Здатність популяції Leptinotarsa decemlineata say долати бар'єри стійкості картоплі різної природи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний аграрний університет

Автореферат

Здатність популяції Leptinotarsa decemlineata say долати бар'єри стійкості картоплі різної природи

Новосельська Тетяна Григорівна

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Втрати врожаю картоплі без захисту від колорадського жука можуть коливатись від 30 до 90% і більше (Санін, 1975). Ця величина залежить від багатьох чинників, зокрема, від чисельності шкідника, погодних умов, стану і фази розвитку рослин, рівня стійкості сорту та інших (Трибель та ін., 2000; Король та ін., 2000). На сучасному етапі розвитку агробіологічної науки велике значення надається створенню та вирощуванню стійких до шкідливих організмів сортів, як одному з самих економічно вигідних та екологічно безпечних (Смелянец, Педько, 1993).

Для колорадського жука характерна складність внутрішньовидової структури, яка дозволила йому пристосовуватись до різних умов існування та стресових ситуацій. За 145 років розвитку на культурній картоплі він піддавався найбільш жорстокому і безперервному пресінгу хімічних інсектицидів та інших засобів захисту. В популяції є жуки різних віків, поліморфні за забарвленням та малюнком передньоспинки (Яблоков, 1980; Фасулати, 1985, 1986, 1987; Гриценко, Соломатин, 1988а, 2000). Хоч генетична мінливість в природних популяціях набагато вища ніж це дозволяють зробити прості спостереження за морфологічною мінливістю. Безпосередньо спостерігаються лише фенотипи, а не генотипи чи гени (Айала, Кайгер, 1988).Облік фенетичних особливостей дає змогу встановлювати межі внутрішньовидових угрупувань та виникнення нових популяційних вогнищ, вивчати деякі особливості мікроеволюційних процесів, їх темпи та спрямованість, упереджувати формування резистентних популяцій до тих чи інших засобів захисту культур.

У зв'язку з цим проведення досліджень щодо зміни структури популяції колорадського жука під впливом дії різних за стійкістю сортів картоплі, хімічних та біологічних інсектицидів є надзвичайно актуальним.

Зв'язок роботи з науковими програмами. Робота виконана в рамках державної науково-технічної програми "Вивчити взаємодію факторів стійкості рослин із шкідниками та обгрунтувати методи їх використання при створенні стійких сортів і гібридів" (№ державної реєстрації 0197U012339) та за угодою N РОТ/СРР 1 1998 - 2000рр. "Шляхи формування резистентних популяцій колорадського жука до стійких сортів картоплі серії " Новий лист" з геном B.t.t. та заходи щодо обмеження їх формування".

Мета і завдання досліджень. Метою досліджень було на грунті закономірностей формування зональної гетерогенної структури популяцій колорадського жука визначити здатність окремих фенотипів шкідника долати бар'єри генотипів картоплі різної природи стійкості, а також дії інсектицидів з різними механізмами та створювати резистентні лінії, а згодом і популяції з такою домінантністю. Для досягнення поставленої мети вирішували такі завдання:

встановлення структури популяції колорадського жука Київської області (Інститут картоплярства (ІК) УААН, смт Немішаєве) за феноформами;

визначення в лабораторних умовах здатності фенотипів колорадського жука долати бар'єри стійкості сортів картоплі;

вплив живлення стійкими сортами картоплі на структуру популяції колорадського жука;

встановлення чутливості популяції до хімічного інсектициду в залежності від феноформи імаго колорадського жука;

обгрунтування механізмів спрямованого добору в популяції колорадського жука під впливом стійких генотипів картоплі та інших засобів захисту культури;

розробка заходів щодо обмеження швидкості формування резистентних популяцій до засобів захисту культури.

Об'єкт досліджень - колорадський жук, сорти різної природи стійкості картоплі. колорадський жук феноформа інсектицид

Предмет досліджень - структура популяції колорадського жука, її зміни під впливом абіотичного та трофічного факторів і як наслідок формування агресивного біотипу.

Методи досліджень - лабораторні досліди щодо структури популяції колорадського жука та її зміни під впливом рівня стійкості сорту, механізму дії інсектицидів. Збір колорадського жука в природних умовах та зміна структури популяції під впливом біотичних і абіотичних чинників.

Наукова новизна одержаних результатів. Вивчено структуру локальної популяції колорадського жука за морфологічними ознаками (рисунком передньоспинки), яка відрізняється частотою феноформ та життєвістю по роках, а на різних за харчовими якостями біотопах (промислових посадках Інституту картоплярства УААН, гібридних ділянках, диких видах та присадибних ділянках) наявністю особин, здатних долати бар'єри стійкості сортів чи токсичність інсектицидів будь-якого механізму дії.

Вперше в умовах України вивчено в лабораторних умовах можливість виживання популяції колорадського жука на генетично-модифікованих сортах картоплі Russet Burbank g. m., Atlantic g. m., Superior g. m., з геном В.t.t., та можливі шляхи формування резистентності до цієї природи стійкості.

Встановлена можливість за структурою популяції і чутливістю феноформ до стресових чинників своєчасно обмежувати швидкість формування резистентності до системи захисту культури.

Практичне значення. Встановлено, що моніторинг структури популяції за феноформами, статевим співвідношенням та масою особин є ключовим для прогнозування агресивності шкідника і рівня резистентності до будь - якої системи захисту культури, що дозволяє своєчасно вжити заходи щодо обмеження швидкості формування резистентності, підтримувати високий рівень ефективності заходів захисту, зменшити затрати на пошук нових інсектицидів.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались на науковій конференції " Республіканська ентомологічна конференція, присвячена 50-й річниці заснування Українського ентомологічного товариства " (Ніжин, 19-23 серпня 2000 року), міжнародній науково-практичній конференції “Землеробство ХХI століття - проблеми та шляхи вирішення” (Київ, Чабани, 8-10 червня 2000 року), міжнародній конференції, присвяченій 90-річчю від заснування Інституту рослинництва ім. Юр'єва УААН “Наукові основи стабілізації виробництва продукції рослинництва” (Харків, 1999 рік), міжнародній конференції "Современное состояние проблемы резистентности вредителей, возбудителей болезней и сорняков к пестицидам в России и сопредельных странах на рубеже ХХІ века" (Санкт-Петербург, 20, 22 грудня 2000 рік), засіданнях Вченої ради ІЗР УААН (1998, 1999, 2000).

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 136 сторінках комп'ютерного набору. Вона складається із вступу, загальної характеристики роботи, огляду літератури, опису умов та методики проведення досліджень, чотирьох розділів експериментальної частини, висновків, переліку посилань, додатків. У дисертації міститься 22 таблиці, 26 рисунків. Перелік літературних джерел охоплює 140 найменувань, в тому числі 46 іншомовних.

1. Стан проблеми та аналітичний огляд літератури

На основі узагальнення даних літератури висвітлена історія вивчення структури популяції колорадського жука за феноформами, чутливість популяції до інсектицидів та різних за стійкістю сортів картоплі у світі, еколого - генетичний аналіз змін центральних елементів рисунка передньоспинки у колорадського жука та структура схрещувань в його популяції, заходи захисту картоплі від шкідника.

2. Умови та методика проведення досліджень

Дисертаційна робота виконувалась протягом 1998-2000 рр. у лабораторії стійкості с.-г. культур до шкідників ІЗР УААН, дослідних полях Інституту картоплярства УААН, смт Немішаєве Київської області.

Дослідження проводились в поліській зоні України, яка характеризується помірно континентальним кліматом. Подано опис кліматичних умов по роках досліджень. Структуру популяції колорадського жука визначали за методикою С.Р. Фасулаті (1988).

Для математичного підтвердження отриманих результатів та аналізу популяцій було використано критерій ідентичності (І) популяцій та показник подібності за А.Г. Животовським (1982)

Для оцінки генетичної мінливості структури популяції імаго колорадського в період 1998-2000рр. використовували критерій Шенона (Созінов, Глазков, 1988).

Методом кореляційного аналізу визначено залежність між критерієм Шенона та метеорологічними умовами (ГТК, опадами, активними та ефективними температурами) (Доспехов, 1973)..

Визначення впливу трофічного фактору на структуру популяції імаго колорадського жука за феноформами проводили при харчуванні імаго м'якушем бульб та листям сортів картоплі, різної природи стійкості. Досліди проводились в лабораторних умовах у гігростатах, виготовлених за методикою ВІЗР (1987).

Визначення впливу трофічного фактору на структуру імаго колорадського жука, отриманого з личинок, вплив інсектицидів різного спектру дії на личинок колорадського жука L₁, L₂, L₃, L₄ віків та зміни в структурі популяції, дочірнього імаго проводили в лабораторних умовах

3. Визначення впливу абіотичного та трофічного факторів на структуру популяції імаго колорадського жука

3.1 Структура популяції імаго колорадського жука

Структура будь-якої популяції колорадського жука гетерогенна та містить різні фенотипи, які узгоджуються з певними морфологічними ознаками. Найбільш характерною фенотипічною ознакою колорадського жука (Leptinotarsa decemlineata Say) є малюнок передньоспинки. За відмінностями малюнка передньоспинки (Фасулаті, 1988) розроблена шкала, що дає змогу аналізувати частоти наявності будь-якої феноформи в популяціях шкідника.

Встановлено, що внутрішньопопуляційні форми колорадського жука по різному реагують на сорти картоплі, системи захисту, абіотичні фактори, надають перевагу різним сортам.

Отримані данні за 1998-2000 рр. свідчать, що найбільш поширеними в Немішаєвській популяції є феноформи 1-ша, 3-тя та 6-та (рис. 1).

Найменш чисельними є 8-ма феноформа, яка була присутня лише в 1999р., а також 7-ма, 8-ма та 9-та. Частка особин 2-ої фенформи зростає впродовж 3-х років і спостерігається спад 4-ої феноформи у ці роки, які характеризуються різними гідротермічними умовами вегетаційного періоду та використанням інсектицидів ( до 1998р. - піретроїди, у 1999р. банкол) з різними механізмами дії.

Структура популяції з гібридних та диких видів картоплі, присадибних ділянок відрізняються як між собою, так і від промислових посадок. Частка 2-ої, 4-ої феноформ зростає, а 8-ма - присутня лише на диких видах картоплі. У визначених посадках найчастіше зустрічаються 1-ша, 3-тя та 6-та феноформи, частка яких зростає від гібридів до диких видів.

Встановлено, що зміни в структурі популяції імаго колорадського жука відбуваються ще на етапі первинного вибору комахами харчових рослин, тобто генотипів картоплі (трофічний фактор).

Ряд авторів відмічають, що маса тіла є вирішальною в збереженні популяції при дії екстремальних факторів. Так, під дією інсектициду та стійких сортів виживають особини, що мають підвищену масу тіла, але імаго із зменшеною масою проявляють більшу пошукову активність (Педько, 1995).

Структура імаго колорадського жука на присадибних та промислових посадках розсіяна за всіма рангами маси, а на гібридних та диких видах вона зміщена в бік рангів зменшеної маси.

Розглядаючи структуру популяції за ваговими рангами маси можна сказати, що найбільш чисельним виявився ранг з масою 101-160 мг з усіх агроценозів. У ранзі >220 мг відмічалась присутність феноформ з промислових посадок.

Порівняльний аналіз структури популяції з різних біотопів: присадибних ділянок, що мають значне сортове розмаїття та набір інсектицидів для боротьби з шкідником; гібридних посадок, та диких видів ІК УААН, що характеризуються погіршеними харчовими якостями показав значну відмінність як за частотою зустрічальності феноформ, так і співвідношенням самиць до самців та рангами маси.

3.2 Статистичний аналіз одержаних результатів

Відмінність у популяціях, що зібрані з різних посадкових ділянок разюча. Так, за критерієм подібності табличне значення якого 2,73 усі популяції за наявністю феноформ перевищували це значення, а особливо дикі щодо промислових (І=29,1) - більше ніж у 10 разів за табличне значення. Критерій ідентичності решти пар популяцій, що порівнювались був суттєвим і перевищував табличне значення у 2 - 4 рази, найбільш подібними виявились пари: гібриди - промислові (І=3,39) та гібриди - присадибні (І=3,40), але й тут критерій ідентичності перевищував за табличне значення.

Аналізуючи стан популяції за показником Шенона за роки досліджень, що різняться метеорологічними умовами вегетаційного періоду (за травень - серпень) та суттєво впливають на життєвість. Так, в умовах з 1998 р. (ГТК 2,3) була сформована досліджувана популяція 1999 р., у 1999 р. (ГТК 1,2) - 2000 року. Післядія посушливого 1999 року сприяла явищу найбільш високої організації системи з коефіцієнтом кореляції r = 0,99 між ентропією системи та ГТК, тобто залежність пряма (рис. 3.7) така ж пряма залежність між ентропією системи та сумою активних температур (r = 0,88). Також, спостерігається середня залежність ентропії системи від суми ефективних температур (r = 0,65) та від суми опадів (r = - 0,57).

4. Вивчення впливу трофічного фактору на структуру популяції імаго колорадського жука

4.1 Живлення бульбами та наступна підсадка на листя

В зв'язку з тим, що при створенні сортів методами традиційної селекції, як правило, використовуються дикі види картоплі, що мають глікоалкалоїди різних груп сполук, а також з появою генетично-модифікованих сортів, що містять токсичний білок Сry ІІІ А визначали чутливість феноформ імаго колорадського жука при живлені бульбами.

Найбільша смертність відмічалась на дикому виді S. chacoense та сорті Зарево. З урахуванням НІР₀₅ на сорті Зарево більш чутливими були імаго 2-ої та 9-ої на виді S. chacoense - 4-ої та 8-ої (табл.1).

Таким чином, імаго колорадського жука найбільш чутливі до бульб дикого виду S. chacoense та відносно стійкого сорту Зарево. Виживання на стійкому сорті Russet Burbank g. m. співпадає з виживанням на сорті Луговський, тому можна зробити висновок, що рівень вмісту білка Сry ІІІ А в бульбах картоплі знаходиться на безпечно низькому рівні.

4.2 Живлення зеленою масою

При живленні імаго листям найбільш стійким був сорт Russet Burbank g. m. та дикий вид S. chacoense. З урахуванням НІР₀₅ менш чутливими до вмісту глікоалкалоїдів на сорті Зарево виявились 2-га та 7-ма, на S. chacoense - 2-га та 5-та, а до вмісту токсичного білка Сry ІІІ А - 6-та феноформа (табл.2).

Це свідчить про значний токсичний вплив зразків S. chacoense, Russet Burbank g. m. та Зарево на виживання імаго колорадського жука. При цьому харчування несприятливим кормом супроводжувалось значною втратою маси тіла та порушенням статевої структури на користь самиць.

Різна чутливість феноформ до запропонованого корму обумовлена його біохімічними особливостями, тобто вмістом глікоалкалоїдів різних груп у дикому виді S. chacoense та залученням їх у родовід сортів Луговський і Зарево, та білка Сry ІІІ А в сорті Russet Burbank g. m..

4.3 Вплив хімічного інсектициду фастак, 10% к. е. на структуру популяції імаго колорадського жука

Для встановлення чутливості феноформ імаго колорадського жука до дії піретроїдних інсектицидів проводили їх обробку препаратом фастак д.р. альфа-циперметрин та визначали СК₅₀, % д.р..

Встановлено, що найбільш поширені в Київській області феноформи 1-ша, 2-га, 3-тя та 6-та набули високого рівня резистентності до цього піретроїдного інсектициду і їх можна вважати ядром формування резистентності до піретроїдної групи препаратів, а феноформи 4-та, 5-та, 7-ма, 8-ма та 9-та ще достатньо чутливі. Цей метод дозволяє здійснювати моніторинг чутливості колорадського жука як до окремих інсектицидів, так і класів сполук. Він грунтується на встановленні рівня чутливості кожної феноформи та її частки в структурі популяції.

5. Розвиток личинок на сортах картоплі різної природи стійкості в лабораторних умовах в залежності від маси тіла

Личинок 4-го віку розподілили за масою на 115 мг, 87 мг, та 66 мг і підсадили на різні за стійкістю сорти картоплі. Найбільша загибель до заляльковування становила 47% на сорті Russet Burbank g. m.. Імаго на обох сортах вийшли з однаковою масою в межах 75-77 мг.

На сорті Russet Burbank g. m. вийшли більшість особин з модальними феноформами 1-ою, 2-ою, 3-ою.

Розмаїття феноформ на сорті Луговський було значно більшим (рис.2). В подальшому імаго як на сорті Луговський, так і на Russet Burbank g. m. за масою не відрізнялись.

6. Чутливість личинок колорадського жука до різних за генотипом сортів картоплі

6.1 Личинки першого та другого віків (L₁ - L₂)

Наступним етапом було вивчення рівня стійкості личинок різних віків до сортів картоплі різної природи стійкості. В багаторазових дослідах з підсадкою личинок молодших віків в садки на листя генетично - модифікованих сортів картоплі личинки I-II віків гинули на 2-4-ту добу. Випадків виживання впродовж 3-х років не спостерігалось.

6.2 Личинки третього віку (L₃)

Виживання личинок L₃ на генетично-модифікованих сортах становило 6-12%. Аналіз структури популяції імаго колорадського жука за феноформами свідчить, що з даних личинок на всіх трьох сортах картоплі присутні такі феноформи імаго: самиці 1-ої та 3-ої, крім того, на сорті Superior g. m. відмічена самиця 4-ої феноформи (рис. 3).

На генетично-модифікованому сорті Superior g.m. присутні імаго самців 5-ої феноформи, а на сорті Russet Burbank g.m. - 1-ої, 5-ої та 6-ої, на сорті Луговський - самці 3-ої та 9-ої феноформ.

6.3 Личинки четвертого віку (L₄)

Виживання личинок L₄ на генетично-модифікованих сортах становило 30,4-36,2%. Вихід імаго, був найбільшим на сорті картоплі Луговський (52,5%), на стійких сортах Russet Burbank g.m. та Superior g.m. - у межах 8% - 12%.

На стійкому сорті картоплі Russet Burbank g.m. вихід тривав дві доби та становив 8% від початкової кількості личинок (з середньою масою 94,4 мг). При аналізі структури популяції спостерігався вихід імаго колорадського жука таких феноформ: самиці - 1- ої (115мг), 2- ої (88мг), 3- ої (96мг), 9- ої (95мг) та самці 3- ої (78мг) (рис. 4).

На сорті картоплі Superior g.m. вихід тривав три доби та становив 12% (з середньою масою 91,7 мг). В даному варіанті відмічено вихід таких феноформи: самиці - 1-ої (102мг), 2-ої (98мг), 3-ої (89мг), 8-ої (99мг), 9-ої (100мг), самці 3-ої (73мг), 5-ої (81мг).

На сорті картоплі Луговський вихід імаго тривав п'ять діб та становив 11% (з середньою масою 68,4 мг). В даному варіанті були наявні такі феноформи: самиці - 1- ої (101мг), 2- ої (91мг), 3- ої (96мг), 6- ої (67мг), самці 1- ої (85мг), 2- ої (62мг), 3- ої (63,5мг).

7. Вплив різних за механізмом дії інсектицидів на личинок старших віків та чутливість імаго з них до сортів різної природи стійкості

Наступним етапом досліджень було визначення впливу різними за механізмом дії інсектицидами на личинок старших віків та встановлення структури імаго, які вийшли з личинок, що вижили.

В результаті досліду встановлено, що структура популяції імаго одержаних при обробці L₃ та L₄ суттєво не відрізняється за набором феноформ, а лише за їх чисельністю (рис.5).

В структурі імаго, що вийшли в результаті обробки препаратом фастак, 0,05 мл/ л, наявні усі феноформи крім 4-ої та 8-ої; з половинної норми - усі, крім 4-ої, 7-ої та 8-ої.

В структурі імаго, що вийшли в результаті обробки препаратом БТБ з повної норми наявні такі феноформи: 1-ша, 3-тя, 5-та, 6-та та 8-ма; з половинної норми - усі, крім 8-ої.

Тобто переважають 1-ша 3-тя 6-та феноформи, частка яких перевищує частку решти в декілька разів і становила від 20% до 60%.

Розмаїття феноформ більше після обробки L₃ обома препаратами, а більш вирівняна структура імаго після обробки L₄.

Рідкочастотні феноформи як за кількісним, так і за якісним складом переважають у варіанті з обробкою препаратом фастак.

Зміна в структурі популяції імаго колорадського жука та її різниця між варіантами з обробкою личинок L₃ та L₄ інсектицидами (фастак і БТБ) з різними механізмами дії свідчить, що кожна популяція шкідника має певну частину особин з адаптаціями до будь-якого стресового чинника, в тому числі і до інсектицидів з різними механізмами дії. А тому при розробці системи захисту картоплі від даного фітофага необхідно передбачати заходи щодо обмеження швидкості формування резистентності.

Висновки

Структура популяції колорадського жука гетерогенна та містить різні феноформи, які узгоджуються з певними морфологічними ознаками (малюнком на передньоспинці).

Аналіз структури популяції колорадського жука з промислових посадок картоплі Інституту картоплярства УААН смт Немішаєвє за 1998-2000 рр., вегетаційні періоди яких відрізнялися між собою метеорологічними умовами та механізмами дії інсектицидів, що застосовувались для захисту картоплі сприяли зміні структури за частотою феноформ, масою імаго, статевим співвідношенням. Найбільш поширеними феноформами на промислових посадках були 1-ша, 3-тя, 6-та, частота яких разом сягала 51%-78%. Співвідношення самиць до самців становило 50,3%:49,7%, найбільш поширеним за рангом маси були імаго 101-160 мг.

Порівняльний аналіз структури локальної популяції з різних біотопів: присадибних ділянок, що мають значне сортове розмаїття та набір інсектицидів для боротьби з шкідником; гібридних посадок та колекції диких видів ІК УААН, що характеризуються різними харчовими якостями показав значну відмінність як за частотою зустрічальності феноформ, так і співвідношенням самиць до самців, а також пониженою масою імаго (на промислових маса понад 160 мг становила 26,3%, на присадибних - 25,1%, на диких видах - 20%, на гібридах - 7,4%,).

Порівнянням структур популяції з промислових посадок картоплі за показником Шенона в роки 1998-2000 рр., що відрізнялися метеорологічними умовами вегетаційного періоду встановлена пряма залежність коефіцієнта ентропії від ГТК (r = 0,99) та суми активних температур (r = 0,88). За умов надлишкового зволоження (ГТК за травень-серпень 1998р. 2,3) спостерігається деградація системи, за недостатнього - (ГТК за травень-серпень 1999р. - 0,93) - більш високою організацією і життєвістю системи.

В лабораторних дослідах вивчено живлення імаго колорадського жука висічками із бульб картоплі різних за стійкістю сортів: Луговський - не стійкий, Зарево - відносно стійкий, Russet Burbank g. m.. - стійкий. За інтенсивністю споживання корму дані сорти розташувались в такій послідовності : Луговський, Russet Burbank g. m., Зарево, дикий вид S. chacoense, а за виживання жуків - Russet Burbank g. m., Луговський, Зарево, S. chacoense.

При живленні імаго колорадського жука листям різних за стійкістю сортів картоплі Луговський (не стійкий), Зарево (відносно стійкий), Russet Burbank g. m. (високостійкий) та диким видом S. chacoense (стійкий) на 10-ту добу за виживанням сорти розташувались в такій послідовності : Луговський (вижило 66,3% жуків), Russet Burbank не модифікований (57,65%), Зарево (45,9%), дикий вид S. chacoense (32,95%), Russet Burbank g. m. (6,85%). На стійкому сорті Russet Burbank g. m. виживали імаго 4-ої, 5-ої, 7-ої та 9-ої феноформ, на сорті Зарево - 2-ої та 7-ої. При цьому харчування несприятливим кормом супроводжувалось значною втратою маси тіла та порушенням статевої структури.

Методом пробіт-аналізу (обробка імаго, поділеного за феноформами альфа-циперметрином) встановлено, що найбільш поширені в Київській області феноформи 1-ша, 2-га, 3-тя та 6-та набули високого рівня резистентності до цього піретроїдного інсектициду (СК₅₀, 2,39, % д.р.), а феноформи 4-та, 5-та, 7-ма, 8-ма та 9-та ще достатньо чутливі (СК₅₀, 0,02-0,04, % д.р.). Цей метод дозволяє здійснювати моніторинг чутливості колорадського жука як до окремих інсектицидів, так і класів сполук. Він грунтується на встановленні рівня чутливості кожної феноформи та частоти поширеності їх в структурі популяції.

У дослідах з личинками (L₁, L₂, L₃, L₄) різних віків встановлено, що генетично -модифіковані сорти картоплі Russet Burbank, Atlantic та Superior мають високоефективну захисну систему, що забезпечує повну смертність личинок молодших віків (L₁ та L₂). Проте окремі личинки L₃ можуть завершити свій розвиток (6-12%) до імаго. Ще більше виживають личинки L₄ та завершують розвиток до імаго (30,4-36,2%). При цьому спостерігається загальна тенденція найбільшого поширення феноформ 1-ої та 3-ої. Проте при живленні генетично модифікованими рослинами картоплі з білком Cry ІІІ А частіше з'являлись імаго з рідкісними феноформами - 8-ою та 9-ою. Тенденція у виживанні окремих феноформ свідчить про можливість долання захисного бар'єру генетично-модифікованих сортів картоплі та формування резистентної популяції до токсичного білка Cry III A.

В лабораторних дослідах з обробкою личинок колорадського жука старших віків (L₃ та L₄) інсектицидами (бітоксибациліном і альфа-циперметрином) з різними механізмами дії, імаго, що вийшли з виживших личинок мають підвищену стійкість до стресових ситуацій і, зокрема, більше виживають при живленні стійкими генетично-модифікованими рослинами ніж контрольні (без обробеи личинок інсектицидами).

Зміна в структурі популяції імаго колорадського жука та її різниця між варіантами з обробкою личинок L₃ та L₄ інсектицидами (фастак і БТБ) з різними механізмами дії свідчить, що кожна локальна популяція шкідника має певну частину особин з адаптаціями до будь-якого стресового чинника, в тому числі і до інсектицидів з різними механізмами дії. А тому при розробці системи захисту картоплі від даного фітофага необхідно передбачати заходи щодо обмеження швидкості формування резистентності.

Частота поширеності домінантних феноформ на генетично модифікованих сортах картоплі знижується в порівнянні з традиційними сортами, частіше з'являються рідкісні феноформи.

Рекомендації виробництву

Систематично здійснювати моніторинг структури популяцій за феноформами, рангами маси та статевим співвідношенням імаго колорадського жука. Різка зміна структури популяції на відміну від попередньої є сигналом про недосконалу систему захисту картоплі від колорадського жука.

В зональних інтегрованих системах захисту картоплі з використанням стійких сортів будь-якої природи стійкості та інсектицидів з різними механізмами дії необхідно передбачити, щоб доля високо стійких сортів не перевищувала 50% посівних площ, а асортимент інсектицидів повинен включати такі, які мають різні механізми дії. При застосуванні інсектицидів необхідно дотримуватись їх чергування і не допускати більше однієї обробки за вегетаційний період одним і тим же препаратом.

При впровадженні генетично-модифікованих сортів з геном B.t.t. не допускати застосування на посадках картоплі препаратів на основі Bacillus thuringiensis на традиційних сортах, оскільки вони сприятимуть швидкості формування резистентності до модифікованих сортів картоплі з токсичним білком Cry ІІІ А.

Список опублікованих основних праць за темою дисертації

Трибель С.О., Король Т.С., Новосельська Т.Г. Стійкі сорти - основа інтегрованого захисту картоплі // Аграрний вісник Причорномор'я. - Збірник наукових праць. Одеса, 1999. Вип. № 3(6). С. 242 -246. (Особистий внесок здобувача 50%. Проведення обліків, формулювання висновків).

Трибель С.О., Король Т.С., Новосельська Т.Г. Homo sapiens проти Leptinotarsa desemlineata // Захист рослин. - N 8.- 2000. - С.12-13. (Особистий внесок здобувача 50%. Проведення досліджень, узагальнення даних).

Новосельська Т.Г., Король Т.С. Колорадський жук. Чутливість популяції імаго до хімічного інсектициду фастак, 10% к.е. // Захист рослин. - N 1.- 2001. - С. 14-15. (Особистий внесок здобувача 70%. Проведення обліків, формулювання висновків).

Трибель С.О., Король Т.С., Новосельская Т.Г. С помощью генной инженерии // Защита и карантин растений. - N 4.- 2001. - С. 16-17. (Особистий внесок здобувача 50%. Проведення досліджень, узагальнення даних).

Новосельська Т.Г. Виживання фенотипів колорадського жука в залежності від живлення сортом картоплі Russet Burbank з геном B.t. // Тез.доп. Міжнародної конференції "Наукові основи стабілізації продукції рослинництва". Харків, 1999.- С. 430.

Король Т.С., Новосельська Т.Г., Руденко Н.Г. Чутливість феноформ імаго колорадського жука до харчових якостей при живленні листям картоплі // Тез. доп. Республіканської ентомологічної конференції, присвяченій 50-й річниці заснування УЕТ, Ніжин, 19-23 серпня 2000р.- Ніжин.-2000. - С. 59

Король Т.С., Трибель С.О., Новосельська Т.Г. Пути формирования резистентных популяций колорадского жука к трансгенным сортам картофеля серии "новый лист" с геном B.t. // Материалы девятого совещания конференции "Современное состояние проблемы резистентности вредителей, возбудителей болезней и сорняков к пестицидам в России и сопредельных странах на рубеже ХХІ века" . Санкт-Петербург, 2000. - 86-87 с.

Анотація

Новосельська Т.Г. Здатність популяції Leptinotarsa decemlineata Say долати бар'єри стійкості картоплі різної природи. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.09 - ентомологія. - Національний аграрний університет, Київ, 2001.

Встановлено структуру популяції колорадського жука Київської області (Інститут картоплярства (ІК) УААН, смт Немішаєве) за феноформами на різних за харчовими якостями біотопах. Визначено в лабораторних умовах здатність феноформ популяції колорадського жука долати бар'єри різних за природою стійкості генетично-модифікованих сортів картоплі при живленні бульбами та листям. Встановлено чутливість популяції до хімічного інсектициду в залежності від феноформи імаго колорадського жука. Обгрунтовано механізми спрямованого добору в популяції колорадського жука під впливом стійких генотипів та інших захисних чинників. Вперше в умовах України вивчалась здатність популяції колорадського жука долати бар'єри стійкості генетично-модифікованих сортів картоплі Russet Burbank g. m., Atlantic g. m., Superior g. m., з геном В.t.t. Встановлено, що моніторинг структури популяції за феноформами, статевим співвідношенням та масою особин є ключовим для прогнозування агресивності шкідника і рівня резистентності до будь - якої системи захисту культури.

Ключові слова: колорадський жук, картопля, феноформи, інсектициди, чутливість.

Новосельская Т.Г. Способность популяции Leptinotarsa decemlineata Say преодолевать барьеры разной природы устойчивости картофеля. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.09 - энтомология. - Национальный аграрный университет, Киев, 2001.

Изучена гетерогенность структуры киевской популяции колорадского жука (Институт картофелеводства (ИК) УААН, пгт Немешаево) по феноформам (рисунку переднеспинки) на разных по пищевым качествами биотопах (промышленных посадках, приусадебных участках и коллекции диких видов картофеля). За годы исследований (1998-2000), отличающихся метеорологическими условиями вегетационных периодов и применением инсектицидов с разными механизмами действия отмечено изменение в частоте встречаемости феноформ, массе имаго и полового соотношения.

Методом пробит-анализа (обработка разных феноформ альфа-циперметрином) установлен высокий уровень резистентности (СК₅₀ 2,39% д.в.) доминантных (1-ой, 3-ей и 6-ой) феноформ, а редкостные феноформы: 4-ая, 5-ая, 7-ая, 8-ая и 9-ая еще достаточно чувствительны (СК₅₀ 0,02-0,04% д.в.) к этому инсектициду. Метод чувствительности феноформ к инсектициду или классу соединений позволяет контролировать формирование резистентности к применяемым средствам защиты картофеля.

В лабораторных условиях изучали уровень устойчивости и последействие на структуру популяции вредителя разных сортов картофеля: Луговской (не устойчивый), Зарево (относительно устойчивый), дикий вид Solanum chacoense (устойчивый) и генетически модифицированный с геном B.t.t. сорт Russet Burbank (высоко усточивый). На генетически модифицированный сорте Russet Burbank выживали имаго 4-ой, 5-ой, 7-ой и 9-ой феноформ, на диком виде Solanum chacoense - 2-ой и 5-ой, на сорте Зарево - 2-ой и 7-ой.

Личинки младших возрастов (L₁ и L₂) полностью погибали на генетически модифицированном сорте Russet Burbank; личинки L₃ выживали на 6-12%; личинки L₄ - 30,4-36,2%.

Последействие обработки личинок L₃ и L₄ инсектицидами (фастак и БТБ) с разными механизмами действия проявлялось при выживании разных феноформ имаго.

Таким образом, в каждой локальной популяции колорадского жука есть часть особей с адаптациями к любому стрессовому фактору, что необходимо учитывать при разработке системы защиты картофеля и предусматривать мероприятия по ограничению скорости формирования резистентности.

Ключевые слова: колорадский жук, картофель, феноформы, инсектициды, чувствительность.

Novoselskaya T.G. Ability of a population of the Leptinotarsa decemlineata Say to overcome barriers of a different nature of fastness of a potato. - Manuscript.

The thesis for the candidate degree of agricultural sciences, the specialty 03.00.09 - entomology. National Agrarian University, Kiev, 2001.

It has been studied the population structure of the Colorado beetle in Potato institute UAAS (Nemeshaevo) as to its phenoforms on different varieties as to feeding qualities.

It has bean studied in vitro an ability of the Colorado beetle population as to the potato beetle of the phenoforms to overcome the barriers of different resistant varieties of potato during feeding with tubers and beavers. It has been studied sensitivity of the population to an insecticide in dependence on the phenoforms of the Colorado beetle imago. It has been substantiated the mechanisms of the directed selection in the population of the Colorado beetle under the influence of resistant genotypes and the other protective mechanisms. For the first time, it has been studied an ability of the Colorado beetle population to overcome the barriers of resistance of potato Russet Burbank g. m., Atlantic g. m., Superior g. m., with gene Bacillus thuringiensis tenebrionis. It has been determined that monitoring of the structure of the Colorado beetle population as to phenoforms, sex ratio and weight of imago is the main for forecasting of aggressiveness of the pest and level of resistance to any protection system of the crop.

Key words: the Colorado beetle, potato, phenoforms, insecticides, sensitivity.

Размещено на Allbest.ru