Восприимчивость разных видов чешуекрылых насекомых к штамму Bacillus thuringiensis ssp. aizawai

Представлены результаты оценки специфичности действия штамма Bacillus thuringiensis ssp. aizawai по отношению к пяти видам чешуекрылых вредителей (Lepidoptera), относящихся к разным семействам. Смертность личинок, зараженных штаммом B. thuringiensis, значительно варьировала в зависимости от вида насекомого. У четырех видов – капустной белянки (Pieris brassicae L.), капустной совки (Mamestra brassicae L.), большой вощинной огневки (Galleria melonella L.) и боярышницы (Aporia crataegi L.) – гибель особей отмечена на вторые сутки опыта. При этом она существенно различалась между видами и увеличивалась со временем. Капустная моль (Plutella xylostella L.) была более восприимчива к патогену. Существенную смертность личинок этого фитофага наблюдали уже через одни сутки после заражения, на вторые сутки эксперимента погибали все особи. ЛТ90 у устойчивого (боярышница) и чувствительного (капустная моль) видов насекомых различалась в 7 раз. Определены полулетальные концентрации изучаемого штамма B. thuringiensis для тестируемых видов насекомых: на третьи сутки опыта ЛК50 для личинок капустной совки, большой вощинной огневки и боярышницы составляла от 1,7 до 4,5 × 108 спор/ мл. У капустной белянки она была на порядок ниже – 1,8 × 107 спор/мл. Для гусениц капустной моли ЛК50 уже через сутки после заражения составляла 4,25 × 107 спор/мл. Отмечено, что специфичность действия штамма B. thuringiensis связана с различными механизмами системы защиты насекомых от патогенов и обусловлена индивидуальными особенностями вида. В частности, показатель рН экскрементов интактных гусениц чувствительного к B. thuringiensis вида – капустной белянки – был в 2 раза выше, чем у гусениц вощинной огневки – 8,9 и 4,3 соответственно, что является одной из причин восприимчивости (или устойчивости) вида к бактериальному энтомопатогену. 

1. Андреева И.В., Ашмарина Л.Ф., Шаталова Е.И. Особенности изменения фитосанитарного состояния кормовых культур в условиях Западной Сибири // Достижения науки и техники АПК. 2019. №. 10. С. 26–30. DOI: 10.24411/0235-2451-2019-11006.

2. Коваленков В.Г. Антропогенные факторы и фитосанитарная дестабилизация // Защита и карантин растений. 2015. № 9. С. 3–8.

3. Андреева И.В., Шаталова Е.И. Сезонное развитие капустной моли и ее энтомофагов в Западной Сибири // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2017. № 3. С. 42–48.

4. Андреева И.В., Шаталова Е.И., Штерншис М.В., Шульгина О.А., Бехтольд В.В. Роль кормового ресурса в численности фитофагов капусты и их биоконтроле // Сибирский экологический журнал. 2013. № 3. С. 439–446.

5. Кузнецова В.В., Пальникова Е.Н. Факторы динамики численности боярышницы (Aporia crataegi L.) в пригородных насаждениях г. Красноярска // Известия СанктПетербургской лесотехнической академии. 2014. № 207. С. 49–59.

6. Kwadha C., Ong’amo G., Ndegwa P., Raina S., Fombong A. The biology and control of the greater wax moth, Galleria mellonella // Insects. 2017. Vol. 9; N 8(2). DOI: 10.3390/ insects8020061.

7. Калмыкова Г.В., Горобей И.М., Осипова Г.М. Перспективы использования Bacillus thuringiensis как биологического агента защиты растений // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2016. № 4. С. 12–19.

8. Штерншис М.В., Беляев А.А., Цветкова В.П., Шпатова Т.В., Леляк А.А., Бахвалов С.А. Биопрепараты на основе бактерий рода Bacillus для управления здоровьем растений: монография. Новосибирск: Издательство СО РАН, 2016. 284 с.

9. Yutao Xiao, Kongming Wu. Recent progress on the interaction between insects and Bacillus thuringiensis crops // Philosophical transactions of the royal society B: Biological sciences. 2019. Vol. 374. Published: 14 January 2019. DOI: org/10.1098/rstb.2018.0316.

10. White paper on resistance in Lepidopteran pests of Bacillus thuringiensis (Bt) plantincorporated protectants in the United States // Environmental Protection Agency. 2018. 11 April. 82 p.

11. Liao J., Xue Y., Xiao G., Xie M., Huang S., You S., You S., Wyckhuys K.A.G., You M. Inheritance and fi tness costs of resistance to Bacillus thuringiensis toxin Cry2Ad in laboratory strains of the diamondback moth, Plutella xylostella (L.) // Scientifi c Reports. 2019. Vol. 9. P. 1–8. DOI: 10.1038/s41598-019-42559-2.

12. Yul R.J., Choi J.Y., Li M.S., Jin B.R., Je Y.H. Bacillus thuringiensis: as a specifi c, safe, and effective tool for insect pest control // Journal of Microbiology and Biotechnology. 2007. N 17 (4). P. 547–559.

13. Глупов В.В., Бахвалов С.А., Соколова Ю.А., Слепнева И.А. Механизмы резистентности насекомых // Патогены насекомых: структурные и функциональные аспекты. М.: Круглый год, 2001. С. 475–557.

14. Broderick N.A., Robinson C.J., McMahon M. D., Holt J., Handelsman J., Raffa K.F. Contributions of gut bacteria to Bacillus thuringiensis-induced mortality vary across a range of Lepidoptera // BMC Biology. 2009. Vol. 7 (1). N 11. DOI: 10.1186 / 1741-7007-7-11.

15. Grizanova E.V., Dubovskiy I.M., Whitten M.M. A., Glupov V.V. Contributions of cellular and humoral immunity of Galleria mellonella larvae in defence against oral infection by Bacillus thuringiensis // Journal of Invertebrate Pathology. 2014. Vol. 119. P. 40–46.

16. Hammer T.J., Janzen D.H., Hallwachs W., Jaffe S.P., Fierer N. Caterpillars lack a resident gut microbiome // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2017. Vol. 114. P. 9641–9646. DOI: org/10.1073/pnas.1707186114.

17. Grizanova E.V., Krytsyna T.I., Surcova V.S., Dubovskiy I.M. The role of midgut nonspecifi c esterase in the susceptibility of Galleria mellonella larvae to Bacillus thuringiensis // Journal of Invertebrate Pathology. 2019. P. 107166–107208. DOI: 10.1016/j. jip.2019.107208.

18. Коновалова Т.В. Лабораторное содержание и разведение большой восковой огневки Galleria mellonella L. // Российский ветеринарный журнал. 2009. № 4. С. 5–49.

19. Dow J.A.T., Harvey W.R. Role of midgut electrogenic K+ pump potential difference in regulating lumen K+ and pH in larval Lepidoptera // Journal Experimental Biology.1988. Vol. 140. P. 455–463.

20. Johnson K., Felton G. Potential infl uence of midgut pH and redox potential on protein utilization in insect herbivores // Archives of Insect Biochemistry and Physiology. 1996. Vol. 32. Р. 85–105.

21. Каменек Л.К., Новикова Л.К. Действие дельта-эндотоксина Bacillus thuringiensis и бактериальных препаратов на его основе на капустную совку (Mamestra brassicae L.) // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 1984. № 4. С. 52–54.

22. Dubovskiy I.M., Grizanova E.V., Whitten M.M.A., Mukherjee K., Greig C., Alikina T., Kabilov M., Vilcinskas A., Glupov V.V., Butt T.M. Immuno-physiological adaptations confer wax moth Galleria mellonella resistance to Bacillus thuringiensis // Virulence. 2016. Vol. 7. P. 860–870. DOI: org/10.3390/ insects8020061.