль Э.З. // Киев: Наукова Думка, 1974. 260 с.
Леднёв Г.Р. Возбудители микозов насекомых: Пособие по диагностике / Г.Р. Леднёв, Б. А. Борисов, Г.В. Митина //СПб.: ВИЗР, 2003. 79 с.
Леднёв Г.Р. Энтомопатогенные грибы в популяции жуков-короедов в предгорьях Заилийского Алатау. / Г.Р. Леднёв, Р. Абдукерим, A.M. Успанов, М.Н. Сабитова, А.С. Каменова, М.В. Левченко, Б.А. Дуйсем-беков // Вестник защиты растений. Санкт-Петербург - Пушкин: 2016. N 3. C.93-94.
Малахова Е.Г. Совершенствование лесоводственных мероприятий и государственного лесопатологического мониторинга в еловых лесах Московской области / Е.Г. Малахова // автореф. .. .канд. дис. Мытищи: 2015. 18 с.
Малый Л. П. Перспективы применения энтомопатогенного гриба Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. в борьбе с короедом типографом (Ips typographus L.) / Л. П. Малый, Н. Л. Севницкая // Проблемы лесоведения и лесоводства. Гомель: 2008. Вып. 68. С.521-528.
Мухамадиев Н.С. Насекомые-ксилофаги - основные объекты для изучения биоразнообразия и распространения патогенов в урочище Медео / Н.С. Мухамадиев, Н.Ж. Ашикбаев, Б.А. Дуйсембеков, А.М. Успанов, А. В. Лукина, Б.А. Куштанов // Материалы международной молодеж-
список (References)
ной конференции «Инфекционная патология членистоногих», 26-29 марта 2012 г., С.-Петербург, Пушкин. СПб. Пушкин. 2012. С. 46-47.
Пашенова Н. В. Офиостомовые грибы в ходах большого лиственничного короеда / Н. В. Пашенова, В. П. Ветрова, Р. М. Матренина, Е. Н. Сорокина // Лесоведение. Красноярск. 1995. N 6. C. 62-68.
Пашенова Н. В. Перенос офиостомовых грибов уссурийским полиграфом Polygraphus proximus Blandford (Coleoptera, Scolytidae) в Сибири / Н. В. Пашенова, В. М. Петько, И. А. Керчев, Н. С. Бабичев // Изв. СПбЛТА. 2012. Вып. 200. С. 114-120.
Прищепа Л.И. Перспективы использования биопрепарата Боверин-БЛ в ограничении численности короеда-типографа (Ips typographus L.) / Л.И. Прищепа., Канапацкая В.А. // Устойчивое развитие лесов и рациональное использование лесных ресурсов: материалы Международной научно-практической конференции. Минск. 2005. С. 211-213.
Севницкая Н.Л. Перспективы совместного использования энтомопато-генного гриба Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. и химического инсектицида каратэ зеон против короеда типографа / Н.Л. Севницкая // Труды Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства. 2013. N 1. С. 19-25.
Селиховкин А.В. Короед типограф Ips typographus (L.) на Карельском перешейке и санитарные рубки / А.В. Селиховкин, Б.Г. Поповичев // Материалы XVсъезда Русского энтомологического общества. Новосибирск. 2017. С. 445-446.
Чхубианишвили Ц. К изучению грибной патологии жука короеда-типографа в Грузии / Ц. Чхубианишвили // Биологическая защита леса и лесопатологический мониторинг / Восточнопалеаркт. регион. секция Междунар. орг. по биол. борьбе с вред. животными и растениями. Пушкино, 2003. N 2. С. 177-180.
Battay A. Biocontrol of almond bark beetle (Scolytus amygdali Geurin-Meneville, Coleoptera: Scolytidae) using Beauveria bassiana (Bals.)
Vuill. (Deuteromycotina: Hyphomycetes) / A. Battay // Journal of Applied Microbiology. 2007. V.103. N 5. P 140-141.
Burjanadze M. Pathogenicity of Beauveria bassiana and Beauveria brongniartii to the bark beetle Ips typographus L. (Coleoptera: Scolitidae) /M. Burjanadze // 41st Annual Meeting of the Society for Invertebrate Pathology. Coventry: 2008.
Doberski J.W. Comparative laboratory studies on three fungal pathogens of the elm bark beetle, Scolytus scolytus: Pathogenicity of Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae, and Paecilomyces farinosus to larvae and adults of S. scolytus / J.W. Doberski // Journal of Invertebrate Pathology. 1981. N 37. P. 188-194.
Faria M. Mycoinsecticides and Mycoacaricides: A comprehensive list with worldwide coverage and international classification of formulation types / M. Faria, S.P. Wraight // Biological Control. 2007. Р. 237-256.
Jakus R.M. Treat ment of bark beetle attacked trees with entomopathogenic fungus Beauveria bassiana (Balsamo) Vuillemin / R. M. Jakus, B. Mudronceková //Folia Forestalia Polonica. 2011. V. 53. N 2. P. 150-155.
Jankevica L. Ecological associations between entomopathogenic fungi and pest insects recorded in Latvia / L. Jankevica // Latvijas Entomologs. 2004. N 41. P. 60-65.
Kocacevik S. Molecular characterization, virulence and horizontal transmission of Beauveria pseudobassiana from Dendroctonus micans (Kug.) (Coleoptera: Curculionidae) / S. Kocacevik, A. Sevim, M. Eroglu, Z. Demirbag, I. Demir // Journan of Applied Entomology. 2015. V.139. P. 381-389.
Kreutz J. Efficacy of Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. against the spruce bark beetle, Ips typographus L., in the laboratory under various conditions / J. Kreutz., O. Vaupel., G. Zimmermann // Journal of Applied Entomology. 2004. V. 128. N 6. P. 384-389.
Lutyk P., Swiezynska H. Trials of control of the larger pine shoot beetle (Tomicus piniperda L.) with the use of the fungus Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. on piles wood. / P. Lutyk, H. Swiezynska // Sylwan. 1984. V. 128. P. 41-45.
Muchamadiev N. The historical role of Ips hauseri (Coleoptera: Curculionidae) in the spruce forest of Ile-Alatausky and Medeo national parks / N. Muchamadiev, A. Lyncy, C. OConnor, A. Sagitov, N. Ashikbaev, I. Panyushkina // Information bulletin IOBC EPRS. V. 46. P. 92-94.
Mudronceková S. Entomopathogenic fungus species Beauveria bassiana (Bals.) and Metarhizium anisopliae (Metsch.) used as mycoinsecticide effective in biological control of Ips typographus (L.). / S. Mudronceková, M. Mazáñ, M. Nemcovic, I. Salamon // Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences. 2013. V. 2. N 6. P. 2469-2472.
Novak V. Eine Methode zur integrierten Bekämpfung des Rüsselkäfers (Hylobius abietis L.) / V. Novak, A. Samsinakova // Anz. Schädlingsk. 1967. N. 40. P. 22-27.
Popa V., Deziel E., Lavallee Bauce E., Guertin C. The complex symbiotic relationships of bark beetles with microorganisms: a potential practical approach for biological control in forestry / V. Popa, E. Deziel, E. Lavallee Bauce, C. Guertin // Pest Management Science. 2012. V. 68. P. 963-975.
Rehner S.A. Phylogeny and systematics of the anamorphic, entomopathogenic genus Beauveria / S.A. Rehner, A.M. Minnis, G.H. Sung, J.J. Luangsa-ard, L. Devotto, R.A Humber // Mycologia. 2011. V. 103. N 5. P. 1055-1073.
Sosnowska D. Biodiversity of arthropod pathogens in the Bialowieza forest / D. Sosnowska, S. Balazy, L. Prishchepa, N. Mikulskaya // Journal of Plant Protection Research, 2004. V. 44. N 4. P. 313-321.
Steinwender B. Different effects of the insect pathogenic fungus Beauveria bassiana (Deuteromycota) on the bark beetle Ips sexdentatus (Coleoptera: Curculionidae) and on its predator Thanasimus formicarius (Coleoptera: Cleridae) / B. Steinwender, H. Krenn, R.Wegensteiner // Journal Plant Diseases Protection. 2010. V. 117. P. 33-38.
Takov D. Entomopathogens in Ips typographus (Coleoptera: Scolytidae) from several spruce stands in Bulgaria / D. Takov, D. Pilarska, R. Wegensteiner // Acta zoologica bulgarica. 2006. V. 58. N 3. P. 409-420.
Takov D. Study of Bark Beetle (Coleoptera, Scolytidae) Pathogens from Coniferous stands in Bulgaria / D. Takov, D. Doychev, R. Wegensteiner, D. Pilarska // Acta zoologica bulgarica. 2007. V. 59. N 1. P. 87-96.
Wegensteiner R. Laboratory evaluation of Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. and Beauveria brongniartii (Sacc.) Petch against the four eyed spruce bark beetle, Polygraphus poligraphus(L.) (Coleoptera, Scolytidae) / R. Wegensteiner // IOBC/WPRS Bulletin. 2000. V. 23. N 2. P. 161-166.
Wegensteiner R. Observations on the occurrence of pathogens in the bark beetle Ips typographus L. (Coleoptera, Scolytidae) / R. Wegensteiner, J. Weiser, E. Führer //Journal of Applied Entomology. 1996. V. 120. P. 199-204.
Wulf A. Untersuchungen über den insektenpathogenen Pilz Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. als Parasit des Kupfer-stechers Pityogenes Chalcographus L. (Col., Scolytidae) / A. Wulf // Z. Angew. Entomol. 1983 V. 95. Р 34-46.
Zimmermann G. The entomopathogenic fungi Isaria farinosa (formerly Paecilomyces farinosus) and the Isaria fumosorosea species complex (Formerly Paecilomyces fumosoroseus): biology, ecology and use in biological control / G. Zimmermann // Biocontrol science and technology. 2008. V. 18. P. 865-901.
https://blast.ncbi.nlm.nih.gov (дата обращения:20.11.2017)
Translation of Russian References
Chkhubianishvili Ts. To studying of mushroom pathology of a bug of a bark beetle printer in Georgia / C. Chkhubianishvili // Biologicheskaya zashchita lesa i lesopatologicheskij monitoring / Vostochnopalearkt. region. sekciya Mezhdunar. org. po biol. bor'be s vred. zhivotnymi i rasteniyami. Pushkino, 2003. N 2. P. 177-180. (In Russian). Ismukhambetov Zh. D. Quarantine invaders in spruce forests of Tien Shan. / Zh.D. Ismukhambetov, N.S. Mukhamadiyev, B.A. Duysembekov // Forest protection - innovation for development: Bulletin Post. Komissii VPRS MOBB po biologicheskoj zashchite lesa. Pushkino: VNIILM, 2013. V. 9. P. 49-53. (In Russian). Kerchev I.A. The first data on pathogenic fungi (Ascomycota, Hypocreales) in the invasive populations of the Polygraphus proximus Blandf. / I.A. Kerchev, V.Yu. Kryukov, O.N. Yaroslavtseva, G.P. Polovinko, Yu.S. Tokarev, V.V Glupov // Rossijskij Zhurnal Biologicheskih Invazij. 2016. N 4. P. 41-50. (In Russian). Koval E.Z. Identification guide of entomophillous fungi of the USSR. /
Koval E.Z.// Kiev: Наукова Думка, 1974. 260 p. (In Russian). Lednev G. R. Causative agents of mycoses of insects: A manual for diagnostics / G.R. Lednev, B.A. Borisov, G.V. Mitina // St. Petersburg.: VIZR, 2003. 79 p. (In Russian).
Lednev G. R. Entomopathogenic fungi in population of bark beetles in the foothills of Trans-ili-Alatau. / G.R. Lednev, R. Abdukerim, A.M. Uspanov, M.N. Sabitova, A.S. Kamenova, M.V. Levchenko, B.A. Duysembekov // Plant Protection News. St. Petersburg - Pushkin: 2016. N 3. P. 93-94. (In Russian).
Malakhova E.G. Advances of forest management and the state forest pathological monitoring in spruce forests of the Moscow region / E.G. Malakhova // avtoreferat dis. kandidata sel'skohozyajstvennyh nauk: 06.03.02. Mytishchi: 2015. 18 p. (In Russian). Maly L. P. Prospects of application of an entomopathogenic fungi of Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. in fight against the European spruce bark beetle (Ips
typographus L.) / L.P. Maly, N.L. Sevnitskaya// Problemy lesovedeniya i lesovodstva. Gomel: 2008. V. 68.P. 521-528. (In Russian).
Mukhamadiyev N.S. Xylophage insects - the main objects for studying of a biodiversity and distribution of pathogens in the natural boundary Medeu / N.S. Mukhamadiyev, N.Zh. Ashikbayev, B.A. Duysembekov, A.M. Uspanov, A.V. Lukina, B.A. Kushtanov // Materials of International Youth Conference «Infekcionnaya patologiya chlenistonogih», 26-29 march 2012 r., Sankt-Petersburg - Pushkin. St. Petersburg. Pushkin: 2012. P. 46-47. (In Russian).
Pashenova N.V. Ophiostomoid fungi in the tunnels of a large larch bark beetle / N.V. Pashenova, V.P. Vetrova, R.M. Matrenina, E.N. Sorokina // Lesovedenie. Krasnoyarsk. 1995. N 6. C. 62-68. (In Russian).
Pashenova N. V. Transfer of Ophiostomoid fungi by Polygraphus proximus Blandford (Coleoptera, Scolytidae) in Siberia / N.V. Pashenova, V.M. Petko, I.A. Kerchev, N.S. Babichev // Izvestiya SPbLTA. 2012. V. 200. P. 114-120. (In Russian).
Prishchepa L.I. The prospects of use of a biological product Boverin-BL in reduction of number of the European spruce bark beetle (Ips typographus L.) / L.I. Prishchepa., Kanapatskaya V. A.// Ustojchivoe razvitie lesov i racional'noe ispol'zovanie lesnyh resursov: materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Minsk: 2005. P. 211-213. (In Russian).
Sevnitskaya N.L. Prospects of combine use of an entomopathogenic fungi Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. and a chemical insecticide Karate Zeon against the European spruce bark beetle/ N.L. Sevnitskaya // Trudy Sankt-Peterburgskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta lesnogo hozyajstva. 2013. N 1. P. 19-25. (In Russian).
Selikhovkin A.V. The European spruce bark beetle Ips typographus (L.) on the Karelian Isthmus and sanitation cutting / A.V. Selikhovkin, B.G. Popovichev // Materialy XV s»ezda Russkogo ehntomologicheskogo obshchestva. Novosibirsk: 2017. P. 445-446. (In Russian).
Plant Protection News, 2017, 4(94), p. 22-28
CAUSATIVE AGENTS OF BARK BEETLE MYCOSES AND PROSPECTS FOR THEIR USE IN THE XYLOPHAGE POPULATION CONTROL
G.R. Lednev1, A.M. Uspanov2, M.V. Levchenko1, M.N. Sabitova1, A.S. Kamenova2, R. Abdukerim3, D.S. Konurova4, B.A. Duisembekov2, I.A. Kazartsev1,5 'All-Russian Institute of Plant Protection, St. Petersburg, Pushkin, Russia 2Zh. Zhiembaev Kazakh Research Institute for Plant Protection and Quarantine, Almaty, Kazakhstan 3Kazakh National Agrarian University, Almaty, Kazakhstan 4K.I. Skryabin Kyrgyz National Agrarian University, Bishkek, Kyrgyzstan 5Saint-Petersburg State Forest Technical University, St. Petersburg, Russia
The entomopathogenic anamorphic ascomycetes in populations of bark beetles belong to the following taxa: Beauveria bassiana, B. pseudobassiana, Beauveria sp., Isaria farinosa, Paecilomyces sp. and Lecanicillium sp. Considerable variation was revealed in fungal taxonomical composition depending on isolation region. Representatives of four taxa (B. pseudobassiana, B. bassiana, I. farinosa and Paecilomyces sp.) were found at the foothills of the Trans-Ili Alatau (Kazakhstan) with the essential domination of the first species (69.7 %). Only two species, B. bassiana (90 %) and I. farinosa (4 %), were noted in the Bohemian forest (Czech Republic). The migratory locust, the European spruce bark beetle and the Colorado potato beetle possessed high sensitivity to fungal cultures isolated from bark beetles, and the apple ermine possessed the increased resistance to above mentioned causative agents of mycoses. B. bassiana isolates showed the greatest resistance to the increased temperature (30 °C), and the psychrophilic properties were found in I. farinosa.
Keywords: entomopathogen, anamorphic Ascomycota, species composition, virulence, thermotolerance.
Сведения об авторах
Всероссийский НИИ защиты растений, шоссе Подбельского, 3, 196608 Санкт-Петербург, Пушкин, Российская Федерация *Леднев Георгий Рэмович. Ведущий научный сотрудник, кандидат биологических наук, доцент, e-mail: georgijled@mail.ru Левченко Максим Владимирович. Старший научный сотрудник, кандидат биологических наук, e-mail: maxlevch@mail.ru Сабитова Марина Николаевна. Младший научный сотрудник, e-mail: marina.putina@mail.ru
Казарцев Игорь Александрович. Старший научный сотрудник,
кандидат биологических наук, доцент, e-mail: kazartsev@inbox.ru
Казахский НИИ защиты и карантина растений, ул. Казыбек би, 1,
050070, Алматы, Республика Казахстан
Успанов Алибек Маратович. Заведующий лабораторией,
кандидат биологических наук, e-mail: u_alibek@mail.ru
Каменова Айжан Сагындыкызы. Старший научный сотрудник,
кандидат биологических наук, e-mail: aizhankamenova@gmail.com
Дуйсембеков Бахытжан Алишерович. Заместитель генерального
директора, кандидат биологических наук, e-mail: bduisembekov@mail.ru
Казахский национальный аграрный университет,
пр. Абая, 8, 050010, Алматы, Республика Казахстан
Абдукерим Рауза. Аспирант, e-mail: rauza91@mail.ru
Кыргызский национальный аграрный университет им. К.И.Скрябина,
ул. Медерова, 68, 720005, Бишкек, Кыргызская Республика
Конурова Динара Сатыбалдыевна. Ассистент,
e-mail: konurova.74@mail.ru
Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет, Институтский пер., 5, 194021 Санкт-Петербург, Российская Федерация. Казарцев Игорь Александрович. Старший научный сотрудник, кандидат биологических наук, доцент, e-mail: kazartsev@inbox.ru
Information about the authors
All-Russian Institute of Plant Protection, Podbelskogo shosse, 3, 196608, St. Petersburg, Pushkin, Russian Federation *Lednev Georgy Removich. Leading Researcher, PhD in Biology, associate professor, e-mail: georgijled@mail.ru Levchenko Maxim Vladimirovich. Senior Researcher, PhD in Biology, e-mail: maxlevch@mail.ru Sabitova Marina Nikolaevna. Junior Researcher, e-mail: marina.putina@mail.ru Kazartsev Igor Aleksandrovich. Senior Researcher, PhD in Biology,
e-mail: kazartsev@inbox.ru Kazakh Research Institute of Plant Protection and Quarantine, Kazybek bi str.,1, 050070, Almaty, Republic of Kazakhstan UspanovAlibekMaratovich. Head of the Laboratory, PhD in Biology,
e-mail: u_alibek@mail.ru Kamenova Ayzhan Sagyndykyzy. Senior Researcher, PhD in Biology, e-mail: aizhankamenova@gmail.com Duysembekov BakhytzhanAlisherovich. Deputy Director, PhD in Biology,
e-mail: bduisembekov@mail.ru Kazakh National Agrarian University, Abay av., 8, 050010, Almaty,
Republic of Kazakhstan Abdukerim Rauza. Graduate student, e-mail: rauza91@mail.ru K.I. Skryabin Kyrgyz National Agrarian University, Mederov str., 68, 720005, Bishkek, Kyrgyz Republic.
Konurova Dinara Satybaldyevna. Assistant, e-mail: konurova.74@mail.ru Saint-Petersburg State Forest Technical University, Institutskiy per., 5, 194021, Saint-Petersburg, Russian Federation Kazartsev Igor Aleksandrovich. Senior Researcher, associate professor, PhD in Biology, e-mail: kazartsev@inbox.ru
* Ответственный за переписку
* Responsible for correspondence
