Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Пищевые предпочтения массовых видов паутинных клещей рода Tetranychus и акарицидное действие растений (обзор литературы). 10
1.1. Морфологические и биологические особенности растительноядных клещей рода Tetranychus. 10
1.2. Пищевые предпочтения массовых видов паутинных клещей рода Tetranychus .
1.3. Акарицидное действие растений. 17
1.4. Биопестициды растительного происхождения. 28
1.5. Описание программного обеспечения для проведения наблюдений за поведением лабораторных объектов «RealTimer». 38
Экспериментальная часть 44
Глава 2. Материал и общая методика исследований . 44
2.1. Материал исследований. 44
2.2. Методика культивирования (разведения) паутинных клещей в лаборатории. 45
2.3. Материал и методы исследований на репеллентные и антифидантные свойства субтропических и тропических растений . 47
2.4. Общая методика исследований оценки акарицидных свойств экстрактов субтропических и тропических растений. 48
Глава 3. Интегрированная оценка предпочитаемости (отвергания) нестандартного пищевого источника паутинным клещом Tetranychus atlanticus
Глава 4. Методическая разработка экспресс-метода оценки предпочитаемости (отвергания) нестандартного пищевого источника паутинным клещом Tetranychus atlanticus 61
Глава 5. Дифференцированная оценка предпочитаемости субтропических и тропических растений двумя пищевыми линиями паутинного клеща Tetranychus atlanticus 71
Глава 6. Акарицидная активность сока и экстрактов растений Aloe vera, Aloe arborescens, Schlumbergera buckleyi и Chlorophytum borivilianum против паутинного клеща Tetranychus atlanticus 79
Глава 7. Оценка действия экстракта Aloe vera против паутинного клеща Tetranychus atlanticus на томате в условиях производственной теплицы 92
Заключение 100
Рекомендации производству 103
Список литературы
- Пищевые предпочтения массовых видов паутинных клещей рода Tetranychus
- Описание программного обеспечения для проведения наблюдений за поведением лабораторных объектов «RealTimer».
- Материал и методы исследований на репеллентные и антифидантные свойства субтропических и тропических растений
- Методическая разработка экспресс-метода оценки предпочитаемости (отвергания) нестандартного пищевого источника паутинным клещом Tetranychus atlanticus
Введение к работе
Актуальность проблемы. Растительноядные клещи, и среди них
паутинные клещи (сем. Tetranychidae, отряд Acariformes), – одни из
основных значимых вредителей многих сельскохозяйственных культур, в
том числе овощных, плодовых, цитрусовых, ягодных, декоративных,
винограда и хлопчатника (Васильев, 1910; Митрофанов, 1980; Бегляров,
1987; Попов, 1997; Gotoh, 2012). Они угнетают ассимиляционный аппарат растений, приводя к существенному снижению их урожайности (van de Vrie et al., 1972; Rabbinge, 1985; Takafuji et al., 2005).
Основным методом ограничения их вредоносности в течение последних 60-70 лет является химический. Между тем широкое и интенсивное применение синтетических акарицидов и инсектоакарицидов создает актуальные проблемы по загрязнению окружающей среды и урожайной части продукции. При этом уничтожаются энтомо- и акарифаги либо появляются резистентные расы фитофагов, перестаёт работать биоценотический механизм регуляции вредителей, остаточные количества пестицидов оказывают отрицательное воздействие на здоровье людей.
В настоящее время проблема защиты сельскохозяйственных культур от паутинных клещей усугубляется отсутствием достаточного количества новых средств защиты растений. В связи с этим остро стоит проблема поиска химических соединений, сочетающих в себе высокую биологическую активность для вредных организмов с токсикологической и экологической безопасностью для окружающей среды и человека.
Одним из перспективных направлений поиска считается изучение
природных химических соединений, участвующих в процессах
саморегуляции биологических систем разных уровней сложности. Сюда можно отнести пестициды, созданные на основе вторичных метаболитов высших растений, выполняющих у них защитные функции и обладающих биологической эффективностью. Этими факторами объясняется возросший интерес к выделению из растений новых веществ и их изучению, как потенциальных экологически безопасных биопестицидов.
Известно свыше тысячи видов мировой флоры, имеющих пестицидные свойства (Duso et al., 2008). Биопестициды целесообразно применять в защищенном грунте, где используются биологические агенты и ограничено применение химических средств.
Степень разработанности темы. Данной проблеме посвящены многочисленные работы Copping, Хуммеля, Alexenizer, Chiasson et al., Choi et al., Cavalcanti et al., Jie Wei et al., Attia et al. и многих других. Тем не менее, список ботанических соединений, токсичных для паутинных клещей, далеко не полон. Более того, подавляющее большинство работ посвящено обыкновенному паутинному клещу Tetranychus urticae Koch, но
практически отсутствуют сведения о действии биопестицидов в отношении атлантического паутинного клеща Tetranychus atlanticus McGregor.
Цель и задачи работы. Целью работы являлось осуществление оценки пищевых (акарицидных) свойств ряда субтропических и тропических растений в отношении паутинного клеща Tetranychus atlanticus McGregor, 1941 (sensu Mitrofanov et al., 1987), наиболее широко распространенного в Российской Федерации.
Для достижения поставленной цели планировалось решение следующих задач:
-
Осуществить интегрированную оценку предпочитаемости (отвергания) нестандартного пищевого источника паутинным клещом T. atlanticus на основе анализа его поведенческих реакций с помощью цифровой видеокамеры.
-
Установить показатели паутинных клещей на примере T. atlanticus, которые дают методическую основу для осуществления экспресс-метода оценки предпочитаемости (отвергания) нового пищевого источника по поведенческим реакциям самки паутинного клеща, фиксируемым с помощью цифровой видеокамеры.
-
Осуществить дифференцированную оценку предпочитаемости субтропических и тропических растений двумя пищевыми линиями паутинного клеща T. atlanticus.
-
Осуществить оценку акарицидной активности сока и экстрактов растений акарицидных растений Aloe vera, Aloe arborescens, Schlumbergera buckleyi, Chlorophytum borivilianum и Callisia fragrans в отношении паутинного клеща T. atlanticus.
-
Осуществить оценку действия экстракта Aloe vera против паутинного клеща T. atlanticus на томате в условиях производственной теплицы.
Научная новизна. Осуществлен скрининг антифидантного и акарицидного действия 18 видов субтропических и тропических растений в отношении паутинного клеща T. atlanticus, в том числе 17 видов впервые. Предложена усовершенствованная экспресс-методика предварительной антифидантной оценки новых пищевых источников в отношении паутинного клеща по поведенческим реакциям половозрелой самки на основе непрерывной видеосъёмки в течение 3-3,5 ч.
Теоретическая и практическая значимость работы. Пополнен список растений-хозяев и непригодных для питания растений паутинного клеща T. atlanticus. Выявлено выраженное антифидантное и акарицидное действие Aloe vera в отношении паутинного клеща T. atlanticus. Умеренную акарицидную активность обнаружили сок и экстракты Callisia fragranse и Aloe arborescens, слабую – Schlumbergera buckleyi и Chlorophytum
borivilianum. При обработке клещей экстрактами Aloe vera наибольшую активность показал этилацетатный экстракт в сравнении с ацетоном и этиловым спиртом.
Результаты проведенных исследований могут быть использованы в биологическом методе защиты тепличных растений.
Методология и методы диссертационного исследования. Для достижения поставленной цели и решения задач была выбрана система выверенных общепринятых, а также новых тестируемых методов акарологических исследований. В частности, в лабораторных исследованиях применялись общепринятые методы культивирования паутинных клещей, определения их основных биологических популяционных параметров. При этом, при оценке предпочитаемости (отвергания) растений фиксировали количество выборов того или иного пищевого образца и время пребывания на нём, а также смертность яиц, личинок и нимф (см.: Suski, 1966; Tomczyk, Kropczynska, 1985 и др.). Оценку экстрактов и соков тестируемых растений проводили по оригинальным методикам (Карачевцев, Попов, Рогожин, 2014), при этом наряду с экстрактами тестировали этилацетат, ацетон, этиловый спирт и дистиллированную воду.
Положения, выносимые на защиту:
-
Дифференциация субтропических и тропических растений по антифидантным свойствам в отношении паутинного клеща T. atlanticus на основе усовершенствованной экспресс-методики по поведенческим реакциям половозрелой самки при непрерывной видеосъёмке в течение 3-3,5 ч и последующего компьютерного анализа.
-
Выявление акарицидных растений по смертности особей преимагинальных стадий T. atlanticus и оценка действия экстрактов и сока растений, показавших биологическую эффективность на предварительном этапе исследований.
Степень достоверности. Смертность паутинных клещей
корректировали относительно контроля (Abbott, 1925), полученные результаты исследований анализировали с помощью однофакторного дисперсионного анализа с помощью t-критерия, ошибки средней (SE) и критерия Тьюки при достоверности данных р < 0.05, с использованием программного обеспечения Statistica 6.0.
Апробация результатов исследований. Результаты исследований доложены на научной конференции молодых ученых РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2012 г., Всероссийской научной конференции РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева «Научное наследие Н.И. Вавилова и современность» 4-6 декабря 2012 г., международной научной конференции
РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, посвященной 150-летию академика В.Р. Вильямса, 3-5 декабря 2013 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 3 печатные работы в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из из введения, основной части и экспериментальной части включающей выводы и практические рекомендации, заключения, рекомендации производству, список цитируемой литературы и благодарности. Экспериментальная часть состоит из 6 глав. Объем работы составляет 121 страницу. В диссертации содержится 14 рисунков и 13 таблиц. Список использованной литературы содержит 138 источников, в том числе 107 иностранных авторов.
Пищевые предпочтения массовых видов паутинных клещей рода Tetranychus
Отряд Акариформные паутинные клещи (Acariformes) насчитывают более 1200 видов клещей-вредителей, среди них наиболее распространенным является обыкновенный паутинный клещ Tetranychus urticae Косh (Alzoubi, Cobanoglu, 2008). К обозначенному виду весьма близок по жизненным свойствам и показателям паутинный клещ Tetranychus atlanticus McGregor, распространенный на большой территории России и в сопредельных странах (Попов, 1994).
Экономической значимостью выделяются такие виды, как туркестанский паутинный клещ (Tetranychus turkestani Ug. et Nik.), атлантический паутинный клещ (Tetranychus atlanticus McGregor), красный паутинный клещ (Tetranychus cinnabarinus Boisduval) и некоторые другие. Все они отличаются высокой экологической пластичностью и особенностями биологии, позволяющими им населять обширный круг самых разнообразных растений. Наиболее предпочитаемыми культурами для паутинных клещей, являются огурец, томат, перец, дыня, роза, гвоздика, другие овощные и цветочно-декоративные растения (Антонова, 1960).
Красный паутинный клещ Tetranychus cinnabarinus (Boisduval) заселяет более 100 видов сельскохозяйственных культур, выращеваемых в полях и теплицах во всем мире (Zhang et al. 2001). Например, в Китае этот клещ поражает разнообразные овощные культуры, в том числе бобы, огурец, баклажан, помидор и тыквенные (Herron et al., 2009). Наиболее распространённые виды паутинных клещей - T. urticae, T. turkestani, T. atlanticus и T. cinnabarinus внешне мало чем отличаются друг от друга, самки имеют овальное тело длиной от 0,43 до 0,6 мм, несущее на верхней стороне 6 поперечных рядов щетинок. Яйцекладущие самки зеленоватые с тёмными пятнами по бокам (T. urticae, T. turkestani, T. atlanticus) или бурые (T. cinnabarinus). Самцы длиной от 0,25 до 0,35 мм, с удлинённым, заметно суженным к заднему концу телом. Яйцо светлое, полупрозрачное, диаметром 0,13 мм в среднем. Личинки с тремя парами ног, нимфы и имаго – с четырьмя (Alford, 2004). Основным морфологическим отличием между данными видами является форма и размер копулятивного органа самцов – эдеагуса. Так, диаметр бородки эдеагуса T. urticae равен 2,4-2,6 мкм, T. atlanticus имеют эдеагус рукояткой и крючком, образующими тупой угол; бородка эдеагуса тупотреугольная с выраженными отростками, передний из которых закруглён, задний – заострён; диаметр бородки 4,5 (4,4-4,8) мкм (С.Я. Попов, 2013).
Индивидуальное развитие паутинных клещей включает стадии яйца, личинки, протонимфы, дейтонимфы и имаго. Подвижные стадии разделяются тремя линьками. Оплодотворённые самки производят самок и самцов, неоплодотворённые – самцов (Васильев, 1910).
Самки большинства видов рода Tetranychus (T. urticae, T. turkestani, T. atlanticus), развивающиеся из преимагинальных стадий в условиях в условиях короткого фотопериода (L:D 14:10) и температур ниже 19С, впадают в диапаузу. Причём, у T. atlanticus нет принципиальных отличий в наступлении диапаузы по сравнению с T. urticae (Бондаренко и др., 1997, Попов 1997). Красный паутинный клещ T. cinnabarinus не диапаузирует (Veerman, 1985).
Биологичекие особенности видов и популяций паутинных клещей имеют отличия в завимости от условий обитания. Так, в защищенном грунте зимуют диапаузирущие самки в почвенной подстилке в укромных местах. Выходят из диапаузы при высадке рассады в грунт и одновременном повышении температуры и влажности. Самки поселяются на нижней стороне листьев, где уже через 3-4 дня питания изменяют свою окраску на зелёную и откладывают яйца. Период откладки при умеренных температурах растягивается на 25-30 дней, самка производит в среднем около 80 – 100 яиц. Длительность развития генерации определяется в основном температурой и составляет при благоприятных условиях (25 – 27С) 8 – 10 дней, при температуре менее 15С, развитие более растянуто (Alford, 2004). Нижним порогом вредоносности T. atlanticus является 12 С (Попов 1997).
Как правило, сохранившиеся реактивировавшиеся самки заселяют растения по периметру теплицы. В первые 3-5 дней после начала питания, благодаря не сразу исчезающему красновато-бурому оттенку кутикулы, они хорошо заметны на нижней стороне листьев – при своевременном обследовании растений достаточно легко установить очаги распространения. Уже на 2-3-й день после питания самки начинают откладывать яйца, из которых со временем отрождаются личинки, а затем и нимфы (протонимфы и дейтонимфы). На огурце преимагинальное развитие самок T. atlanticus при постоянной температуре 15С проходит примерно за 35 сут, при 20С за 19 сут, при 25С – за 11 сут, при 30С – за 7,5 сут. При этом продолжительность развития фазы яйца в среднем диапазоне температур составляет 41% от длительности генерации (Попов, 1994).
Наибольшее влияние на развитие паутинных клещей, как пойкилотермных животных оказывает температура, которая, в свою очередь, является важным элементом в составлении кривых развития паутинных клещей. По результатам наблюдений за паутинным клещом в открытом грунте температурные кривые развития, которые, представляют большую практичеcкую ценность, так как позволяют наиболее точно рассчитать время применения акарицидов специфического действия (Попов, 2000).
Описание программного обеспечения для проведения наблюдений за поведением лабораторных объектов «RealTimer».
В работе использовали следующие растения : Impatiens neuguinta L., Impatiens balsamina L., Shlumbergera buckleyi Lindley., Epyphillum crenatum Lindley., Callisia fragrans L., Chlorophytum borivilianum L., Calathea zebrine L., Aloe vera L., Clerodentum splendens L., Ficus religiosa L., Ficus ramentacea L., Ficus aspera Forst., Calathea bella L., Hibiscus calyphyllus Forssk., Euphorbia cyathophora L., Thunbergia grandiflora L., Sanchezia nobilis Hook., Justicia aurea Schltdl., Aloe arborescens Mill., Callisia fragrans Lindley. В число растений из которых были сделаны экстракты входят: Aloe arborescens Mill., Callisia fragrans Lindley., Aloe vera L., Aloe arborescens Mill., Shlumbergera buckleyi Lindley., Chlorophytum borivilianum L.
Объектами исследований были паутинные клещи рода Tetranychus: атлантический паутинный клещ Tetranychus atlanticus McGregor, 1941 (sensu Mitrofanov et al., 1987), нередко сводимый в синоним туркестанского паутинного клеща Tetranychus turkestani Ug. et Nik. Лабораторная линия атлантического паутинного клеща, поддерживаемая на кафедре защиты растений РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева, была основана профессором С. Я. Поповым в 1998 г. Маточная колония была привезена из ЗАО «Совхоз имени Ленина» Ленинского района Московской области с растений земляники. За время проведения многочисленных исследований лабораторная линия была протестирована на естественную смертность, которая при оптимальных условиях содержания клещей не превышала 2-3%.
Паутинных клещей в лабораторных условиях разводили, используя в качестве кормового растения кустовую обыкновенную фасоль (Phaseolus vulgaris L.). Фасоль выращивали в пластиковых контейнерах объёмом 3 л с однотипной плодородной почвой, без внесения удобрений. Контейнеры с растениями фасоли помещали в вегетационный бокс, где поддерживали температуру воздуха в интервале 22±2С, относительную влажность 70+10%, фотопериод 16:8 (L:D) ч и освещенность более 13 Мквантов/м2сек.
Клещей содержали на срезанных листьях фасоли, которые предварительно помещали на ватные «изоляторы-колобки» (рис. 10), расположенные в кюветах с водой. Кюветы с водой находились в термостате с заданными режимами температуры: 18-20С, относительной влажности воздуха 70-80%, фотопериодом (L:D) 16:8 ч и освещенностью более 13 Мквантов/м2сек. Рис.5 Заселённый паутинными клещами лист фасоли на ватном изоляторе-колобке
Переселение клещей на свежий лист фасоли. После угнетения листа фасоли вследствие активного питания и размножения паутинных клещей производили его замену. Лист разрезали на фрагменты и помещали вместе с клещами на свежий лист фасоли (рис. 6).
Материал и методы исследований на репеллентные и антифидантные свойства тропических и субтропических растений. В качестве объекта исследования избрали атлантического паутинного клеща (Tetranychus atlanticus McGregor, 1941), наиболее значимого по степени распространенности в России. Следует оговориться, что некоторые акарологи нередко сводят обозначенный вид в синоним туркестанского паутинного клеща (Tetranychus turkestani Ugarov et Nikolski, 1937), однако мы вслед за систематиками В.И. Митрофановым, И.З. Лившицем и З.И. Струнковой (1987) различаем указанные виды как самостоятельные (Попов, 2013а). Атлантический паутинный клещ обитает на территории России в природе по меньшей мере на 74 видах кормовых растений, относящихся к 64 родам и 32 семействам (Попов, 1997) и занимает обширные территории Евразии (Попов, 2013б).
Маточную колонию атлантического паутинного клеща, первоначально взятого на землянике садовой в 2010 г., культивировали в условиях лаборатории на фасоли до начала экспериментов в течение 3-х лет. Оценку на предпочитаемость или отвергание растительной культуры осуществляли по поведенческим реакциям половозрелых самок клеща в рамках альтернативного выбора предпочитаемого растительного образца (фасоль как эталон) и нового, исследуемого (тропическое или субтропическое растение). Опыт проводили под световой панелью, температура составляла 22±1 С, освещенность – 15 мкМ квантов/м2сек. Пищевыми образцами (растительной культурой) служили вырезки из соответствующей листовой ткани размером 2 2 см, располагаемые на расстоянии 5 мм друг от друга в чашке Петри на влажном многослойном изоляте из фильтровальной бумаги. Вырезки соединяли мостом из гидрофобного материала. В середину такого моста укрепляли энтомологическую иглу с шаровидной вершиной. Самку подсаживали на вершину иглы. Предполагалось, что во время движения вниз она была способной ориентироваться в выборе привлекательного для питания и размножения пищевого образца. Для наблюдения за поведенческими реакциями использовали видеокамеру серии «Sony» с хорошей разрешающей способностью и запасом видеопамяти 8 ч. Результаты видеосъёмки обрабатывались на компьютере с помощью программы наблюдения за модельными организмами RealTimer (http://www.openscience.ru/index.php?page=software&item=001), настроенной нами для наблюдения за поведенческими реакциями паутинных клещей. При этом фиксировалось количество выборов того или иного пищевого образца и время пребывания на нём.
Опыт по оценке поведенческих реакций самок T. atlanticus на тестируемом новом растении проводили не менее 8 час в 3-х повторностях. Такое большое время тестирования одной самки было избрано, чтобы наверняка зафиксировать максимальную продолжительность нахождения самки на новом пищевом источнике.
Регистрировали также смертность яиц, личинок и нимф, при этом повторность (количество дисков-высечек) – 10-12-кратная, общее количество яиц на высечках – в основном около 100 экземпляров.
При постановке опытов по оценке акарицидных свойств экстрактов растений в отношении паутинного клеща T. atlanticus в лабораторных условиях в качестве пищевых арен для паутинных клещей использовали высечки из листьев фасоли или земляники диаметром 2 см, которые помещали в бюксы с водой диаметром 3 см и высотой 4 см.
Материал и методы исследований на репеллентные и антифидантные свойства субтропических и тропических растений
В исследованиях С.Я. Попова и В.В. Слотина (2000) по оценке предпочитаемости двух пищевых линий – земляничной и фасолевой Tetranychus atlanticus – было найдено, что фасолевая линия имела более широкую пищевую пластичность и более высокую выживаемость на нестандартнных пищевых источниках по сравнению с земляничной линией. Преимагинальные особи фасолевой линии T. atlanticus показали большую выживаемость как на огурце, так и томате по сравнению с земляничной пищевой линией. В частности, на гибридах огурца Вояж и Московский пижон выживаемость T. atlanticus составила 70,0 и 62,1 %, на гибридах томата Персей и F1Луксор – 32,5 и 6,6 %, соответственно. Преимагинальные особи земляничной пищевой линии T. atlanticus стопроцентно погибали на гибридах томата, но частью выживали на гибридах огурца: на гибриде Вояж выживаемость составила 12,6 %, на гибриде Московский пижон – 7,9 %.
Предполагалось, что при получении названных двух пищевых линий T. atlanticus у них будет зафиксирована разная выживаемость на тропических и субтропических растениях в пользу фасолевой линии. Материал и методика Фасолевая пищевая линия была основана в 2012 г. из колонии T. atlanticus, взятой с промышленной плантации земляники ЗАО «Совхоз имени Ленина». К началу опытов (ноябрь 2014 г.) она культивировалась в рамках маточной колонии при температуре 20 С, относительной влажности 60-70 % и фотопериоде (L:D) 16:8 час в течение 28 месяцев. Земляничная пищевая линия была отобрана из промышленной плантации земляники ЗАО «Совхоз имени Ленина» в августе 2014 г. Она имела несомненно большую историю существования на землянике, учитывая, что хозяйство выращивало землянику с начала 1930-х годов.
В качестве основного критерия на пищевую пригодность обозначенных двух пищевых рас T. atlanticus избрана выживаемость особей в предпродуктивный период.
Две пищевые линии T. atlanticus тестировали по времени параллельно на 3-х субтропических (тропических) растениях: Chlorophytum borivilianum L., Impatiens neuguinta L. и Alcea rosea L. в сравнении с контрольными пищевыми растениями – фасолью (Phaseolus vulgaris) и земляникой садовой (Fragaria ananassa).
В начале каждого опыта на листовой вырезке создавали одновозрастную колонию, сумма яиц на вырезках составляла более 100. Опыт проводился в 8-кратной повторности, в каждой повторности примерно по 12-15 яиц; оценка проводилась по выживаемости яиц, личинок, нимф и имаго. Клещей содержали в термостате при температуре 25±1С, относительной влажности 50-75% и фотопериоде (L:D) 16:8 ч. Результаты исследования Общая выживаемость преимагинальных стадий T. atlanticus земляничной пищевой линии на землянике составила 99,8%, фасолевой линии – 97,4 %. Между этими показателями нет существенных различий (табл. 4).
Ниже в табл. 4 представлены результаты выживаемости фасолевой и земляничной пищевых линий T. atlanticus на трех тестируемых тропических (субтропических) растениях: розе китайской (Alcea rosea), хлорофитуме (Chlorophytum borivilianum) и бальзамине новогвинейском (Impatiens neuguinta). Таблица 4. Выживаемость преимагинальных стадий двух пищевых линий паутинного клеща T. atlanticus на нестандартных пищевых источниках Растение Первоначальное число яиц Выживаемость на разных стадиях преимагинального развития, % Яйца Личинки Нимфы Яйца-нимфы Фасоль (Phaseolus vulgaris) - контроль 161 97,6 99,6f lOOd 97,2d Земляника (Fragaria х ananassa) - контроль 138 99,9 99,9g lOOd 99,8d Роза китайская (Alcea rosea) - фасолевая линия 130 97,4 0a Oa Oa Роза китайская (Alcea rosea) - земляничная линия 173 98,3 5,7c Oa Oa Хлорофитум (Chlorophytum borivilianum) – фасолевая линия 177 97,5 0a Oa Oa Хлорофитум (Chlorophytum borivilianum) – земляничная линия 131 97,9 3,9b Oa Oa Бальзаминновогвинейский(Impatiens neuguinta) -фасолевая линия 144 97,2 48,ld 2,3b 0,7b Бальзаминновогвинейский(Impatiens neuguinta) -земляничная линия 138 98,6 65,0e 50,6c 8,2c F - - 2,90 3,97 4,03 Фасолевая пищевая линия T. atlanticus на розе китайской, или гибискусе комнатном (Alcea rosea), на стадии личинки не выживала, тогда как выживаемость земляничной пищевой линии на этой стадии составила 5,7%; далее все нимфы земляничной пищевой линии погибли.
Близкие данные получены на растении хлорофитум (Chlorophytum borivilianum), где выживаемость личинок фасолевой пищевой линии составила 0 %, а земляничной пищевой линии – 3,9 %. Точно также далее нимфы земляничной пищевой линии погибли.
Эта же тенденция в большей выживаемости личинок земляничной пищевой линии T. atlanticus по сравнению с фасолевой пищевой линией проявилась при их обитании на бальзамине новогвинейском (Impatiens neuguinta L.). В частности, выживаемость личинок фасолевой пищевой линии оказалась меньшей земляничной пищевой линии на 16,9 %. Разница в выживаемости нимф составила 0,7 %, тогда как фасолевой пищевой линии – 0%.
Тьюки-тест показал, что выживаемость фасолевой и земляничной и пищевых линий T. atlanticus на личиночной стадии на этом растении составила 48,1 и 65,0 % (разница существенная). при этом выживаемость земляничной пищевой линии на 7,5% больше, чем фасолевой. Самый большой контраст наблюдается между выживаемостью нимф. Нимф у земляничной пищевой линии выжило 50,6%, а у фасолевой пищевой линии всего 2,3%. - О О О О О Фасолевая пищевая линия
Из рис. 12 видно что выживаемость всех стадий паутинных клещей на Impatiens neuguinta выше у земляничной пищевой линии. Нимфы перешли в стадию имаго у земляничной пищевой линии быстрее, чем у фасолевой линии на 1 сут, а также всего имаго отрадилось 8,2% и 0,7% соответственно. Выживаемость нимф у земляничной пищевой линии T. atlanticus была выше в сравнении с фасолевой пищевой линией.
Полученные данные показывают, что земляничная пищевая линия T. atlanticus по сравнению с фасолевой пищевой линией в большей степени была приспособлена к жизни на нестандартных пищевых источниках. Таким образом, приведенные результаты контрастируют с выводами, полученными С.Я. Поповым и В.В. Слотиным (2000) по фасолевой и земляничной пищевым расам T. atlanticus в отношении их широты пищевой специализации. В чем может крыться причина? Нам кажется, что однозначно о несовпадении результатов наших исследований с результатами упомянутых авторов говорить преждевремнно. Дело в том, что при культивировании маточной колонии T. atlanticus на фасоли (именно отсюда была основана фасолевая пищевая раса) в течение 28 месяцев колония при пересадке на новый корм неоднократно уменьшалась до десятка особей, что существенно сокращало популяционный полиморфизм. Скорее всего, именно из-за этого «искусственного отбора» и произошло сужение широты пищевого предпочтения и выживания.
Методическая разработка экспресс-метода оценки предпочитаемости (отвергания) нестандартного пищевого источника паутинным клещом Tetranychus atlanticus
Осуществлена интегрированная оценка акарицидных и антифидантных свойств 18 видов субтропических и тропических растений в отношении паутинного клеща Tetranychus atlanticus: Impatiens neuguinta L. и Impatiens balsamina L. (сем. Бальзаминовые – Balsaminaceae), Shlumbergera buckleyi Hunt и Epyphillum crenatum Lindley (сем. Кактусовые – Cactaceae), Callisia fragrans L. (сем. Коммелиновые – Commelinaceae), Chlorophytum borivilianum L. (сем. Лилейные – Liliaceae), Calathea zebrine L. (сем. Марантовые – Marantaceae), Aloe vera L. и Aloe arborescens Mill. (сем. Xanthorrhoeaceae), Ficus aspera Forst., Ficus ramentaceae L. и Ficus religiosa L. (сем. Тутовые – Moraceae), Euphorbia cyathophora L. (сем. Молочайные – Euphorbiaceae), Justicia aurea Schltdl., Sanchezia nobilis Hook. и Thunbergia grandiflora L. (сем. Акантовые – Acanthaceae), Hibiscus calyphyllus Forssk. и Alcea rosea L. (сем. Мальвовые – Malvaceae), Clerodentum splendens L. (сем. Вербеновые – Verbenaceae), Chlorophytum borivilianum L. (сем. Asparagaceae).
По ходу выполнения исследования определено, что растения Euforbia cyathophora, Ficus religiosa, Ficus aspera и Hibiscus calyphyllus являются благоприятными для развития паутинного клеща, тогда как остальные виды -Justicia aurea, Sanchezia nobilis, Thunbergia grandiflora, Calathea zebrine, Calathea bella, Clerodentum splendens не могут служить для него пищевым источником. По растениям Ficus ramentacea и Hibiscus calyphyllus следует провести дополнительное исследование по смертности особей в преимагинальный период развития. Неприемлемыми для развития и обитания самок паутинного клеща Tetranychus atlanticus оказались растения Justicia aurea, Sanchezia nobilis, Thunbergia grandiflora, Calathea zebrine, Calathea bella и Clerodentum splendens. Отметим, что скрининг 17 видов растений осуществлен нами впервые.
Установлены поведенческие показатели паутинных клещей на примере Tetranychus atlanticus, которые дают методическую основу для осуществления экспресс-метода оценки предпочитаемости (отвергания) нового пищевого источника по поведенческим реакциям самки паутинного клеща, фиксируемым с помощью видеокамеры. В частности, по результатам экспериментов, в которых выяснено, что самка паутинного клеща может проводить на непредпочитаемой растительной культуре, не покидая её, до 3,1 ч, сделан вывод, что наблюдение за самкой паутинного клеща, фиксируемое с помощью видеокамеры, необходимо планировать продолжительностью не менее 3-х ч, а с запасом времени – 3,5 ч. В том случае, если самка пребывает на источнике больше этого времени, то следует проанализировать компьютерную запись её поведенческих реакций на предмет возможных искусственных препятствий при переходе на предпочитаемый источник.
Поскольку в исследованиях С.Я. Попова и В.В. Слотина (2000) по оценке предпочитаемости двух пищевых линий – земляничной и фасолевой Tetranychus atlanticus – было найдено, что фасолевая линия имела более широкую пищевую пластичность и более высокую выживаемость на огурце и томате по сравнению с земляничной линией, нами была поставлена задача проверить соответствие этой гипотезы при обитании Tetranychus atlanticus на трех тропических и субтропических растениях. Однако оказалось, что земляничная пищевая линия T. atlanticus по сравнению с фасолевой пищевой линией в большей степени была приспособлена к жизни на нестандартных пищевых источниках. Тем не менее, однозначно о несовпадении результатов наших исследований с результатами упомянутых авторов говорить преждевременно, поскольку при культивировании маточной колонии T. atlanticus на фасоли в течение 28 месяцев колония при пересадке на новый корм неоднократно уменьшалась до десятка особей, что могло существенно сократить популяционный полиморфизм. Скорее всего, именно из-за этого «искусственного отбора» и произошло сужение широты пищевого предпочтения и выживания. Таким образом, данный вопрос нуждается в дальнейшей проверке.
Осуществлена оценка акарицидной активности сока и экстрактов растений акарицидных растений Aloe vera, Aloe arborescens, Schlumbergera buckleyi, Chlorophytum borivilianum и Callisia fragrans в отношении паутинного клеща T. atlanticus. Среди исследованных растений как возможных акарицидных в отношении T. atlanticus наибольший эффект показал сок и экстракты Aloe vera. В частности, через 72 ч после обработки соком растения погибало в среднем 92% самок. При обработке клещей экстрактами Aloe vera наибольшую активность показал этилацетатный экстракт: через 72 ч после обработки смертность самок достигла 81,5%; ацетоновый экстракт через такой же интервал времени показал 74% смертности. Растение из того же рода Aloe arborescens продемонстрировало небольшую смертность паутинных клещей: при обработке соком – 24%, при обработке этилацетатным и ацетоновым экстрактами – 18% и 14%, соответственно. Сок и экстракты из растений Chlorophytum borivilianum и Schlumbergera buckleyi несущественно повлияли на жизнеспособность клещей; следует признать, что эти растения не обладают акарицидным эффектом.
Проведена оценка действия ацетонового экстракта Aloe vera в отношении паутинного клеща на томате в сравнении с контролем (без обработки), обработкой ацетоном и обработкой инсектоакарицидом Фитоверм-М (эталон) в условиях производственной теплицы. (Отметим, что ацетоновый экстракт Aloe vera был приготовлен в Институте биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН). Через 24 ч после обработки смертность паутинного клеща составила 31,1%, через 48 ч – 39,8%, через 72 ч – 42,1%. Последнее свидетельствует, что в условиях производственной теплицы биологическая эффективность исследуемого экстракта оказалась достаточно умеренной. Из этого следует, что требуется дальнейшее изучение действия ацетонового экстракта Aloe vera в производственных условиях.