Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Влияние взаимоотношений в системе растение-насекомое-паразит на развитие и популяционную динамику насекомых
ВАК РФ 03.00.09, Энтомология

Автореферат диссертации по теме "Влияние взаимоотношений в системе растение-насекомое-паразит на развитие и популяционную динамику насекомых"

На правах рукописи

БАХВАЛОВ Станислав Андреевич

Влияние взаимоотношений в системе растение-насекомое-паразит на развитие и популяционную динамику насекомых

03 00 09 - энтомология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

1 6 ОПТ 2008

Новосибирск - 2008

003448782

Работа выполнена в Институте систематики и экологии животных Сибирского отделения Российской академии наук

Научный консультант: доктор биологических наук, профессор

Глупов Виктор Вячеславович Официальные оппоненты доктор биологических наук, профессор

Колтунов Евгений Владимирович, Бот сад УНЦ РАН доктор биологических наук, профессор Ермакова Надежда Иваповна, НГАСУ доктор биологических наук

Баркалов Анатолий Васильевич, ИСиЭЖ СО РАН

Ведущая организация - Всероссийский НИИ защиты растений РАСХН, г. С -Петербург.

Защита состоится «11 » ноября 2008 г в 10 часов на заседании диссертационно о совета Д 003 033 01 при Институте систематики и экологии животных СО РАН по адресу 630 091, Новосибирск, ул Фрунзе, 11 Факс (383) 2170973, e-mail dis@eco nsc ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института систематики и экологии животных СО РАН

Автореферат разослан « » сентября 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат биологических наук

Петрожицкая

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Среди многообразия взаимоотношении между растениями и насекомыми важное место занимает фитофагия В результате коэволюции как у насекомых, так и у растений формируются различные адаптационные механизмы (анатомические, физиологические, экологические и др ), определяющие устойчивое существование системы растение-фитофаг Вполне закономерно, что изменение состояния одного из звеньев этой системы отразится на другом А это может приводить к изменению реакций на различные факторы внешней среды

Исследования взаимоотношештй между кормовыми растениями, насекомыми и их паразитами позволили сформутировать концепцию трехкомпонентной системы или системы триотрофа "растение - насекомое - паразит", которая подразумевает комплексные взаимоотношения между кормовым растением, насекомым-фитофагом н его естественными врагами, в первую очередь патогенами и паразитоидами [Вилкова, 1979]

Многочисленные исследования, начиная с работ Р Пайгнера [1953], свидетельствуют, что качественные показатели кормовых растений (содержание первичных и вторичных метаболитов) оказывают существенное влияние на насекомых-потребителей, определяя их функциональное состояние и динамику численности Тем не менее, многие годы роли качества корма в жизнеспособности и популяционной динамике фитофагов уделялось мало внимания хотя некоторые авторы отводили качеству корма решающее значение в популяционной динамике насекомых [Руднев, 1962] Только в конце прошлого столетия огромное количество работ, посвященных взаимосвязи насекомых-фитофагов и растений, позволили признать существенную роль качества корма в жизнеспособности и динамике численности насекомых Кроме того, имеется большое количество исследований, свидетельствующих о тесной взаимосвязи жизнеспособности насекомых и поражающих их паразитов, т е существует опосредованное влияние кормового растения на паразитов насекомых [Hayashiya et al, 1968, Вилкова, 1979, Felton, Duffey, 1990, Forschler et al, 1992, Hoover et al, 1998b, Stout et al, 2006] Однако остается малоизученным вопрос о взаимоотношениях в системе насекомое - паразит на клеточном и организменном уровнях и влияние на них кормового фактора Практически, отсутствуют исследования систем триотрофа, в которых в качестве паразитов выступают вирусы [Boots, 2000] Известно, что энтомопатогенные вирусы играют важную роль в динамике численности многих видов насекомых, и поэтому на их основе создано большое число биопрепаратов для контроля численности фитофагов Почти не исследована связь латентных вирусных инфекций насекомых с трофическим фактором Между тем эти инфекции широко распространены среди насекомых и отмеченная выше важная роль энтомопатогенных вирусов в динамике численности насекомых тесно связана с этими инфекциями [Arnga, 1963 Andrews, 1966, Smith, 1967, Krieg, 1973, Воробьева, 1976, Карпов, 1979, Podgwaite, Mazzone, 1986, Wood et al, 1988]

До настоящего времени практически не исследовался вопрос о влиянии дефолиации растений, и условий их роста, на пораженность насекомых-фитофагов различными инфекциями и паразитоидами Особенно важны такие исследования в популяциях растений в естественных экосистемах, например в лесных древостоях Хотя проведено множество исследований по изучению реакции насекомых на экспериментальную и естественную дефолиацию кормовых растений, однозначных ответов на многие вопросы, связанные с этой реакцией не существует [Battisti, 1988, Haukioja, 1991, Watt et al, 1991, Shapiro et al, 1994, Dillon, Charnley, 1995, Meade et al, 1995, Gaylord et al, 1996, Harrison, 1997, McMilhn, Wagner, 1997, Zvereva et al, 1997, Kaitaniemi et al, 1998, Moran, 1998, Crone, Jones, 1999, Ossipov et al, 2001, Osier, Lindroth, 2001, Haukioja, 2003] В частности, остается неизвестным есть ли различия в реакции насекомых на искусственную и естественную дефолиацию, на каком уровне повреждений листвы выявляются изменения в содержании защитных химических соединений в растениях и как это отражается на фитофагах Кроме того, во многих публикациях авторы приводят диаметрально противоположные данные по тому или иному вопросу, относящемуся к этой проблеме

Изучение закономерностей взаимоотношений в системе "растение-насекомое-паразит' имеет большое значение для разработки сграгегии и тактики управления численностью насекомых в природных и искусственных экосистемах (агроценозах) В частности, при использовании энтомопатогенных вирусных препаратов для защиты естественных и искусственных лесонасаждений Как показывают исследования, существенные трудности, возникающие при использовании этих препаратов, зачастую связаны с игнорированием закономерностей взаимосвязи и взаимообусловленности функционирования трехкомпонентной системы "растение-насекомое-паразит" [Бахвалов, 2001, 2002, 2005, Мартемьянов, Бахвалов, 2007] Дальнейший прогресс в использовании биопрепаратов и, в частности, вирусных препаратов против насекомых, возможен только с учетом этих закономерностей, предполагающих разработку новой стратегии применения подобных биопрепаратов Весьма перспективным в этом направлении представляется введение в состав биопрепаратов вторичных метаболитов растений (аллелохемиков), которые могут подавлять ферментные системы кишечника насекомых, способствуя тем самым повышению эффективности действия пагогенов, на основе которых произведены биопрепараты [Бахвалов и др 2005]

Целью настоящего исследования было изучение взаимоотношений в системе: «растеине-насекомое-паразит» и их влияние на развитие и популяционную динамику насекомых.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи

1 Исследовать влияние кормовых растений на чувствительность насекомых к вирусной инфекции

2 Изучить в таяние лесорастительных условий и поврежденности листвы кормовых растений на сопряженную популяционную динамику непарного шелкопряда (Lymantria dispar L), шелкопряда-монашенки (Lymantria monacha L}, рыжего соснового пилильщика (Neodiprion sertsfer Geoffr) и их паразитов (вирусов и паразитоидов)

3 Исследовать сопряженную изменчивость генетической структуры вируса ядерного полиэдроза в популяциях непарного шелкопряда на раз яичных фазах вспышки массового размножения насекомого и различных уровнях дефолиации кормовых растений

4 Изучить влияние дефолиации кормовых растений на основные показатели жизнеспособности насекомых

5 Изучить влияние дефолиации кормового растения на состояние ферментных систем кишечника непарного шелкопряда, оказывающих влияние на резистентность насекомых к паразитам

6 Исследовать содержание и динамику вторичных метаболитов в листве дефолиированных растений и их влияние на развитие насекомых

7 Провести анализ эффективности вирусных препаратов против лесных насекомых и исследовать возможность создания новых энтомопатогенных биопрепаратов и стратегии их применения на основе вирусов и вторичных метаболитов растений

Положения, когорые выносятся на защиту;

1 Дефолиация кормовых растений и лесорастительные условия оказывают существенное влияние на развитие и сопряженную популяционную динамику непарного шелкопряда, шелкопряда-монашенки, рыжего соснового пилильщика и их паразитов - вирусов и паразитоидов

2 Вид кормового растения и степень дефолиации его листвы оказывают влияние на чувствительность насекомых к вирусной инфекции

3 Замедленная индуцированная резистентность, формирующаяся в ответ на дефолиацию березы повислой, сопровождается количественными изменениями состава вторичных метаболитов в листьях, вызывает изменения в гемограмме, активности ряда ферментных систем, ответственных за резистентность к патогенам и основных показателях жизнеспособности непарного шелкопряда

4 Генетическая структура вируса ядерного потюдроза и чувствиге[ьность непарного шелкопряда к вирусу связаны с фазами вспышки массового размножения этого насекомого и уровнем дефо шации растении

5 Использование вирусных препаратов против лесных насекомых адожег быть более эффективным путем создания эитомопатогенных биопрепаратов на основе вирусов и алтслохемиков растений и новой страстней их применения

Научная новизна.

1 Впервые проведен комплексный анализ проблемы взаимоошошений в системе «растение -насекомое - паразит» на примере лесных фичтофагов и их паразитах

2 Показано, что дефолиация кормовых растений и лесорастительные условия оказывают существенное в таяние на сопряженную динамику насекомых и поражающих их паразитов

3 Получены доказательства сопряженной изменчивости геномов ВЯП и чувствительности непарного шелкопряда к вирусу, обустовтенной фазами вспышки массового размножения насекомого с различными показатетями дефолиации кормовых растений После достижения популяцией насекомых максимальной численности отмечается увеличение их чувствительности к вирусу и одновременно снижаегся гибридизационная активность штаммов ВЯП, что являекя следствием роста генетического полиморфизма вируса

4 Впервые исследована реакция непарного шелкопряда на экспериментальную и естественную дефолиацию березы повистой, основного кормовою растения насекомого в Западной Сибири Установлено, что 75-100%-я дефолиация березы значительно отражается на основных показатетях жизнеспособности щеткопряда смертности в ювенильных фазах развития, плодовитости, соотношении полов и коэффициенте размножения

5 Изучено состояние деюксицирующей и антиоксидаитной систем средней кишки гусениц непарного шелкопряда, развивающихся на листьях интактных и поврежденных деревьев Выявлены изменения в активности ряда ферментных систем в кишечнике насекомых при их развитии на листве поврежденных растений

6 Показано, что дефолиация березы сопровождается количественными изменениями состава вторичных метаболитов, в первую очередь фенольных соединений в листьях

7 Проведен анализ возможности использования закономерностей взаимоотношений в системе «растеиие-насекомое-вирус» для управления численностью насекомых Современная ситуация с использованием вирусных препаратов против лесных насекомых может быть радикально утучшена путем создания комплексных эитомопатогенных биопрепаратов на основе вирусов и алтелохемиков растении и разработки новой стратегии их применения

Практическая значимость работы Тесная взаимосвязь и взаимообусловленность динамики компонентов трофической цепи «растение -- насекомое - паразит», выявленные в исследованиях, позволяют внести коррективы в современные подходы к созданию биопрепаратов, в частности вирусных, и стратегии их применения Оригинальные результаты исследовании о влиянии качества корма на развитие и популяционную динамику насекомых показывают, что существенное повышение эффективности вирусных биопрепаратов против насекомых может быть получено при введении в их состав вторичных метаболитов растений (аллелохемиков) Повреждение растении фшлофагамц вызывает увеличение количества аллетохемиков в листьях, что способствуют развитию индуцированной энтоморезистснтности растений Введение аллелохемиков в состав биопрепаратов может увеличивать их эффективность на 20-25% Кроме того можно утверждать, что применяемая сейчас стратегия использования вирусных препаратов для подавления численности лесных насекомых должна быть изменена Сущность ее изменений заключается в дифференцированном подходе к применению вирусных препаратов в очагах, находящихся на различных фазах вспышки массового размножения Необходим переход к проведению защитных мероприятий против лесных насекомых на начальной фазе вспышки массового размножения Это потребует увеличения количества биопрепарата на единицу площади насаждений не менее, чем в 10 раз, однако за счет значительно меньших объемов обработок по площадям его расход будет также меньшим По сути речь идет о замене стратегии управления числснкостыо массовых видов

насекомых, предусматривающей подавление развившихся очагов вредителей, стратегией предупреждения их развития

Апробации работы Материалы по теме диссертации были доложены на Всесоюзной межвузовской конференции по ветеринарной вирусологии (Москва 1973), на Всесоюзной конференции по микробиологическим методам защиты растений (Кишинев, 1976), на 3-й Всесоюзной конференции по аэрозолям (Москва, 1977), на Международном коллоквиуме но патологии беспозвоночных (Прага, 1978), на 7-й научной конференции молодых ученых (Новосибирск, 1983), на VI совещании энтомологов Сибири (Новосибирск, 1985), на Всесоюзной научно-практической конференции 'Достижения науки и передового опыта защиты леса от вредителей и болезней" (Пушкино, 1987), на Всесоюзной научной конференции " Энтомопатогенные вирусы и их розь в защите растений", на отраслевом совещании 'Биологические и технологические пробтемы создания вирусных препаратов дчя интегрированной защиты растений" (Новосибирск, 1989), на международном симпозиуме по биотогической и интегрированной борьбе с вредителями в лесных биоценозах (Боржоми, 1989), на Российской аэрозольной конференции (Москва, 1993), на международной научно-практичсскои конференции "Производство и применение биочогических средств защиты растений от вредителей и бочезней"(Одесса, 1994), на Всероссийском научно-производственном совещании по экологически безопасным и беспестицидным технологиям получения растительноводческой продукции (Краснодар, 1994), на 8-м междунарочном конгрессе по химии пестицидов (Вашингтон, 1994), на Всероссийском съезде по защшс растений (Санкт-Петербург, 1995), на XIII международном конгрессе по защите растении (Гаага, 1995) на второй научной конференции Новосибирского отделения Шразитологического общества РАН "Паразиты и вызываемые ими болезни в Сибири" (Новосибирск, 1997), на XI Съезде Русского энтомологического общества (Санкт-Петербург, 1997), на конференции "Беспозвоночные животные Южного Зауралья и сопредельных территорий" (Курган, 1998), на международном симпозиуме "Биологическая и интегрированная защита леса" (Пушкино, 1998), на научно-производственной конференции "Порименение биологических препаратов для защигы лесных насаждений" (Бердск, 1998), ira международном симпозиуме "Сохранение и защита горных лесов" (Ош, 1999), на научно-практической конференции "Защита лесов России и перспективы ее развития" (Пушкино, 1999), на международном симпозиуме "Biodiversity and dynamics of ecosystems m North Eurasia" (Novosibirsk, 2000), на Первом и Втором межрегиональных семинарах по мониторингу и защите леса (Красноярск, 2000, 2001), на международном семинаре "Basic science jn 1STC activities"(HoBocn6npcK, 2001), на " 5-th Korea-Russia international sjmposiumon science and technology" (Томск, 2001), на конференции, посвященной 90-летию со дня рождения А А Ляпунова (Новосибирск, 2001), на "XI International Conference IBFRA Workshop GOFC (Krasnoyarsk, 2002), на "VIIa European Congress of Entomology" (Thessaloniki, 2002), на XII Съезде Русского энтомологического общества (С -Петербург, 2002), на "38th Annual Meeting Society for Invertebrate Pathology" (Anchorage, 2002), на Сибирском зоологической конференции (Новосибирск, 2004) на 11-й межрегиональной научной конференции паразитологов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 2005), на "25th Jubilee assembly of East palearctic regional section" (Budapest, 2005), на VII межрегиональном совещании энтомологов Сибири и Дальнего Востока в рамках Сибирской зоологической конференции (Новосибирск, 2006)

Публикации По защищаемой специальности автором опубликовано 126 научных работ, из которых 98 непосредственно касаются диссертационной темы В журналах рекомендованных для публикации ВАК Российской Федерации, опубликовано 22 статьи

Структура и объем диссертации Диссертация изложена на 287 страницах машинописного текста, состоит из введения, 7 глав, заключения и выводов Список литературы включает 482 источника, в том числе 348 на иностранных языках Работа иллюстрирована 24 таблицами и 43 рисунками

Материалы, объекты и методы исследований Лабораторные исследования проведены автором в лаборатории вирусологии, а впоследствии лаборатории патологии

насекомых ИСиЭЖ СО РАН По гевые исследования проводичись в естественных н искусственных лесонасаждениях, заселенных насекомыми на территории ряда областей, республик и краса Российской Федерации (Новосибирская, Тюменская, Ростовская и Волго1 радская области, Респубчнка Алтай и Атгайский край)

Кормовыми растениями насекомых, которые использовались дтя исследовании по дефолиации и динамике вторичных метаботитов, быта береза повисыя (Belula pendula Roth) и сосна обыкновенная (Pi nus alvcslris L) В нее юдованиях в качестве корма использовалась также искусственная питательная среда (ИИС), приготовляемая по методике Ильиных и др [1996]

Исследования проводились на непарном шелкопряде шелкопряде-монашенке и рылсем сосновом шпитмцике Полевые исследования проводились на насекомых природных популяций, а лабораторные исследования - па насекомых, собранных в естественных условиях в фазе личинки и ш яйца и выращиваемых в целевой или стационарной лаборатории

В экспериментах использовались ипдммы вирусов ядерного полиларсна непарного шелкопряда шеткопряда-моиашенки и рыжего соснового пилильщика, которые являются основой вирусных препаратов Вирнн-НШ (эксперимешальный), Вирин-ПШМ и Вирин-Диприон, соответственно В опытах, связанных с управлением численностью насекомых, применялись названные вирусные препараты При табораторных и полевых исстсдованиях связанных с определением этиологии смертности насекомых, помимо вирусных, определитись бактериальные грибные и протозоиные инфекции, а также пораженность ювенильных фаз паразитоцдами Определение паразит оидов проводилось H Г Коломийцем Яйцекладки для выращипания насекомых собирали в естественных популяциях в различные периоды популяционного цикла, в зависимости от цеш конкретного эксперимента

Гусениц в лабораторных экспериментах инфицировали вирусом путем обработки корма суспензией полиэдров в 0,9%-м р-ре NaCl Концентрация полиэдров в суспензии, ко шчсство используемой суспензии и возраст инфицируемых личинок зависели от цели эксперимента Инфицирование насекомых при изучении ЛКш и Л1 so вируса проводили по Ашмарин, Воробьев, [1962]

Патологические изменения в организме насекомых после инфицирования иссчедовали описанными ранее методами [Бахвалов, Девятьярова, 1980 Бахвалов и др, 1981, Бахвалов и др, 1982, Бахвалов 1987, Г чу нов и др, 1997 Бахвалов, 2001J

Диагностику вирусной и других инфекций у насекомых проводили по внешним признакам и микроскопическому исследованию внутренних органов и тканей по Вейзер, [1972], Вейзер, Бриге, [1976] Пораженность наразитоидами ювенильных фаз развития шелкопрядов и рыжею соснового пили шщика определяли по Ильинский, Гронин [1965] Кочомиец, Артамонов [1994] Биохимические показатели состояния ферментных систем в кишечнике и гемолимфе непарного шелкопряда изучали описанными ранее методами [Бахвалов и др, 2001 2002, 2003, 2005, Маргемьянов, Бахвалов, 2007]

Для изучения содержания аллечохемиков в шегьях деревьев нами совместно с сотрудниками Института органической химии СО РАН под руководством д б н Э Э Шульц разработан оригинальный метод выделения и анализа этих веществ из листьев березы, который бьп испотьзован в исстедованиях [Шульц и др , 2004]

Сравнительную характеристику биологической активности вирусных препаратов Вирин-НШ и Джипчек (Gypchek) при выращивании на различном корме проводили по описанной ранее методике [Бахвалов и др , 2005]

Все почевые исследования, направтенные на изучение естественной динамики численности насекомых, опыты по искусственному изменению их численности, а также исследования по влиянию искусственной дефолиации на развитие насекомых проводили в чистых березовых и сосновых насаждениях методами, описанными ранее [Бахвалов и др, 1982, 1995, 1999, 2002, 2003] Продуктивность древостоев, возраст и потноту насаждений, оценку оптимальных и пессимальных условий их развития оценивали по Апучин [1982]

При изучении фаз популяционной динамики лесных насекомых использовали критерии, разработанные и обычно применяемые отечественными исследователями при

лесопатологичсском мониторинге [Ильинский, Тропик, 1965, Викторов, 1967, Исаев и др, 1984]

Уровень повреждениости древостоев, объедаемых шелкопрядом, проводили по разнице средневзвешенных показателей изреженности крон (дефолиации), определяемых визуально гю нягибальной шкале в процентах перед повреждениями и после них [Инструкция, 1983, Методика 1985J

Изучение естественного вирусоносительства ВЯП и его связи с состоянием кормовсм о ресурса в популяциях непарного шелкопряда и шелкопряда-монашенки, а также взаимосвязь попутяционной динамики непарного шелкопряда, состояния кормового ресурса и 1енегического полиморфизма ВЯП проводили по ранее описанным методикам [Ильиных и др , 1995, Бахвалов и др , 1998 Бахвалов и др , 2002. 2003]

Внесение вирусных препаратов в насаждения проводили с помощью аэрозольного диспергирования (генераторы серии ГРД) в механическом режиме и авиационного опрыскивания самолетом АН-2, оборудованного серийной опрыскивательной аппаратурой Количество вносимого препарата варьировало в зависимости о г целей эксперимента, состояния популяции насекомого и лесонасаждений

Достоверность различий между показателями результатов исследований оценивали по критериям Уэлча [Кендачл, Стыоарт, 1973], с помощью t-критерия Стыодента и дисперсионного анализа [Плохинский, 1970, Гублер, 1978, Доспехов, 1985] Данные в экспериментах по инфицированию насекомых вирусом для определения ве шчин JIKso обрабатывали с помощью пробит-анализа [Busvme, 1971] Величины ДЦ™ и ЛТз« определяли по методу Кербера [Ашмарин, Воробьев, 1962] Гибель насекомых опредетяли по формуле Аббота [Гар, 1963]

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Влияние кормовых растеннн на чувствительность насекомых к вирусной инфекции и ее развитие в организме хозяев

Многочисленными исследованиями показано, что чувствительность к патогенам и характер течения различных инфекционных процессов у насекомых зависит от функционального состояния их организма на которое существенное влияние оказывают качественные показатели корма [Штейншауз, 1952, Вейзер, 1972, Krieg, 1973, Тарасевич 1975, Воробьева, 1976, Глупов, Бахвалов, 1998, Бахвалов, 2001, 2005] Развитие насекомых на предпочитаемых, непредпочитаемыч или на поврежденных кормовых растении может существенно влиять на смертность, плодовитость и резистентность насекомых, что отражается на течении различных инфекций, в том числе и вирусной природы [Берриман, 1990, Feiton, Duffey, 1990, Forschler et al, 1992, Бахвалов, 1995 2001, 2005 Hoover et al, 1998b, Stout et al, 2006]

В наших опытах по изучению в таяния раличного корма на чувствительность шелкопряда к ВЯП выявлено, что состав корма существенно изменяет показатели JIK50 вируса для насекомых одной популяции [Бахвалов и др , 2002] Дальнейшими исследованиями бьпо выявтено, что средний показатель IgJIKv» вируса для гусениц шелкопряда из четырех западносибирских попучяций при выращивании их на листьях березы составит 5,37А0,09, на листьях ивы - 5,11± 0,08, а на хвое сосны- 4,89± 0,07 (Р<0,05) Известно, что береза является предпочитаемым кормом для непарного шелкопряда в условиях Западной Сибири, ива - менее предпочитаемым, а сосна непредиочитаемым Приведенные показатели lgJIK™ вируса свидетельствуют, что чувствительность насекомых к вирусу была наивысшей при выращивании гусениц на непредпочитаемом корме - хвое сосны, а наименьшей на предпочитаемом корме - листьях березы

Изучение влияния вирусной инфекции на гемограмму и патоморфологические изменения в различных клетках гусениц непарного шечкопряда из популяции на различных фазах вспышки массового размножения выявило различия в динамике гемограммы, популяциониой структуре гемоцнтов и морфогенезе вируса в гемоцитах, вызванные вирусной инфекцией Первые морфочогические признаки вируснои инфекции после инфицирования

ВЯЛ в организме большинства исследованных гусениц из растущих очагов с незначительными повреждениями деревьев регистрировали на 5-е сутки после пероралыюго инфицирования У незначительного количества исследованных особей (12,5%) в лот период выявили в отдельных гемоцитах виропласты и формирующиеся в них внрионы Достоверных изменении в структуре гемограммы в этот период не отмечено, как по цитохимичеекпм, так и по морфометрическим признакам На 9-е сутки после инфицирования у 39 % гусениц регистрировали патологические (вменения в гемоцитах, в клетках жирового тела и других органах с образованием виропласта, вирионов и полиэдров Как правило, данные особи в последующие сутки погибали от нолиэдроза Остальные инфицированные насекомые выживали и завершали развитие с нормальной репродуктивной функцией, хотя у большинства в гемоцитах имелись признаки вирусной инфекции - конденсация хроматина в резьо галертрофировашшх. ядрах, образование виропласта и репликация вирусов При этом формирование типичных полиэдров в гемоцитах наблюдали редко, в основном отмечали аберрантные нолнэдроподобные структуры или отдельные фрагменты полиэдров, содержащие единичные внрионы Виропмст в гемоцшах боишеи частью сосюял из кольцеобразных структур в отличие от глобу тарных образований, характерных для типичного морфо1енеза вирусов Изменения в динамике гемограммы инфицированных i усешщ также выявили на 9-е сутки после заражения При этом изменения регистрировали, как при использовании морфометрцческих, raie и цитохимических парамефов Как правило, ь этого времени у контрольных гусениц из лабораторной попутяции начиналось снижение количества гемоцигов с фенолоксидазной активностью (ФО-нотожнтельные гемоциш) Количество НСТ - положительных гемоцитов (клетки, в которых образуются активированные метаболиты кислорода) у контрольных гусениц практически оставалось нешменнмм в течение всего опыта, за исключением 11-х суток, когда было зарегистрировано резкое снижение этих каеток V инфицированных гусениц выявили повышение содержания ФО-положительных и НСТ-положительных гемоцигов начиная с 9-х суток и до конца наблюдении (17-е сутки) Одновременно у больных особей регистрировали увеличение количества гран}лоцнтов на фоне снижения плазматоцитов, и подобное соотношение типов клеток сохранялось в последующие дни наблюдении Достоверных отличий в изменении количества других типов клеток крови не отмечено, как и в общем количестве гемоцитов у контрольных и опытных гусениц в течение всего опыта Следует отметать, что начиная с 9-х суток после инфицирования, в гемоцитах больных гусениц изменяется характер отложения формазана В отлвдие от гемоцитов контрочьных гусениц в гемолимфе больных гусениц полностью исчезают клетки с диффузной окраской цитоплазмы, характерной, как правило, для плазматоцитов но увеличивается количество клеток с крупными гранулами формазана На 17-е сутки практически все гемошгш несут гранулы формазана, хотя часть гемоцитов, в которых кошчество гранул не превышало десяти, мы относили к НСТ-отрицательпым Поскольку ранее нами было показано что гусеницы из природной популяции, которая находится в фазе роста численности характеризуется высокими показателями жизнеспособности [Бахвалов, 1995], то можно полагать, что наблюдавшаяся картина патогенеза в гемоцитах характерна для насекомых с высокой жизнеспособностью В то же время при инфицировании вирусом гусениц непарного шелкопряда, собранных в очаге массового размножения достигшего максимальной плотности насекомых с высокими показателями дефолиации деревьев развитие патогенеза л популяцпогаой структуры гемоцитов происходите иначе Достоверное изменения р гемограмме большинства гусениц наблюдались уже на 4-е сутки после заражения вирусом, причем было зафиксировано резкое увеличение плазматоцитов и прогемоцитов на фоне снижения количества гранулоцитов Активность фенолоксидазы в (смоцитах и ряца ферментных систем, способных продуцировать активированные метаболиты кислорода, может служить показателем метаболической активности клетки, в частности, продукции (Ог, Н2О2, ОН , NO , R02 и т д ) Образование подобных высокореакционных соединений в гемоцитах может определять функциональную значимость последних в цитотокснческич реакциях при гранулообразовании и инкапсуляции, т е, служить параметрическими признаками напряженности клеточного иммуншета насекомых

Исследования по влиянию качества корма на динамику морфогенеза ВЯЛ и патологических изменений в клетках жирового тела, а также на формирование цист («поликариоцитов») в гемолимфе гусениц непарного шелкопряда не выявили различий по этим параметрам в к четках гусениц, выращиваемых на листьях интактныч и двукратно дефолшрованныч на 75% деревьев Описанные выше изменения в морфологии клеток и образование в них вирусных структур были сходными в клетках обеих групп гусениц Исключение составляла только выраженность вирусной инфекции В хорошо развитом жировом теле гусениц, развивавшихся на листьяч лнгактныч деревьев количество инфицированных клеток, с выраженным морфогенезом вируса п патологическими изменениями клеточных структур, было выше в первые 9 суток после инфицирования, по сравнению с жировым телом гусениц, выращиваемых на листве поврежденных деревьев Только через 15 суток эти показатели сравнялись в гусениц обеих групп Количество «полнкариоцигов» в гемолимфе гусениц контрольной н опытной групп не достигало различий в течение срока наблюдений, однако тенденция к большему количеству этих образовании у гусениц, выращиваемых на листве интактныч деревьев, наблюдалась на 6-е и 9-е сутки опыта Через 15 суток в ¡руппе насекомых, выращиваемых на листве интактных деревьев погибли 77,3% особей, а в группе, развивающихся на листве поврежденных деревьев - 67,9% (Р<0,05) Только через 17 дней после инфицирования количество погибших насекомых опытной группы достигло показателей контрольной группы

Таким образом, можно констатировать, что у большинства инфицированных ВЯП гусениц непарного шелкопряда из растущих очагов массового размножения и очагов, достигших максимальной численности насекомых, соответственно с низкими и высокими показателями дефолиации деревьев наб подаются различия в динамике гемограммы, морфогенезе вируса в гемоцитах и популяционной структуре гемоцитов

Влияние лссорастигельных условий и попреждеиности листвы кормовых растении на развитие и сопряженную популяциоиную динамику насекомых и их паразитов - вирусов

и паразитопдов

Развитие к сопряженная популяционная динамика шелкопряда - монашенки с поражающим его бакуловирусом нсстедовалась в двух участках леса с различными биотопическими условиями Основное различие между исследуемыми участками лесонасаждений с различными биотопическими условиями, где обитали насекомые, заключалось в условиях произрастания кормового растения В участках с пессимальными условиями они были неблагоприятными (класс бонитета - 3), а с оптимальными -благоприятными (класс бонитета -1) Исследовали шесть параметров системы «растение -фитофаг - патоген» плотность яйцекладок шелкопряда в насаждениях, их жизнеспособность, плотность гусениц 4-6-1 о возраста, смертность насекомых от спонтанной вирусной инфекции чувствительность гусениц к инфицированию ВЯЛ (ЛК51> вируса) и структуру изреженности крон кормового растения насекомого-сосны Pinns sylvestris L Результаты исследований показали, что поражепность шелкопряда-монашенки спонтанной вирусной инфекцией существенно варьирует от практически единичных случаев в фазе роста численности популяции до массовых заболеваний и гибети насекомых, в фазе собственно вспышки и, особенно, в фазе деградации При этом абсолютные показатели смертности насекомых от вирусной инфекции для участков с оптимальными и пессимальными лесорастительными условиями значительно отличаются Различаются также показатели плотности яйцекладок шелкопряда в этих участках в период вспышки массового размножения В насаждениях с пессимальными лесорастительными условиями плотность яйцектадок была достоверно выше во всех фазах вспышки массового размножения (для Р=0,05,1ф=2,2 > tf=l,96) кроме последнего года фазы деградации Однако пчотность гусениц старших возрастов в фазе роста численности в обоих типах участков не имела достоверных различий (для Р=0 05,1ф=1,2 < tr=l,96 и t$=I,09 < tT =1,96) В то же время плотность гусениц старших возрастов для участков с контрастными лесорастительными условиями в фазах собственно вспышки и деградации различались более, чем 10 раз Поскольку средние показатели жизнеспособности яиц в алатизируемых участках в

соответствующие периоды вспышки не имели достоверных огличий - 93,2+0,3% и 92,7±0,2% соответственно (Р>0,05) Полученные нами данные по динамики численности шелкопряда-монашенки можно объяснить более высокой смертностью гусениц младших возрастов в насаждениях с оптимальными лесорасзительными условиями по сравнению с пессимальными В конце фазы роста и в фазе собственно вспышки популяции шелкопряда-монашенки, то есть в периоды нанесения популяцией фитофага основных повреждений древостоям, средневзвешенный показатель изреженности крон составил для участков с оптимальными биотопическими условиями 18,2, а с пессимальными - 41,3 ( Р<0,01)

Таким образом динамика численности шелкопряда-монашенки и, соответственно, уровень пораженности насекомых вирусной инфекцией связаны с биотопическими условиями среды обитания В стационарной фазе численности и фазе роста пораженность насекомою бакуловирусной инфекцией имеет наиболее низкий уровень в течение всего популяционного цикла При этом в фазе роста численности тбель шелкопряда от вирусной инфекции в наблюдаемых биотопах не имела достоверных огличий (^=1,38 < 1г=1,9б в 1980 I и ^ 0,5 ^ 1т=1,96) В этот же период отмечается и наиболее низкая чувствительность шелкопряда к экспериментальному инфицированию вирусом, которая достоверно не отличается для особей из контрастных биотопов По мере роста плотности популяции возрастает чувствительность особей к экзогенному инфицированию вирусом После достижения популяцией максимальном плотности, то есть при переходе популяции в фазу собственно вспышки, смертность насекомых в насаждениях от спонтанной вирусиои инфекции начинает резко ьозрастагь Причем амплитуда показателей уровня спонтанной вирусной инфекции в исследуемый период выражена значительно меньше для насекомых из участков с оптимальными бпотопичсскими условиями При низких значениях плотности насекомых в фазе деградации смертность гусениц и куколок от вирусной инфекции может существенно повлиять на численность шелкопряда в оптимальных биотопах Так, смертность насекомых от ВЯП в насаждениях с оптимальными лесорастительными условиями в фазе деградации была максимальной за весь период наблюдении Вероятно, это связано с известной инерционностью действия бакуловирусной инфекции как фактора иопуляционной динамики насекомого Максимум гибели насекомых от вирусной инфекции в насаждениях с пессимальными лесорастительными условиями отмечен в начале фазы разрежения т е раньше на 1 I од по сравнению с насаждениями с оптимальными растительными условиями В стационарной фазе численности гибель насекомых от вирусной инфекции была минимальной в обоих биотопических участках Исходя из этого, можно утверждать, что вирусная инфекция не оказывает выраженного влияния на динамику численности шелкопряда-монашенки на низких уровнях численности Это подтверждает широко известные данные других авторов [Викторов, 1971, Исаев и др , 1984, Ветгушап, 1988 2002]

Полученные результаш показывают наличие тесной взаимосвязи между динамикой численности шелкопряда-мопашенкн и его пораженноегью вирусом ядерною полиздроза Поскольку численность насекомого тесно коррелирует с дефолиацией кормовых растений, то можно предположить, что уровень дефолиации растения опосредованно через филлофага влияет на пораженность насекомых вирусной инфекцией В фазе роста численности насекомых, кшда повреждения растений незначителные жизнеспособность особен была максимальной, а уровень пораженности их спонтанной вирусной инфекцией и чувствительность к инфицированию экзогенным вирусом -минимальными В фазе собственно вспышки, при высоких показателях изреженности крон деревьев

О 2 4 6 8 10 12 14 16 1« 20

Годы

23456789 10 И Годы

Рис 1 Амплитуда колебаний плотности и продолжительность вспышек массового размножения непарного шелкопряда (А) и шелкопряда-монашенки (Б) в ннзкопродуктивных (1) и высокопродуктивных (2) насаждениях

Примечание - достоверность разтчгш-*Р< 0,05 Л-4-5, 7-9, Б-2-7, 11-16гг

жизнеспособность попутации фитофага стремительно ухудшается возрастает смертность, падает плодовитость увеличивается общая чувствительность к стресс-факторам, в том числе и к вирусной инфекций В фазе деградации, после максимальных повреждении растений в течение нескольких лет ухудшение показателей жизнеспособности достигает максимальных значений, и в результате регистрируется прямо противоположная картина того, что наблюдалось в фазе роста (рис 1) В этот период, по-видимому, латентная вирусная инфекция переходит в активную форму и вызывает массовые заболевания, после чего в популяции остаются только устойчивые особи, и затем цикл повторяется Сходные результаты получены рядом авторов для других видов насекомых и поражающих их вирусов [Бенкевич, 1984, Воробьева, 1976 Рафес, 1978, Ермакова, Ефимов, 1995] Поскольку количество корма и и

условия его потребления в исследуемых нами биотопах были сходными, можно предположить, что различия в динамике, жщпеспособност и особей и нх чувствительности к вирусу обусчовлены качеством корма В наших исследованиях численность монашенки пе достигала максимальных значений в оптимальных биотопах, где защитные свойства хвои, вероятно, были выше Выжившие в младших возрастах гусеницы наряду с устойчивостью к токсическому действию корма, по-видимому, обладали и повышенной устойчивостью к вирусному патогену В то же время в пессимальных биотопах, где защитные свойства дрсвостоев, по-видимому, ниже, наблюдалась и более низкая гибель гусениц в младших возрастах, а в старших возрастах в популяции преобладали особи с пониженной жизнеспособностью и повышенной чувствительностью к вирусному пат01 сну Сходные данные получены нами при исследовании сопряженной динамики непарною шелкопряда и поражающего его вируса ядерного иолиэдроза Эти исследования ¡акже показали, что амплитуда флуктуации плотности пепгрного шелкопряда и продолжительность вспышек его массового размножения различаются в лесонасаждениях с различным уровнем продуктивности, тес иессимальными и оптимальными чесорастительнымп условиями Изучаемые показатели динамики лопутяции непарного шелкопряда бтаз-ш аналогичным показателям для монашенки (рис I) В то время, как численность насекомых в низкопродуктивных насаждениях в период вспышки млссовою размножения достигала величин, способных неоднократно уничтожить кормовой ресурс чпетенчоиь насекомых в высокопрочу кгиваых древостоях, как нравито, могла привили к уничтожению не более, чем 50 % кормового ресурса

Массовое появление насекомых в высокопродуктивных насаждениях также продолжалось более короткий отрезок времени н, как стедствле, здесь бнтн значительно меньше повреждены листва ц хвоя Средневзвешенный показатель изреженности крон высокопродуктивных березовых насаждений, заселенных непарным шелкопрядом в период вспышки, составит 41,4 батиа, а в пизкопродуктнвпых 47,5 баллов (Р<0,05) Смертность, вызванная вирусом ятерного полюдроза в ювенитьпых фазах развития непарного шелкопряда в период вспышки в высокопродуктивных дрег.остоях, как и у шеткопряда-монащенки быта существенно ниже, чем в 1шзкопрод\юивных В результате и популяции происходило накопление особен с пониженной жизнеспособностью, более восприимчивых к патогенам Такие особи, как прави ю, погибают на стадии гусениц старших возрастов и

куколок от вирусной и других инфекций Они успевают до гибе ш нанести существенные повреждения древостоям поскольку питаются почти до момента своей 1ибели Поэтому динамика чистениости [усениц старших позрасюв в период вспышки массоього размножения в насаждениях с различными тесорастительнычи условиями существенно отлтгчастся

Важную роль [есорасгительных ус ювии в реализации эпггоморезистситносги дрсвостоев подтвердили также результаш наших опытов по созданию искусственных очагов массового размножения насекомых в высокопродуктивных насаждениях (табч 1) Данные табчнцы позволяют предполагать, что основным фактором, из-за которого не развивались очаги массового размножения насекомых, был высокий уровени энгоморезистности дрсвостоев Основная часть популяции насекомых в этих насаждениях потбча в младших возрастах гусениц, когда патогены и паразитоиды практически не оказывают влияния на численность насекомых, а гибель происходила, в основном, из-за небтагопрятных условии иигания, обустовтенных резистентностью дрсвостоев [Итьинский, 1ропии, 1965] Характерно, что коэффициент размножения насекомых в искусственных очагах в трех случаях из пяти в год внесения яиц в насаждения был вь.ше единицы, что свидетельствовало о росте плотности популяции Однако коэффициент размножения последующих генераций в этих очатах резко снизился, и они прекратили существование Во всех пяти искусственных очагах в год начала зкеиеримента не отмечалось заметной дефолиации древостоев

Мы проводили исследования по выявлению влияния лесорастительных условий в которых находились древостой на пораженность непарного шелкопряда и рыжего соснового пилильщика наряду с вирусной, другими инфекциям, а также ларазнтоидами Исследования в популяциях насекомых проводились в насаждениях различной продуктивности, различного уровня дефолиации крон и сроков ее осуществления

Таблица 1

Численность насекомых в насаждениях с искусственными очагами массового размножения

шелкопрядов

Насекомое (Наименование Популяция Количество нежиз неспо собных яиц (%) фактор смертности гусениц и куколок в год внесения яиц в очаги (% от общего числа погибших) коэффициент раз множения

неблагоприятные условия питания и другие причины неинфекционной этиологии патогены (вт ч ВЯП) паразитои ды

1-й год 2-й год

шелкопряд -монашенка новосибирская 7,0 ± 0,7 78,7 ± 2,4 3,9 ± 1,6 10,4 =2,6 1,13 0,08

ко "шпанская 3,8 ± 0,6 82 5 А 3,6 12,9±2,7 0.8 ±0,4 0,79 0,01

ишимская 4,3 * 0,6 70,7 ± 4,8 22,5±3,2 5,6 ±2,5 1,11 0 03

неп шел -копряд ордынская 5,7 ±0,9 85,8 ± 1,9 0,7 ± 06 7,8 ±2,1 1 51 0,25

ишимская 2,7*0,5 81 3 ±3,4 1,4 ± 1,1 14,6 ±3,9 0,69 0,02

В 1абл 2 приведены результаты исследовании показателей жизнеспособности популяции непарного шелкопряда в очаге массового размножения в лесонасаждениях на

Таблица 2

Динамика показателей жизнеспособности популяции непарного шелкопряда в очаге массового размножения в насаждениях Баганского района*

Уровень и кратность дефотиации Смерт -ность в ювекильных фазах Плодови- } Половой тость(вес | индекс куколок- ! самок,мг) 1 К-во яиц в кладке Жизнеспособность яиц (%) Коэфф размножения

1-й год после двукратных сплошной дефолиации 77,3±1.2 48,3±1,9 Р<0,001 354.2±25.1 697,3±36,1 Р<0,001 0.32 0,52 Р<0,001 111,1±7,4 212,7±14,0 Р<0,001 71.0±3.1 90,4±2,2 Р<0,001 ол. 3,7 Р<0,001

2-й год после двукратных сплошной дефолиации 84,1±1,6 52,3±2,8 Р<0,001 311,4±27,7 397,2±29,1 Р<0,01 0.32 0,44 Р<0 01 94.2±3.3 114,7±8,2 Р<0,05 61.9±2,3 78,4±2,3 Р<0,05 0.07 0,41 Р<0,001

*- в числителе показатепи популяции из дефолиированных древостоев, а в

знаменателе из контрольных

территории Баганского района Новосибирской обл Как видно из таблицы все показатели жизнеспособности шелкопряда в очаге массового размножения в следующем году, после двухлетней сплошной дефолиации, существенно отличались от аналогичных показателей популяции насекомых в контрольных насаждениях Эти показатели свидетельствовали, что насекомые изпопуляции в насаждениях через год после двукратной сплошной дефолиации значительно менее жизнеспособны по сравнению с насекомыми из контрольных насаждений

Свидетельством этого является уровень пораженности гусениц и куколок паразитоидами наездниками, мухами- тахинами и саркофагидами, а также вирусной инфекцией В контрольных насаждениях паразитоидами было поражено 34,2 ± 2,2% особей, а в насаждениях, где наблюдались сплошные повреждения, - 45,2 ± 4 3%, (Р<0,05) Вирусной инфекцией были поражены 9,0 ± 0,9% и 17,2 ± 2,9% особей, соответственно (Р<0,01) В то же время, пораженность насекомых грибными инфекциями в поврежденных и интактных древостоях достоверно не отличалась (Р> 0,05) В следующем сезоне, т е через два года после двухлетней сплошной дефолиации насаждений шелкопрядом в них продолжался резкий спад численности насекомых с выраженным изменением показателей жизнеспособности популяции фитофага (табт 2) Резко увеличилась гибеть гусениц и куколок в т ч от различных инфекций и паразитоидов Смертность в преимагинальных фазах, обусловленная неясной этиологией, была очень высокой и составила 26,3 ± 1,9% Абсолютное большинство насекомых с этой этиологией смертности погибли в первых двух гусеничных возрастах Паразитоиды были причиной гибели большинства насекомых в старших возрастах гусениц и куколках - 43,6+ 2,2%, в то время как моио- и полиинфекции вызвали шбель 14,2 ± 2,4% особей, причем вирусная ицфекция была причиной гибели 10,8 ± 1,9% гусениц и куколок, а микозы - 1,8 ± 0,35% Остальные насекомые погибли от проюзойпых и бактериальных инфекций Таким образом, падение численности популяции непарного шелкопряда в сильно повреждавшихся насаждениях была вызвана ростом пораженности насекомых паразитоидами, резким увеличением смертности в младших возрастах и распространением инфекций, среди которых ведущую роль играл ядерный полиэдроз Гибель насекомых с различной этнологией происходила на фоне низкой жизнеспособности популяции вследствие чего и наблюдалась высокая смертность в ювенильных возрастах

В другом очаге массового размножения шелкопряда в тесопасаждепиях на территории Чановского района мы провели оценку важнейших показателей жизнеспособности гусениц непарного шелкопряда и популяционной структуры их гемоцнтов при различном уровне дефолиации березовых насаждений Оценка популяционной структуры гемоцнтов использовалась как высокочувствительный тест, отражающий функциональное состояние организма насекомого Однократная искусственная 50%-я дефолиация березы не вызывала увеличения смертности, уменьшения плодовитости или изменения полового индекса у непарного шелкопряда, развивающегося на деревьях, поврежденных в минувшем вегетационном сезоне В то же время однократная искусственная 75%-я дефолиация береш приводила в следующем сезоне к увеличению смертности в ювенильных фазах развития насекомого и смещению соотношения полов в потьзу самцов При этом плодовитость шелкопряда не изменялась В случае естественной (объедание шелкопрядом) 75%-й дефолиации березы смертность в ювенильных фазах развития в следующем сезоне возрастала еще больше, увеличивалось количеаво самцов в популяции и, кроме того, уменьшалась плодовитость насекомых дочерней генерации Мы предположили, что такие изменения показателей физиологического состояния насекомого обусловлены, вероятней всего замедленной (выявтяемой в следующем после дефолиации сезоне) индуцированной резистентностью березы возникшей после 75%-й дефолиации деревьев (Бахвалов и др , 2002) В экспериментах, проводившихся в этом очаге массового размножения с насекомыми, выращиваемыми на листве искусственно дефолиировашшх деревьев, мы не выявили достоверных изменений показателей жизнеспособности и гемограммы у непарного шелкопряда в сезон нанесения 50%-х и 75%-х искусственных повреждений (табл 3) У свободноживущнх гусениц, в очаге массового размножения после естественного однократного 75%-ю объедания деревьев выявлены изменения в содержании плазматоцитов и гранулоцитов по сравнению с контролем Однако показатели жизнеспособности этих насекомых оставались на уровне контроля (табл 3) Эти данные свидетельствовали об отсутствии быстрой индуцированной резистентности растений к насекомым после однократного искусственного 50%-го и 75%-го повреждения деревьев и ее низком уровне при 75%-ом естественном повреждении После двукратной 50%-й искусственной дефолиации увеличилась смертность насекомых и количество самцов, но плодовитость не изменилась (табл 3) Аналогичные

естественные повреждения древостоев насекомыми вызвали рост паразитизма, уменьшение птодовитости и увеличение количества самцов в популяции Двукратная 75%-я искусственная и естественная дефолиация березы существенно уменьшали плодовитость насекомых, увеличивали общую смертность и количество самцов шелкопряда, причем смертность при искусственной дефолиации возрастала значительно меньше чем при естественной (табл 3) Среди насекомых в очаге массового размножения после двукратной 75%-й дефолиации деревьев резко увеличивалась смертность от паразитоидов и различных инфекций Эти ре)ультаты показали, что только двукратная 50%-я и 75% -я дефолиации индуцируют у деревьев повышение резистентности по отношению к шелкопряду, причем ее выраженность существенно выше у растений, поврежденных на 75% Доля прогемоцитов, эноцитоидов и сферулоцнтов в гемочимфе насекомых не менялась при одно- и двукратной 50% и 75%-й искусственной дефолиации, хотя тенденция к росту удельного веса прогемоцитов и эноцитоидов прослеживается Среди насекомых в очаге гю мере возрастания уровня дефолиации обнаруживается неуклонная тенденция к увеличению доли прогемоцитов, которая при двукратной 75%-й дефолиации достигает достоверных отличий (р<0,0)) в сравнение с контролем При этом уровне дефолиации наблюдается также увеличение доли сферулоцнтов и эноцитоидов, не достигающее, однако, достоверных отличии от гемограммы гусениц из интактных

Таблица 3

Жизнеспособности непарного шелкопряда в эксперименте и в естественных условиях после одно - и двукратной дефолиации

способ дефо | лиашш | уровень дефолиации (%) Смертность в ювенидьных фазах (%> пяодови тосгь(вес куколок-самок, мг) Половой 1 индекс

общая в том числе

паразито-иды инфекции

ю 1 х 50 1 х 75" ~ 47,2 ±4,7 8,7 ±2,5 17,2 ± 2,9 501,3 ± 16 2 66,0 ± 3,3

ё 5 2 к S ч % 2 40,9 ±38 10,0 ±3,8 16,7 ^ 2 9 529,8 ±17,1 59,5 ± 3,8 i

2x50 54, 8 ±3,1* 15,6 ±2,5 22,9 + 3,1 488,3 ± 16 3 69,8 ± 2,0*

I О S о о ( е и а 1 о Ч 1 к >1 ! 1 1 1 2x75 56,9 ± 4 6* 16,8±3,7 24,2±4,2 460,3±12,5 ** 71,7 ±2 6*

Контроль 1 х50 44 3± 4,4 13,9±3,4 18,1±3,8 518,2 ± 14,9 63,1 ±2,8

32,6 ± 2,7 10,3 ± 1,6 5,8 ± 1,0 579,3 х 28,9 52,1 ±2,4

1 х 75 42,4 ± 2,8 14,2 ±1,1 7,0 ± 1,1 619,4 ±31 8 61,2 з 4,4

! § 5 2 х 50 57,5 ±4,1 20 0± 1,8* 13,8 ± 1,3 441,3± 28,2 68,7 ± 4,5*

5 « 1 2 х 75 a g.L. _______ 76,4 ±4,2 *** 35,9±4,7*** 32,9±4,6 ** 420,1±22,5 *** 77,4± 1,9 ***•

о « •и е( Контроль 38,4 ±4,9 11 2±3,1 9,6±2,9 ! 565 3 ± 33,9 1 56,8 ±3,9

Различия с контролем *- р< 0,05, ** -р< 0,01, ***-р< 0,00!

насаждений Выраженность различий всех исследованных показателей жизнеспособности непарного шелкопряда, развивающегося на интактных и поврежденных растениях, была выше в насаждениях, где происходило естественное объедание древостоев насекомыми (табл 3)

Если исходить из той роли, которая отводится большинством исследователей различным популяциям гемоцнтов насекомых [Gupta, 1979, Ratcliffe, Rowley, 1979, Глупов, Бахвалов, 1998], можно констатировать, что однократная 75%-я естественная, двукратные искусственная и естественная 50% и 75%-я дефолиации березы вызывает у непарного

шелкопряда значимые изменения в составе иммунокомпетенгных клеток гемолимфы -удельный вес плазмагоцитов и прогемоцитов возрастает, а гранулоцитов - падает Известно, что прогемоцнты являются нолнпотентнымн клетками лимфы насекомых, их сравнивают со стволовыми клетками позвоночных из которых в процессе дифференциации оОра}уюгся остальные клетки гемолимфы [Gupta, 1979, Ratchffe, Rowley, 1979, Глупов, Бахвалов 1998] Повышение удельного веса плазматоцитов происходит, i лавным образом, за счет снижения доли гранулоцитов, которым принадлежит важная роль в жировом обмене организма пасекомою Известно, что клетки гемолимфы и жирового тела но природе, происхождению и функциям очень близки, и поэтому жировое тело насекомых и гемолимфу часто рассматривают как единую систему тканей внутренней среды [Тыщенко, 1976] В связи с этим можно предположить, что изменения популяционной структуры гемошнов и, в частности снижение относительною количества гранулоцитов в гемолимфе отрицательно отражается на плодовитости насекомых, поскольку она является функцией веса куколок, а н\ вес зависит от массы жирового тела, биохимически тесно связанною с клетками гемолимфы Кроме того, у гусениц, развивающихся на деревьях, двукратно объеденных шелкопрядом на 75%, увеличивается количество прогемоцитов Поскольку прогемоциты считаются родоначальиыми ¡слетками гемолимфы насекомых [Тыщеико, 1976 Gupta, 197е*, RatchiTe, Rowley, 1979], то можно полагать, что двукратная 75%-я дефолиация кормового растения вызывает в нем реакцию, которая является для насекомого-фнллофага мощным стрессом, вызывающим весьма существенные изменения в популяциошюи структуре гемоштгов

Таким образом, полученные резульгагы свидетельствуют, что двукратная 50%-я и 75%-я, дефолиация березы повислой индуцирует изменение в физиоло1 нческом состоянии насекомых, которое отражается в снижении плодовитости, увеличении количества самцов повышении смертности в ювенильных возрастах и активизацию у пасскомыч пролиферативных процессов в гемолимфе При однократном 75%-м объедании деревьев шелкопрядом у гусениц выявляются только изменения в количестве плазматоцитов и гранулоцитов

В естественных условиях двукратная 50%-я и 75%-я дефолиация березы непарным шелкопрядом наб подается обычно в конце эруптивной фазы вспышки насекомого, после которого начинается резкое падение ее размеров и, соответственно деградация очагов массового размножения Поэтому можно предположить, что индуцированная дефолиацией резистентность древостоеп является одним из факторов, регулиру ющих численность непарною шелкопряда

Мы провели сравнительное исследование реакции шелкопряда из двух очагов массового размножения находящихся в лесонасаждениях на территории Татарского и Чановского районов Новосибирской области на индуцированную резистентность деревьев и инфицирование ВЯП Очаги насекомого в период проведения исследовании находились в эруптивной фазе вспышки с близкими показателями дефолиации древостоев

Выявлено, что развитие инфицированных вирусом и шпактных насекомых из очага в Татарском районе на листве искусственно дефолиированных на 100% в предыдущем году деревьев приводит к снижению массы гусениц и куколок самок по ^равнению контролем При изучении причин смертности насекомых в исследуемых группах установлено, что при питании непнфицированных гусениц листьями поврежденных деревьев двукратно увеличивается количество особей, погибших от различных инфекций (грибы, бактерии, простейшие) и других факторов кроме вирусной инфекции по сравнению с контролем (Р<0,01) В то же время смертность инфицированных насекомых от вирусной инфекции при выращивании их на листве поврежденных деревьев не имела достоверных отличии от смертности насекомых от этой инфекции при выращивании их на листве контрольных деревьев (Р>0,05) Таким образом, подтверждено наличие замедленной индуцированной резистентности у поврежденных деревьев по отношению к непарному шелкопряду, реакцией на которую является снижении массы гусениц и куколок а также увеличение гибели насекомых от инфекционных заболеваний (кроме вирусной инфекции) и факторов неинфекционной природы Увеличение количества насекомых, погибших от спонтанных инфекций (.за исключением вируснон

инфекции) и других факторов при питании листвой поврежденного растения, вероятно, связано с ослаблением иммунитета насекомыч В то же время, индуцированная энтоморезистентность растения не ослабляет или даже активирует иммунитет насекомого против ВЯП Наиболее вероятным объяснением этого феномена является то, что снижение массы гусениц и куколок происходит, в основном, за счет резкого уменьшения массы жирового тела где, как известно, реплицируется большая часть урожая вируса Поэтому гибель гусениц от вирусной инфекции в младших возрастах, когда жировые запасы, практически отсутствуют, наблюдается весьма редко В то же время как мы писали выше, в очагах массового размножения непарного шелкопряда, находящихся в эруптивной фазе вспышки с высоким уровнем дефолиации древостоев, как правило, наблюдается резкое увеличение гибели 1усениц и кукоюк от полиэдроза Это объясняется очень низкой жизнеспособностью насекомых и, соответственно, весьма слабым иммунитетом против скрытой (эндогенной) инфекции, вследствие которой происходят массовые заболевания насекомых В проводившихся нами экспериментах инфицирование гусениц шелкопряда осуществлялось перорально экзогенным вирусом, т е вирусом, находящимся вне организма насекомого - хозяина Вероятно, в кишечнике происходит частичная или полная инактивация вируса ферментными системами, активировавшимися под действием защитных метаболитов из дефолиироваиных растении

Исследование реакции непарного шелкопряда из очага, действовавшего в лесонасаждениях на территории Чановского р-на, на индуцированную резистентность деревьев и инфицирование ВЯП в цечом подтвердило результаты вышеописанного опыта Масса гусениц, развивавшихся на листьях, деревьев, дефотиированных п предыдущем году, на 13 сутки после начала питания была достоверно ниже массы гусениц развивавшихся на листве интактных деревьев (р<0,05) Развитие насекомых на листьях деревьев, полностью дефотированных в предыдущем году, приводило также к существенному снижению массы гусениц, но статистически достоверные оттачия по сравнению с контролем наблюдались только на 16 - 25 сутки питания на опытных растениях Инфицирование насекомых вирусом в данном эксперименте не оказывало влияния на массу гусениц, развивающихся на листве дефолированных на 75% деревьев, однако приводило к достоверному снижению массы насекомых, питающихся листвой полностью дефолиироваиных деревьев Суммарная смертность инфицированных ВЯП гусениц, развивающихся на листве полностью дефолиироваиных деревьев, увеличияась в два раза по сравненшо с коптрозьными насекомыми Однако аналогичный показатель для инфицированных ВЯП гусениц, развивавшихся на листве дефолиироваиных на 75% деревьев, не имел достоверных отличий от контроля В то же время при выращивании ишактных гусениц на чистве тотально дефолиироваиных деревьев их суммарная смертность более, чем в 2,5 раза превышала смертность в контроле В отличие от предыдущего опыта с насекомыми из оча(а в Татарском р-не, смертность от полиэдроза инфицированных ВЯП насекомых из очага в Чановском р-не увеличивалась независимо от уровня дефолиации березы Вероятно, жизнеспособность насекомых из этого оча1а массового размножения была ниже, чем из предыдущего очага Количество насекомых, погибших от неинфекционных причин, наоборот, достоверно снижалось при инфицировании гусениц ВЯП, по сравнению с соответствующими неинфицированпыми вариантами, за исключением варианта 100%-ой дефолиации, в котором отмечалась только тенденция такого снижения

Поскольку в описанных выше опытах из двух очагов размножения шелкопряда с идентичными характеристиками были получены различные результаты по смертности насекомых от полиэдроза, мы с целью выяснения причины этих различий провели изучение попучяционной структуры ВЯП непарного шечкопряда по вирулентности и репродуктивной активности в насекомых, выращиваемых на листве дефолиироваиных деревьев

Установлено, что 1§ЛКч> вируса ядерного полиэдроза для насекомых, выращиваемых на листве полностью дефолиироваиных в минувшем году деревьях ниже, чем для насекомых, выращиваемых на листве контрольных деревьев - б,18±0,08 и 6,51±0,09 соответственно (Р<0 01) Это свидетельсгвуе!, что чувствительность гусениц непарного шелкопряда к вирусу при развитии па листьях поврежденных деревьев выше, чем при развитии на листьях

неповрежденных деревьев (рис 2) Это г вывод согласуется с данным», полученными для насекомых из очага в Чановском р-не Однако при изучении этиологии гибели насекомых в опытах оказалось, что при значительно большей общей гнбели инфицированных гусениц, выращиваемых на листьях поврежденных деревьев ьошчество пошбшнх среди них о г вирусной моноинфекщш существенно ниже, чем среди выращиваемых инфицированных гусениц на листве ингактных деревьев

(1)1^Соб = 0,4724-1,1021*х

(2) С пол = 0,0325+1,399*х

(3)1^СК = -2 4693+1 8493*х

Рис 2 Смертность инфицированных ВЯЛ гусениц шелкопряда из очага в Усть-Таркском р-не при выращивании на листве поврежденных и интактных деревьев 1 Суммарная гибель гусениц на тстве поврежденных деревьев, 2 Габечъ гусениц, развивающихся на листве поврежденных деревьев от потэдроза, 3 То же на листве интактных деревьев

Поэтому, если проводить анализ чувствительности насекомых к вирусу с учетом этого обстоятельства, то 1^К5й вируса для насекомых выращиваемых на листве тотально дефояиированных деревьев, оказывается выше, чем для насекомых, выращиваемых на листве интактных деревьев - б,88±0,09 и 6,51±0,09 соответственно (рис 2) Следовательно, чувствительность насекомых, развивающихся на листве поврежденных деревьев, к вирус)' ниже по сравнению с насекомыми, развивающимися на листве контрольных деревьев Объясняется это тем, что гусеницы, развивающиеся на листьях поврежденных деревьев менее жизнеспособны по сравнению с насекомпми, развивающимися на листьях интактных деревьев Это подтверждают и резучьтаты наших предыдущих исследований по влиянию дефолиации на жизнеспособность насекомых Вследствие этого среди них наблюдается значительно более высокая гибель от неспецифических причин, в том числе н от смешанных инфекций, где потиэдроз не является основной причиной гибели Микроскопические исследования погибших насекомых выявили, что среди насекомых, выращиваемых на листве поврежденных деревьев, значительно меньше особей, погибших в результате вирусной моноинфекции Если среди инфицированных ВЯП особей, выращиваемых на листве интактных деревьев, количество погибших от вирусной моноинфекщш составило 89,9% то среди особей опытной группы -34,5% Остальные гусеницы опытных групп погибли от других причин, в том числе и от смешанных инфекции, где полиздроз не был основной причиной гибели Поэтому, исходя из наших данных, полученных ранее, и из обсуждаемых результатов данного опыта, можно

утверждать, что замедленная индуцированная резистентность деревьев подавляет жизнеспособность насекомых, но при этом увеличивает их резистентность к ВЯП Об этом свидетельавует и урожай вируса, полученный на гусеницах опытной и контрольной групп при инфицировании их вирусом в 3-ем возрасте Количество полиэдров в пересчете на 1 гусеницу, погибшую 01 вирусной инфекции, для насекомых, выращиваемых на листве дефолиированных деревьев составило 0,83 х 109 а- 0,79 х 108, в то время как аналогичный показатель для насекомых коитрочьной группы был 1,49 х 10® ± 1,39 х 108полиэдров (Р<0,05) Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, чго в популяции ВЯП после инфицирования насекомых, выращиваемых на листьях дефолиированных деревьев, наблюдаются изменения вирулентности и репродуктивной активности вируса, оцениваемой по урожайности Вероятно, эти изменения объясняются падением жизнеспособности насекомых и, как следствие изменением чувствительности к вирусу и другим патогенам, а также абиотическим факторам внешней среды

В 10-летних сосновых культурах на территории Волгоградской обл, подвергшихся в двух предыдущих сезонах сильной и сплошной дефолиации рыжим сосновым пилильщиком, также произошло снижение численности насекомого и изменение показателей жизнеспособности, свидетельствующих о деградации очагов массового размножения В очагах происходили спонтанные массовые вирусные заболевания с гибелью более потовины тичиноч (51,2 ± 2,2 %) Изреженность крон составила 17,1 + 2,4% Гибель коконов насекомого от паразитоидов и хищников достигла 44,7 ± 3,5 % Пораженность насекомых грибнои инфекцией составила 1,3 ± 0,3 % и не имела достоверных отличий от аналогичного показателя для насекомых из контрольных насаждений Коэффициент размножения равнялся 0 52 а в контрольных насаждениях - 1,8 (Р<0,001) Таким образом, основным фактором де1радации численности рыжего соснового пилильщика была вирусная инфекция и действие паразитоидов и хищников, вызвавших гибель почти потовины коконов насекомого Микоз, как и в популяциях непарного шелкопряда, значимого влияния на численность насекомого не имел В этом очаге паразитоиды и хищники оказали большое влияние на гибеть насекомых, развивающихся в поврежденных насаждениях

Изменчивость генетической структуры ВЯП в популяциях непарною шелкопряда нл различных фазах вспышки массовою размножения и уровнях повреждспности кормовых

растений

Нами была проведена сравнительная оценка различных механизмов персисгенции вируса в организме гусениц непарного шелкопряда и условия ее перехода в острое заболевание в природных популяциях насекомого В табл 4 представлены данные, характеризующие состояние нескольких популяции шелкопряда в лесонасаждениях на территории ряда районов Новосибирской области Показатели "венгеровской, татарской и чановской" популяций близки по величине и типичны для непарного шелкопряда в эруптивной фазе вспышки массового размножения в березняках Западной Сибири В то же время показатели дефолиации насалчдений, заселенности, общей смертности и коэффициента размножения насекомых 'кыштовской" популяции существенно отличались от аналогичных показатетей других популяций В первую очередь это относится х уровню общей смертности в ювенильных фазах последствия которой нашли отражение и в коэффициенте размножения Смертность насекомых ювенильных фаз развития в этой популяции была значительно выше смертности в других популяциях Отличалась и этиология их гибечи Практически все насекомые кыштовской популяции погибли от полиэдроза, в то время как у насекомых других популяций спонтанный полгодроз был причиной гибели лишь небольшой части особей Вероятно, здесь решающую роль сыгран высокий уровень дефолиации кормовых растений, способствующий максимальной активации скрытой вирусной инфекции Для всех популяций, за исключением кыштовской, характерна высокая частота обнаружения вирусной ДНК по сравнению с частотой искусственной или спонтанной активации персистирующего вируса (табл 5) При этом уровень смертности насекомых

Таблица 4

Основные показатели состояния насаждении и популяций непарного шелкопряда на территории Новосибирской области

Популяция Уровень дефолиации насаждений (%) Количество яйцекладок/га Общая смертность в юве -пильных фазах (%) Плодовитость (вес куколок -самок) г Половой индекс х=£х/п Коэфф размно жения

«венгеро-вская» 50,3*9,6 4001±212 69,Ш,6 0 59±0,08 45,4 0,72

татарская 2997±118 57,3±1,8 0,71± 0,01 48,9 1,01

чановская 3816 ± 104 46,5*1,7 0,69±0,08 41,1 0,89

кыштов-ская 85,4±10,2 рПЗ ±305 97,9±0,5 0,67±0,05 39 2 0,05

от индуцированного полиэдроза, вызванного искусственной активацией вирусной репродукции, для «венгеровской», «татарской» и «чановской» популяций не отличался (Р > 0,05) от частоты обнаружения антигенов вирионов и полиэдров В то же время смертность ог спонтанного полиэдроза была здесь существенно ниже (Р<0 05), чем частота обнаружения вирусных антигенов Это обстоятельство позволяет предполагать, что в организме насекомых этих

Таблица 5

Частота выявления ДНК и антигенов вируса (ВЯП) у насекомых (назв вида) и их смертность от индуцированного и спонтанного полиэдроза

Популяция Количество (%) положительных ответов при тестировании насекомых на присутствие вирусной ДНК, белков вирионов и полиэдров Смертность от полиэдроза (%)

Искусственная активация латентной инфекщш в лабораторных условиях Спотанная вирусная инфекция в природных условиях

МГНК (ДНК) ИФА

антигены вирионов антигены полиэдров

«венгеровская» 39,5 ± 7,8 10,3 ±4,8 16,1 д=5 8 12,6 ±33 5 8± 1,2

«татарская 28,6 ± 7,2 18,0 ±6,1 19,5 ± 6,3 17,5 ±3,8 3 1 ±0,8

«чановская 44,7 ±79 38.2 ±77 31,5 ±7,4 29,4 ±45 10,8 ±1,5

«кыштовская 73 2 * 7,0 37,1 3=7,7 52,3 ± 7,9 91,5 ±2,8 93,1 ± 1 2

популяций, где обнаруживались вирусные антигены, вирус персистировал в форме вирионов и полиэдров Вероятно, персистентная инфекция с образованием вирионов и полиэдров легко переходит в острое заболевание при воздействии на насекомых факторов снижающих их резистентность В случае с индуцированным полиэдрозом таким фактором была добавка в корм соли железа (Ре804) Поэтому при мониторинге популяций непарного шеткопряда частота выявления антигенов вирионов и полиэдров может служить критерием прогноза смертности от полиэдроза в случае воздействия на популяцию экстремальных экологических факторов, одним из которых является качество кормового ресурса Обращает внимание высокая частота выявления вирусной ДНК, белка вирионов и полиэдров у насекомых «кыштовской» популяции а, также, их массовая гибель как от индуцированной, так и от спонтанной вирусной инфекции Поскольку в других популяциях дефолиация кормовой породы в год исследований было значительно ниже, чем в «кыштовской<>, уровень активации латентной инфекции у них оказались существенно ниже Известно, что сильные повреждения кормового растения способствуют снижению резистентности фпллофагов и активации у них

вирусной репродукции за счет увеличения у растений количества защитных веществ и снижения питательной ценности корма [Веггутап, 1990] Несмотря на то, что у значительной части гусениц из "венгеровской, татарской и чановской" популяций была обнаружена вирусная ДНК, даже искусственная активация вирусной репродукции не позвотила вызвать острое заболеваание у такого же количества гусениц Что же касается спонтанного полиэдроза в этих популяциях, то его показатели в 4 - 8 раз ниже, по сравнению с количеством гусениц, содержащих вирусную ДНК (табл 5) Таким образом сравнитечьно высокий уровень впрусоноситетьсгва во всех популяциях, кроме "кыштовской", при отсутствии воздействия на насекомых цеблаг опрятных кормовых условий, не сопровождался соответствующей смертностью от спонтанного полиэдров

В насекомых названных популяций непарного шелкопряда было также проведено изучение взаимосвязи популяционной динамики насекомого и генетического изучение изучение взаимосвязи популяционной динамики насекомого и генетического полиморфизма вируса ядерного полиэдроза Во всех исследованных популяциях, в которых отбирались образцы материала для изучения вирусного полиморфизма, мы наблюдали характерную для вспышки массового размножения картину популяционной динамики насекомого Размер каждой из популяций в той или иной фазе вспышки зависел от ряда факторов таксационных показателей древостоев, погодных условий, особенностей ландшафта и др Однако у всех популяций отмечен сходный характер динамики численности 1) фаза роста численности -быстрый рост в течение 2-3 лет (коэффициент размножения » 1, средний вес куколок -самок не менее 0,8 I, смертность в ювенильных фазах не более 40%), 2) эруптивная фаза численности - максимальная численность в течение 1-2 чет (коэффициент размножения не более 1,12, средний вес куколок - самок не более 0,6 г, смертность в ювеничьных фазах до 70%) и 3) фаза деградации - резкое падение численности в течение 1 -2 лет (коэффициент размножения « 1, средним вес куко ток-самок не более 0,4 г, смертность в ювенильных фазах не менее 90%) Вспышки массового размножения и рост численности насекомого в насаждениях сопровождались увеличением количества пораженных вирусной инфекцией гусениц и куколок, достигающим максимума в фазе кризиса По сравнению с фазой роста численности количество погибших насекомых с вир\сной этиологией в фазе кризиса увеличивалось более, чем в 30 раз Возможно, что такой рост смертности шелкопряда от вирусной инфекции обусловлен снижением его резистентности, вследствие чего возрастает интенсивность активации латентной вирусной инфекции [Веггутап, 1988, Ильиных и др, 1995] Подтверждением того, что с развитием вспышки резистентность непарного шелкопряда к ВЯП снижается служат результаты опытов по определению чувствительности непарного шелкопряда к экспериментальному заражению ВЯП в различные фазы популяционного цикла Исследования показали, что концентрация вируса, вызывающая гибель 50% зараженных гусениц (ЛК50), была различной и зависела от фазы популяционного цикла Для гусениц из растущих популяций характерна наиболее высокая ЛКю (^ЛКчо 7,4 ± 0,58), из деградирующих очагов - наиболее низкая (^ ЛК50 5,0 ± 0,41, Р< 0,01), т е чувствительность шелкопряда к ВЯП в период роста численности была минимальной, в период кризиса - максимальной В то же время чувствительность шелкопряда к инфекции в фазе депрессии была меньше, чем в фазе кризиса, но выше чем в двух других фазах вспышки массового размножения

Образцы ДНК изолятов вируса непарного шелкопряда, выделенные из насекомых, собранных в названных попутациях в различные фазы вспышки, заметно различались по способности к гибридизации с разными олигонуклеотидами (рис 3) Наиболее высокая гибридизационная активность вирусных ДНК наблюдалась по отношению к зонду Р4, соответствующему высококонсервативному гомологичному району генома вируса - в реакцию вступали 88,8 ±39% проб Судя по результатам реакции, этот участок генома вируса присутствует у абсочютного большинства исследованных изолятов Достоверно ниже (р < 0 001) был удельный вес изолятов, гибридизующихся с зондом РЗ (63,2 ±59 %) комплементарным консервативной области гена ДНК-полимеразы вируса, и зондами Р1 и Р2 (54,4 ± 6,1 %), соответствующими вариабельному гену полиэдрина вируса Мы сравнили гибридизационную активность изолятов с олигоиуклеотидными зондами, в зависимости от

фазы вспышки непарного шелкопряда, в который были выделены изоляты, по количеству (%) положительных ответов от максимально возможных в реакции с четырмя зондами. Анализ показал, что в фазе роста численности насекомого изоляты отличались высокой гибридизационной активностью (91,6 ± 7,4 %) - подавляющее количество изолятов гибридизовалось со всеми зондами, что говорит об их генетической гомогенности. В фазе собственно вспышки и, особенно, деградации численности гибридизационная активность изолятов была достоверно ниже. Положительных ответов здесь получено лишь 52,2 ± 10,6 % и 37,! ± 8,6 % (р < 0,01; < 0,001), соответственно. При этом снижение частоты гибридизации отмечалось, в основном, в реакциях с зондами Р1 - РЗ . По-видимому, изоляты, выделенные в эти периоды цикла насекомого, обладали высокой гетерогенностью, в связи с чем и гибридизовались с меньшим числом зондов. Следует заметить, что, хотя различия в гибридизационной активности между изолятами вируса, выделенными в популяциях с максимальной численностью насекомого и в разрежающихся популяциях, недостоверны (р > 0,05), тенденция снижения гибридизационной активности вируса, отражающая увеличение генетического полиморфизма патогена в динамике вспышки массового размножения насекомого, явно прослеживается.

Рис. 3. Гибридизуемость ДНК штаммов вируса с олигонуклеотидными зондами (Р1-Р4) соответствующим различным областям его генома. *-отличия по активности в сравнении с другими олигонуклеотидами (Р<0,001).

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о сопряженной изменчивости геномов ВЯЛ и чувствительности непарного шелкопряда к вирусу, обусловленной фазами вспышки массового размножения насекомого. После достижения популяцией насекомых максимальной численности отмечается достоверное (по сравнению с фазой роста численности) увеличение их чувствительности к вирусу и одновременно снижается гибридизационная активность изолятов ВЯП, что является следствием роста генетического полиморфизма вируса. Такая тенденция сохраняется в динамике вспышки и достигает максимального выражения в фазе ее кризиса. Наиболее вероятным объяснением выявленного феномена следует признать, на наш взгляд, то обстоятельство, что в период роста численности насекомых, когда их жизнеспособность максимальная и, соответственно, максимальна резистентность к патогенам, происходит селекция высоковирулентных штаммов вируса, способных преодолеть резистентность. Подобные высоковирулентные штаммы высокогомогенны по генетической структуре и в наибольшей степени соответствуют эталонному штамму. По мере развития

очаюв уменьшаются жизнеспособность насекомых и их резистентность, что сопровождается ростом гетерогенности вирусной популяции за счет уве чтения в ее составе количества изолятов с умеренной и низкой вирулентностью В фазе деградации численности спектр изолятов по вирулентности, по-видимому, достигает максимума, и тем самым генетический полиморфизм вируснои популяции становится максимальным Эти предположен! м подтверждаются нашими данными о характере изменения чувствительности насекомых к вирусу - в фазе деградации чувствительность шелкопряда к вирусу достигает максимальных значений Следовательно, низкая резистентность насекомых в данный период может способствовать распространению среди них изочягов вируса с различной вирулентностью, т е росту гетерогенности вирусной популяции, что согласуется с результатами гибридизации

Полученные результаты указывают на взаимосвязь динамики популяций непарного шелкопряда и вируса ядерного полиэдроза с состоянием кормовых растении Влияние вирусной инфекции на размер популяций насекомого зависит от их жизнеспособности, связанной с фазами популяционной динамики и уровнем дефолиации растений, что, в свою очередь, обусловливает генетический полиморфизм популяций вируса Вероятно, в популяциях шелкопряда в каждой из фаз вспышки циркулируют все, выявленные нами, генетически отличающиеся штаммы вируса, однако в фазе роста численности насекомого репродукция вируса подавляется, особенно штаммов с низкой вирулентностью В фазе кризиса, когда резистентность насекомых резко снижается, спектр н интенсивность репродуцирующихся штаммов увеличиваются и, соответственно, возрастает смертность от вирусной ннфекщш насекомых Это свидетельствует о том что в таяние вируса ядерного полиэдроза на размеры популяции непарного шелкопряда определяется не только насыщенностью его популяций вирусом, но и уровнем резистентности насекомых к инфекции

Влияние дефолиации кормового растения на активность дстоксицируюшвх н аитиоксидантиых ферментов средней кишки непарного шелкопряда.

Существенное значение в функционировании кишечника насекомых, и, в частности, в их резистентности против патогенов имеют детоксицирующая и антиоксидантная системы Особенно это выражено при потреблении корма, содержащего большое количество токсических и неусвояемых ксенобиотиков, например аллелохемиков растений (Бахвалов и др , 2005) Последние способны образовывать в кишечнике высокореакционные радикалы Верояшо, активность этих систем влияет на инфекционность различных патогенов, в том числе вирусов, при их проникновении в кишечник насекомых вместе с кормом, содержащим в высокой концентрации ачлелохемики

В наших исследованиях выращивание инфицированных вирусом и интакгных гусениц непарного шелкопряда на листьях, дефолиированных деревьев на 75% и 100% приводило к 1,52 кратному снижению активности неспецифических эстераз (ИЭ) в средней кишке насекомых При этом в кишечнике гусениц, инфицированных ВЯП, активность эстераз снижалась больше, чем в кишечнике интактных гусениц (Р<0,05) Кроме того у интактных и инфицированных гусениц увеличивалось соотношение КЭБЛ-ТУШ (отношение окисченных тиолов к восстановленным) и наблюдалось снижение массы гусениц По - видимому, снижение активности НЭ в среднем кишечнике гусениц происходит в результате того, что при дефолиации березы в ее листве синтезируются ряд вторичных метаболитов, которые оказывают ингибирующее действие на эту группу ферментов Возможно, совместно с вирусом это действие еще больше усиливается Имеются работы, свидетельствующие об ингибирующем действия растительных метаболитов на НЭ [7ипИте1кк1, ЛШатеп-ТпИо, 2000, Микап§апуаша е1 а!, 2003] В результате насекомое в большей степени подвержено воздействию вторичных метаболитов растения вследствие снижения интенсивности процессов их детоксикации

Ингибирование активности эстераз при питании фитофага на ранее дефолмироваином растений может иметь практическое значение, поскольку известно, что НЭ ответственны за устойчивость насекомого к некоторым инсектицидам, содержащим эфирные связи [Амирханов, Соколянская 1992, Ытаауа. 1993, СНао й а1, 1999] Можно предположить, что

гусеницы непарного шелкопряда, развивающиеся на поврежденных растениях могут быть более чувствительны к действию химических препаратов. Исходя из полученных результатов, мы также не исключаем, что такие гусеницы будут более чувствительны к ВЯП, поскольку совместное действие аллелохемиков и ВЯП приводит, как минимум, к аддитивному эффекту -существенному снижению активности эстераз.

кислота + ВЯП

Рис. 4, Соотношение окисленных и восстановленных тиолов (К^БК/КЭШ и активность каталазы в кишечнике инфицированных ВЯП и интактных гусениц, развивающихся на листьях с добавлением таниновой кислоты. *-достов. рази.с контролем (Р<0,05)

Увеличение соотношения ГЖК/КЗН при развитии инфицированных и интактных гусениц на листьях деревьев, подвергшихся дефолиации, вероятно, является следствием увеличения генерации активных кислородных метаболитов (АКМ) в просвете среднего отдела кишечника насекомого. Это может происходить вследствие изменения состава вторичных метаболитов в тканях дефолиированкого растения и снижать пригодность растения для фитофага. Так, явление «окислительного стресса» наблюдали в средней кишке непарного шелкопряда при смене предпочитаемого кормового растения (дуб) на менее предпочитаемое растение (акация) [Репс-Ма1ап^а е! а1., 1997]. Это, по мнению авторов этого исследования, происходило в результате увеличения содержания алкалоидов и флавоноидов в корме. Генерация АКМ в просвете кишечника также может являться причиной снижения активности НЭ в эпителии средней кишки. Снижение активности каталазы и увеличение соотношения окисленных и восстановленных тиолов в средней кишке непарного шелкопряда выявлено нами при выращивании инфицированных и интактных гусениц на листьях, обработанных таниновой кислотой (рис. 4). Это подтверждает предположение о том, что таниновая кислота, содержание которой

увеличивается в листьях березы после дефолиации [Кайашепн е( а!., 1998], может усиливать генерацию АКМ в просвете кишечника насекомого, питающегося листвой березы. По-видимому, в просвете кишечника в процессе окисления таниновой кислоты образуются промежуточные продукты, которые способны повреждать многие биологические мишени. Вероятно, в результате этого происходит повреждение и вирусных частиц, которые также присутствуют в средней кишке при инфицировании насекомого.

Оценивая полученные результаты можно утверждать, что снижение активности одного из ключевых антиоксидантных ферментов - каталазы, ответственной за общее количество Н203 в межклеточном пространстве организма насекомого, приводит

к увеличению количества окисленных тиолов Как следствие, происходит снижение риска возникновения «окислительного стресса» за счет нейтрализации перекисного окисления липидов и других высокореакционных соединений Иными словами можно говорить о своеобразном перераспределении «натрузки» между ферментативными и иеферментативными антиоксидантами

Содержание и динамика алчелохемиков в листве дефолиированных деревьев и нх влияние ил развитие непарного шелкопряда

При исследовании содержат« алчелохемиков в листве интактных и поврежденных берез нами показано, что содержание оксибензойных кислот и простых полифенолов, уменьшатось в листьях деревьев через год после искусственной дефолиации В то же время содержание этих аллелохечиков в листьях через 30 суток после искусственной дефолиации и через год посте объедания шелкопрядом даже несколько увеличивалось [Шульц и др, 2004 Бахвалов и др 2006] Однако продукция этих соединении мало связана с дефолиацией, поскольку они относятся к промежуточным соединениям биосинтеза более сложных структур, поэтому их количество в листве весьма вариабельно [Spnngob et al, 2003]

Реакция растений на потерю зеленой массы сопровождалась увеличением содержания жирных кислот и жирных спиртов суммарных липидных фракции Всего в общем липидном экстракте идентифицировано 11 кислот В листьях деревьев через 1 год после искусственной дефолнашш и через 30 суюк после объедания шелкопрядом увеличивалось содержание насыщенных кислот Кроме того, при формировании новых листьев после искусственной дефолиации происходит десатурация жирных кислот, то есть образование новых двойных связей В листьях растений, подвергающихся естественной дефолиации, высоко содержание короткоцепочных насыщенных жирных, а также триеновых кислот по отношению к контролю [Шульц и др , 2004 Бахвалов и др , 2006] Можно предположить, что биохимическая адаптация при дефолиации регулируется с помощью синтеза полиненасыщенных кислот, а также за счет образования жирных кислот с короткой утлеродноп цепью

Общее содержание стеринов и тритерпенов составляло 0 35-0 46 % Основным компонентом фракции стеринов во всех исследованных образцах листьев являлся ß-ситостерин, содержание которого в образцах экстрактов растений, подвершшхея дефолиации, снижалось (Р < 0 05), а 1лавным компонентом тритерпеновых соединений был тритерпен 1 Содержание свободных флавонондов и флавоноидных гдикозидов в тистьях не изменялось через 30 суток и уменьшалось через год посче искусственных повреждений Однако через год после объедания деревьев шелкопрядом содержание этих соединений в листве значительно увеличивалось что коррелировало с падением жизнеспособности насекомых и деградацией численности популяции Наибольшим содержанием флавонондов отличались экстракты растений, подвергнутых естественной дефолиации Общая сумма фпавоноидов в экстрактах листьев берез составляла 2 67-3 47% Колоночной хроматографией экстрактов выделено 6 индивидуальных флавонов, 2 фтаванона и флаванонол Интерес представляет обнаружение и выделение из экстрактов 3-мстоксифлавона и 3- гидрокенфлаванонола По данным Запрометова [1993], потиметоксифлавоны относятся к соединениям, делающим растения устойчивыми к патогенным грибам, например к Pemcdtium digitatum и видам Geotrtchum Соотношение основных флавонондов в экстрактах резко различалось В некоторых образцах увеличивалось содержание флаванонов (до 30-34% от суммы экстрактивных веществ по сравнению с их содержанием в контрольных образцах ~ 12%) При дефолиации также возрастало содержание флаванонола Содержание основных флавонов снижалось в растениях, подвергшихся дефолиации (от 60 до 20%)

Отношение флавонондов к общему содержанию фенольных компонентов варьировало в пределах 7-17 % Содержание флавонондов значительно выше (Р < 0,05) в листьях растений через 1 год после искусственной дефолиации и после повреждения растений шелкопрядом (Р <

0,01) по сравнению с контролем Эти результаты представляют интерес в связи данными, приведенными в некоторых работах но содержанию анюцианов, проантоцианидинов и галлогакинов в листьях берез, устойчивых к объеданию насекомыми [Thompson, 1988, ObSipova et al ,2001]

Как мы уже отмечали, различия в динамике аллелохемиков в листьях искусственно дефолированных деревьев и в листьях деревьев объеденных шелкопрядом в какой-то степени могут быть обусловлены различным характером дефолиации Искусственная аефолиацня производилась в течение I - 2-х часов и сразу rio всей кроне в то время как объедание насекомыми происходило в течение примерно 15 дней, причем, сначала насекомые объедали, в основном, верхнюю часть кроны, а затем нижнюю Кроме того, при объедании чиегьеь (хвои) насекомыми их слюна выступает индукгором биохимических реакции в растениях, продукты которых отрицательно действуют на пищеварение насекомых (Мартемьянов, Бахвалов, 2006)

Основываясь па полученных данных можно предположить, что существует связь между повышенным содержанием флавоноидов в листьях сильно поврежденных деревьев и падением жизнеспособности насекомых, развивающихся на этих деревьях, что способствует уменьшению размеров популяции филлофага В чигературе имеется много весьма неоднозначных сведений о влиянии фенотьных соединений, в том числе и флавоноидов, на развитие различных видов насекомых, хотя существенное значение их в резистентности растений признается многими авторами [Foster et al, 1992, Gruppe, 1993 Lyytikamen, 1994 Roth et ai, 1994 1997, Оыег, Liiidroth, 1995 Музаюва 2000, Hemming et al, 2001, Lili, et al 2001 Tikkanen, Julkuneii - Tntto, 2003]

Выявленные нами изменения в содержании вторичных метаботнтов происходят в тис1ьях деревьев только чьрез год посче их дефолиации Ого свидетельствует, что по изученным нами показателям нам не удалось обнаружить у березы реакщпо быстроп индуцированной резистентности, наступающую у деревьев в сезои нанесения повреждений, как об этом сообщают некоторые авторы [Ратту et д! 2003] В то же время, реакция замедленной индуцированной резистентности, наступающая па следующий год после нанесения повреждений, выявлена как при искусственной так и при естественной дефолиации Многие авторы полагают, что реакция замедленной индуцированной резистентности у деревьев возможно, имеет решающее значение в химической защите растений от нлекомых-фшлофагов [Kaitaniemi et al, 1998, Parry et al, 2003] Исходя из приведенных выше результатов, свидетельствующих о важно» роли некоторых флавоноидов и танинов в резистентности древостоев, мы провели изучение динамики важнейших флавоноидов (флавонотов и катехинов) и танинов в листьях искусственно поврежденных деревьев В результате было выявлено что в листьях деревьев полностью дефолиированных в предыдущем году, содержание флавонолов не меняется, а танинов хотя и увеличивается, но не достигает достоверных зпаченнй (рис 5) В то же время количество катехинов возрастает Характерной особенноаью является то, что в листьях всех поврежденных деревьев резко возрастает вариабельность содержания всех определяемых фешльных соединений Так, коэффициент вариации содержания флавонолов в листьях контрольных деревьев составляет 13,8, а в листьях поврежденных

- 54,7 При этом размах показателей количества этих веществ в контроле равняется 32,2%, а в опыте - 101% Соответствующие показатели для катехинов составляют 10,8 и 26,0, размах 35,5% и 135,6%, а для танинов 20,4 п 32,7 при размахе 41,5% и 137,5%

Таким образом, полная дефолиация березовых древостоев вызывает повышение количества катехинов в листьях и резко увеличивает вариабельность в содержании

Рис. 5. Содержание флавоноидов и танинов в листьях дефолиированных и интактных деревьев *-различия в опыте и контроле достоверны для Р<0,05

флавонолов, катехинов и танинов в листьях поврежденных деревьев, что свидетельствует о значительных индивидуальных различиях в реакции деревьев на дефолиацию.

Взаимоотношения в системе: «растение-насекомое-внрус» и возможности их использования в регуляции численности насекомых

Широкие исследования вирусов насекомых и, в частности, бакуловирусов, начавшиеся во всем мире в середине прошлого столетия, были обусловлены, главным образом, перспективами применения этих патогенов для управления численностью массовых видов насекомых [Штейнхауз 1952; Bird, ¡964; Smith, 1967; Stairs, 1973; Falcon, 1976].

Высокая специфичность, сравнительно низкие дозы применения и высокая биологическая эффективность вирусных энгомопато генных препаратов представлялись на начальных этапах их применения несомненной гарантией блестящих перспектив [Tañada, 1959; Гулий, Голосова, 1975; Воробьева, 1976; Рауле, 1982; Entwistle, Evans, 1985].

Один из первых отечественных вирусных препаратов; «Вирин-Диприон», созданный на основе ВЯЛ кишечного типа уже в течение нескольких десятилетий является высокоэффективным и наиболее востребованным вирусным препаратом в лесозащите России. Однако, как показал опыт, дозы этого препарата, регламентированные техническими условиями при его регистрации часто оказывались недостаточными для эффективного подавления популяций рыжего соснового пилильщика [Бахвалов, Жимерикин, 2003].

Исследования показали, что в экспериментальных условиях обработка хвои сосны дозой препарата, эквивалентной 10 мл/га, вызывает гибель 50% личинок пилильщика 1-2 возраста на 5-6 день (JITjo), а 90%- на 8 - 9 день. Защитный эффект по объеданию крон при внесении такой дозы в насаждения очень высокий - потери хвои не превышают 10%, при уровне заселенности насаждений насекомыми способными вызвать сильное (не менее 75%), или сплошное (до 100%) объедание. Эти данные подтверждают ранее полученные результаты, на основе которых и были разработаны рекомендации по дозировке препарата при обработках заселенных пилильщиком лесонасаждений. Если же обработку корма указанной дозой проводить во 2 - 3 -м возрастах личинок, то гибель 50% насекомых происходит только на 9 - 10 день, а 90% на 1314 день. Потери хвои в очагах массового размножения насекомого при аналогичной заселенности и обработке их названной дозой препарата составляют уже 30 - 40%. Обработка

насаждений с высокой заселенностью пилильщика (не менее 75% дефолиации) дозой Юмл/га в 3 - 4 - м возрастах личинок по - существу уже бесполезна, поскольку в этом случае потери ассимиляционного аппарата растениями в очагах бгшзки к потерям в необработанных насаждениях Только в первых двух возрастах личинок Ж» препарата ниже рекомендуемой для обработок дозы в 10 мл/га, а ЛТ50 составляет несколько дней Начиная с 3-го возраста чувствительность насекомых к препарату резко снижается и в последних двз'х возрастах она уже более, чем в 50 раз ниже, чем в первых двух Соответственно увеличивается и ЛТ5и Если при обработке корма в период, когда личинки находятся в 1-2 возрасте, этот показатель сос1авляет 5,8 дня, то при обработке в период но1да личинки находятся в 3 - 4 возрасте, он равняется 10,4 дня, а ЛК51) препарата увеличивается почти в 10 раз Опыт свидетельствует также, что обработка насаждений против лесных насекомых, и, в частности, против рыжего сосиовою пилильщика в нашей стране проводится в эруптивнои фазе вспышки насекомого, когда вероятность достижения удовтетворшельных результатов защитных мероприятий снижается Повышение дозы препарата, вносимого на единицу площади, в этом случае также способстьует получению более надежного защитного эффекта В то же время анализ литературы показывает, что проведение обработок лесных насаждений, засеченных вредителями на средних и низках уровнях численности, привлекает все больше сторонников среди специалистов по защите леса [Рос^\уа11е с! а1, 1993, Яеагёоп, Podgwalte, 1994] Такие обработки позволяют предотвратить расширение очагов массового размножения насекомых ити прекрашть вспышку численности, а в случае неудовлетворительной эффективности наносимые насаждениям повреждения не являются катастрофическими И хотя из-за более низкой чувствитечьности насекомых к инсектицидам, особенно биологическим, в продромальной фазе вспышки удельный расход препаратов увечичивается, в конечном счете, он ниже, чем при обработках очагов в эруптивной фазе вспышки численности Наряду с тенденцией к подавлению численности попутяций вредителей на низких и средних уровнях численности в зарубежных странах отмечается тенденция по увеличению доз вирусных препаратов вносимых в насаждения [СшишщЬат й а1, 1993 Рот, Лтат, 1988 Ое1егтегс1 а1 1986 01о№аска - Рйо1, 1986 Рос!£Д¥айе е1 а! 1993, Кеагскт, Ро<^'Л'а11е 1494] Эти тенденции по нашему мнению, отражают новый подход к биологической защите леса вирусными препаратами Начиная с 80-х тдов рекомендуемые дозы для обработок лесонасаждений вирусными препаратами в мировой практике выросли по-сравнению с 60 - 70- ми годами прошлого века примерно в 10 раз Связано это с рядом причин, в том числе н с теми, о которых шла речь выше а также с тем что не оправдались надежды на широкое развитие эпизоотий насекомых после обработок насаждений вирусными препаратами В большинстве счучаев вирусные препараты действуют как обычные инсектициды т е в обработанные препаратом насаждениях гибнут только те особи, которые были инфицированы внесенным патогеном Инфицирование насекомых новым поколением вируса, как показывают исследования не имеет существенного значения для их популяции в год проведения защитных мероприятий

Таким образом, полученные нами данные как и результаты исследовании других авторов свидетельствуют, что обработка сосняков против рыжего сосиовою пилильщика при его численности способной вызвать не более 50% повреждений в период нахождения ботьшинства личинок во втором и третьем возрастах, может быть рекомендована, как наиболее оптимальная Поскопьку в этот период поцуляцноиного цикла насекомые более устойчивы против патогенов, чем в конце эруптивной фазе вспышки, то рекомендуемое нами повышение дозы до 50 мл на 1 га также необходимо для преодоления этой устойчивости Несмотря на повышение затрат на проведение защитных мероприятий в связи с рекомендуемым увеличением дозы вирусного препарата их стоимость тишь приблизится к стоимости обработок очагов пиретроидными препаратами Реализация представленных

рекомендаций по применению вирусного препарата «Вирин -Диприон» в известной мере означает новый подход к применению вирусного препарата и будет способствовать повышению эффективности защиты сосняков против рыжего соснового пилильщика

Биопрепараты созданные на основе бак5ловирусов, вызывающих генерализованные

инфекции, оказались менее эффективными, хотя в ряде случаев они успешно использовались для снижения численности популяций шелкопряда-монашенки и сибирского шелкопряда [Барановский, 1989, Бахвалов, 1995] Главные их недостатки - сравнительно низкая вирулентность вирусов, на основе которых созданы препараты, и длительный инкубационный период инфекции, вследствие чего насекомые успевают до гибели нанести существенные повреждения древостоям Преодоление этих недостатков возможно посредством многократного уветичения дозы вносимого в насаждения препарата, что влечет за собой такое же увеличение стоимости препарата и, соответственно, защитных мероприятий Однако высокая стоимость препаратов делает их нерентабельными [Viral insect 1989, Moscardi, 1999] Кроме того, оказались несостоятельными надежды на быструю инициацию массовых эпизоотий в популяциях фитофагов после внесения вирусных и других микробиологических препаратов в отдельные участки насаждений, заселенных вредителями Создание искусственных эпизоотий считалось важнейшим достоинством и наиболее перспективным направлением в применении микробиопрепаратов [Талалаев, 1958 б, 1965, Tañada, 1959 Орловская, 1961, Ворончихина, Полтев, 1964, Гулий, Голосова, 1975, Воробьева, 1976, Ignoffo, 1978, Гулий и др, 1982, Huber, 1988] Однако с развитием биологических методов защиты растений эти надежда, как и некоторые другие перспективы применения биопрепаратов, не оправдались Частые случаи низкой эффективности применения микробиопрепаратов, особенно препаратов на основе бакуловирусов генерализованного типа, вызывали справедливые нарекания практиков и порождали недоверие к этим препаратам Уровень горизонтальной передачи вирусов в популяциях насекомых не обеспечивал ожидаемого возникновения эпизоотий в сопредельных с обработанными препаратами участках насаждений в сезон обработки, поэтому необходима была тотальная обработка заселенных филлофагами массивов Кроме того, теоретически обоснованные дозы препаратов, вносимых на единицу площади, оказались в большинстве случаев заниженными Опыт показал, что дозы должны быть значительно увеличены Так, например, согласно инструкции по применению вирусного препарата Вирин - ЭНШ, на 1 га насаждений необходимо было вносить 100 г препарата (1011 полиэдров вируса) Фактически для достижения нужной эффективности эту дозу нужно увеличить не менее, чем в десять раз [Бахвалов и др, 1999] Например, в США препарат <<Джипчек, аналогичный препарату «Вирин-ЭНШ» рекомендуется использовать в дозе 1,25х 1012 пол/ га [Cunningham, 1995] Вполне закономерно, что повышение доз резко увеличивало стоимость обработок

Одной из причин критического отношения к вирусным препаратам являлась их высокая видоспецифичность В данном случае экологическая безопасность сталкивается с экономическими интересами Экономически более выгодно использовать биологические или химические инсектициды, обладающие широким спектром действия Все это привело к тому, что, начиная с середины 80-х гг прошлого столетия, оптимизм, связанный с использованием вирусных энтомопатогенных препаратов, сменился определенным пессимизмом, повлекшим за собой снижение объемов производства и применения вирусных препаратов в ряде экономически развитых стран мира, в том числе и в России [Payne, 1989, Viral insecticides 1989, Бахвалов, 1995] Поэтому, несмотря на определенные успехи в использовании вирусных препаратов в защите леса, на современном этапе развития теории и практики управления численностью популяций лесных фнллофагов требуется значительно повысить качество препаратов и стратегию нх применения

Перспективы использования биопрепаратов, в том числе и вирусных, для управчения численностью насекомых в современных условиях неоднократно обсуждались в литературе, и уже сделаны практические шаги по качественному улучшению производимых вирусных препаратов и их применению в ряде зарубежных стран [Webb et al, 1999, Lacey et al, 2001, Okuno et al, 2003] Повышение эффективности биопрепаратов должно осуществляться по нескольким направлениям Одним из таких направ тений является работа со штаммами вирусов, на основе которых создаются препараты Необходим постоянный поиск в естественных популяциях насекомых штаммов вирусов с высокой вирулентностью, которые в течение некоторого времени способны сохранять эту вирулентность при наработке на их

основе препаратов За рубежом уже давно исследуется возможность использования в биопрепаратах рекомбииантных бакуловирусов, способных существенно увеличить эффективность препаратов [Vlak, 1988 Wood Hughes, 1996, Posse et al, 1997, Hails et a!, 2002] В ряде случаев, рекомбинантные бакуловирусм значительно уменьшали время наступления гибели, устраняя такой недостаток их применения, как длительный латентный период [Moscardi, 1999] Обнадеживающие резу штаты получены при полевых испытаниях генетически модифицированною ВЯП против непарного шелкопряда [D Amico et al, 1999] Еще одним направлением повышения эффективности биопрепаратов является радикальное улучшение рецептурной форчучы создаваемых препаратов за счет введения различных адъювантов (усилителей эффективности препаратов) В обеспечении биолошческой эффективности препарата его состав имеет не меньшее значение, чем вирутентность патогена, являющегося основой препарата Помимо вируса в состав препарата вводятся протекторы, защищающие вирус от УФ-радиации, прилипав чп, обеспечивающие его фиксацию на поверхности обрабатываемого субстрата, фагостимуляторы, способствующие более полному и быстрому поеданию инфицированного субстрата насекомыми УФ-радиация - самый мощный фактор инактивации бакуловирусов В последние годы в качестве протекторов от УФ-лучей стали использовать так называемые оптические просветчители - стилбеновые соединения (Tinopal, Blankophor, Leucophor, Phorwite и др ) fWebb et al, 1996 Shapiro, Argauer 1997, Li, Otvos, 1999, Monobrullah, 2003] Этн соединения поглощают энергию УФ-свега, обеспечивая защиту бакуловирусов от разрушения Добавтение Leucophor BS (BSB), Phorwite AR (RKH) и Tmopal LPW к ВЯП непарного шелкопряда обеспечило снижение ЛК50 на три порядка, a JITvi в два раза [Shapiro, Robertson, 1992] В качестве адъювантов ммут выступать ингредиенты, способствующие уветнчешпо проницаемости клеточных мембран насекомых дтя вируса Примером может служить диметичсульфоксид (ДМСО), добавление которого к бакуловирусам увеличивало их активность [Штерншис, 1995] Показана перспективность введения фермента хипшазы в вирусные препараты на основе ВГ и ВЯП [Штерншис, 2001] Фермент разрушает хитин перитрофической мембраны, усиливая проникновение вируса При добавлении хитиназы к ВЯП непарного шелкопряда американские ученые наблюдали снижение JIK^i [Shapiro et al, 1987] Проводятся испытания по введешпо в вирусные препараты соединений, ингибирующих транспорт анионов и катионов, а также ингибиторов активности карбоангидраз в клетках тест-насекомых [Shapiro, 2001 2002] Некоторые из этих соединении повышали вирусную активность, существенно уменьшая JIK5o вируса, что дает возможность рассматривать их как потенциальных усилителей эффективности вирусных препаратов

Как показали наши исследования, весьма перспективным направлением в повышении эффективности вирусных препаратов можег стать введение в их состав соединений растительного происхождештя, участвующих в естественных механизмах, обусловливающих устойчивость растений к насекомым В первую очередь это аллечохемики, действующие на насекомых как токсины, антифиданш и антинутриенты Среди них важнейшее значение принадлежит фенольным соединениям и алкалоидам [Запрометов, 1993, Telton, Gtehouse, 1996 Kaitaniemi, et al, 1998, Bemays E <\, Chapman, 2000] В наших опытах по выращиванию непарного шелкопряда на листве березы, обработанной ВЯП и растительными экстрактами из оченьего мха (Cladoma) и других растений, содержащих фенольные соединения в концентрации 0,1%, установлено снижение массы гусениц и куколок, уменьшение кодачества самок, увеличение общей смертности насекомых и их смертности от полиэдроза Это согласуется с данными по повышению активности ВЯП непарного шелкопряда при добавлении растительного экстракта, содержащего тритерпеновые соединения [Cook et al 1996] Важным направлением в улучшении эффективности биопрепаратов следует признать совместное применение нескольких энтомопатогенных препаратов, гчавным образом вирусных и бактериальных [Schonherr, Ketterer, 1979 Novotny 1988, Барановский, 1989, Кизирия, 1992, Langenbruch, 1994 Payne et al, 1996] Возможно, чго создание комплексною биопрепарата на основе нескольких микроорганизмов окажется перспективным направлением использования энтомопатогенных вирусов для управления численностью лесных насекомых Внимание исследователей при создании таких препаратов, по нашему мнению, должно быть

сосредоточено в первую очередь на изучении возможности интерференции действия микроорганизмов и соотношении их доз в препарате Наконец, необходимы существенные изменения в стратегии и технологии применения вирусных препаратов Исследования многих авторов за рубежом свидетельствуют, что наиболее эффективным способом применения биопрепаратов является их использование в системе интегрированной защиты леса [Франц, Криг, 1984, Ahmed, Leather, 1994, Goyer, 1991, Langenbruch, 1994, Otvos, Shepherd, 1991, ßatm et al, 2002] Итерированные системы направлены на максимальное использование естественных регулирующих механизмов лесных экосистем совместно с различными искусственными формами управления численностью одного вида насекомого или их комплекса Одним из важных условий внедрения интегрированных систем управления чистенностью лесных насекомых является постоянный мониторинг видов, способных давать вспышки массового размножения К сожалению, в лесном хозяйстве России рафабозка этих систем, практически не проводится Однако стратегия применения вирусных препаратов и вне интегрированных систем также дотжил меняться Сущность изменений в применения энтомопатогенных вирусных препаратов заключается в дифференцированном подходе к подавлению ими различных популяций рредитетей Рекомендуемые сейчас дозы внесения биопрепаратов в насаждения являются стабильными и определяются ТУ при их регистрации Таким образом, количество вносимою патогена в очага массовою размножения вредителей независимо от фазы развития очага и плотности насекочих в нем остается постоянным на протяжении всею периода применения препарата Между тем нами и другими нсечедователями показана высокая вариабельность чувствительности насечомых на различных фазах популяционного пикта к патогенам, в том чнете и к вирусам [Ьахвалов, 1989 1992, Марченко, Бмельянчик, 1981] Следовательно, дозы биопрепаратов необходимо корректировать в зависимости от фазы развития очага размножения насекомого В начальный период развития очага массового размножения чувствитетыюсть насекомых к инсектицидам, особенно биотогическим, гораздо ниже, чем позднее поэтому при подавлении таких очаюв дозы препаратов должны быть увеличены Так, например для непарного шеткопряда и шеткопряда-монашенки разница в чувствию гьности гусениц 2- ю возраста к вирусу ядерного иолюдроза в продромальной фазе вспышки и в конце, эруптивной фа)ы достигает двух порядков [Бахвалов, 1995] Обычно рекомендуемые дозы внесения отечественных препаратов в насаждения ориентированы на субкрнтическую «ш критическую пчошоегь насекомых, что соответствует, примерно, середине эруптивной фазы вспышки, когда угроза повреждения древостоев составляет 50 - 75% Поэтому, при необходимости подавления очагов в началгныи период их развития дозу препарата необходимо увенчивать в несколько раз В развитых странах Бвропьг и Америки подавление популяций лесных фмлофагов обычно начинается на ранних стадиях формирования очагоь массовсчо рашножения, когда угроза повреждений сравнитетыю невысокая [Cunningham, 1982, Otvob, Shepherd, 1991 Cunningham et al, 1997] По принятой в нашей стране шкате радагтия вспышек массового размножения это соответствует примерно второй потовине продромальнои фазы вспышки В нашен лесозащштюй пракгике обычным является проведение лесозащитных мероприятий в начале и середине, а нередко и в конце фазы собственно вспышки и даже в фазе деградации очагов массового размножения Проведенные нами исследования в нескольких популяциях непарного шелкопряда и рыжего соснового пилильщика показывают, что подавление очаюв массового размножения насекомых вирусными препаратами может быть успешным в самом начале их формирования Гтавньгм условием этого является необходимость увеличения обычно применяемых доз ггрепаратов не менее, чем в десять раз Несмотря на это, стоимость защитных мероприятий за счет небольших площадей формирующихся очагов ниже, чем подавление уже сформировавшихся очагов По сути, речь идет о профилактически защитных мероприятиях Мы проводит подавление зарождающихся очагов вредителей вирусными препаратами в период, когда уровень вероятных повреждений древостоев насекомыми не превышал 15-20% Очаги непарного шелкопряда в естественных березняках Новосибирской области были обработаны препаратом « Виршг-НШ», а очаги рыжего соснового пилильщика в искусственных сосняках Волгоградской и Ростовской обтастей - препаратом «Вирин-

Днпрнон» При проведении обработок насаждении, засеченных непарным шелкопрядом, абсолютное большинство яйцекладок обрабатывалась вирусным препаратом В табл 6 представлены полученные в от их опытах результаты На двух участках, куда вносился Вирин -НШ в дозе 1,9 х 10'2 пол /га, не произошло снижения численности шелкопряда В ювепильных фазах развития набтюдался низкий уровень гибели насекомых от полшдроза и других причин, не превышающий 33,2% Осенний учет по яйцекладкам показал, что количество яппекладок на этих участках выросло в несколько раз

Таблица ъ

Динамика чистснности насекомых в насаждениях после их обработки вирусными препаратами

Насекомое Препарат Плотность №№ Кочнчество Птопюсгь Коэффициент

//фаза //пло- насеко- мы\ уча- препарата насеко- мых размпо жения

развития в щадь перед обра- ст- полиэдр/га) посте обрабо-

период (га) боткой ков 1 кщяицекладок

обработки (тйцекладох ини гнезд на 1м) х 102 ити гнезд на 1 га) х 10:

4,01 Л 0,37 1 1,9 хТо11 13,8 ±0,83 3,44

Непарный Вирин- 3,94 * 0 36 2 1,9 х Ю'~ 12,3 ±0 90 3,12

шелкопряд НШ //45 5 81 ±0 44 3 5,7 х Ю12 2,4 * 0,26 0 41

// яйца 5,66 ±0,39 4 5,7 х 10" 3,0 ±0, 12 0,53

Конг 3,97 ±0,32 5 11 9 ± 0,72 2,99

роль//12

Рыжип 3 90 ± 0 41 1 1 Ох 10й 1,34 ±0,14 0,34

сосновый Вирин- Тбб ± 0,29 2 10x10й 1,10±0 19 0,30

пилильщик Дпприон 4,09 ±0 31 3 5,0 х 10" 1,42 ±011 0 34

//личинки //74 4,12 ±0,40 4 5,0 х 10" 0,98 = 0 08 0,23

Конт 4 16 ±0,23 5 - 12,0 + 0,88 2,88

роль//16

Такой же рост наблютался и в контрольных насаждениях Это свидетельствовано о том, что обработка этих участков вирусным препаратом не предотвратила вспышку размножения насекомого На двух других участках, 1де доза вносимою в насаждения «Вирин-НШ» быта в несколько раз выше, гибель гусениц п кукоток от пешодроза и других причин составила в 67 8% при крашшх значениях 49,7° о и 71,4%, а кочичество яйцекладок значите тыю уменьшитесь 11а всех участках насаждений, обработанных <<Вприн - Диприон». произошло существенное снижение численности насекомого Гибс н> личинок пилильщика от полиэдроза составила, в среднем, 72,5%, при крайних значениях 58,6% и 84,7% Па кошротьном участке плотность насекомых вырос та в несколько раз

Таким образом опыты по подав тению формирующихся очагов массового размножения непарного шелкопряда и рыжего соснового пилильщика показали принципиатьную возможность их подавления вирусными препаратами Следует, однако, иметь в виду, что вирусные препараты против одною вида фнллофага, по-видимому могут показывать различную эффективность в отношении различных популяций этого насекомого Об этом свидетельствуют результаты наших исстедований по опредеченшо восприимчивости насекомых из разтичных популяций к одному штамму вируса, которые приведены выше Для проверки этого предположения мы совместно с американскими коллегами провели сравнительное изучение биотогической активности созданного нами вирусного препарата « Вирин-НШ» против непарного шелкопряда и американского препарата «Джипчек» (Оурс1кк)

в течение многих лет применяемого для подавления численности этого насекомого [Podgwaite, Mazzone, 1981 Campbell, 1983, Podgwaite et al, 1992 a, 6, Ahmed, Leather, 1994, Reardon, Podgwaite 1994, 1999, Lacey et al, 2001, Гниненко, Матусевич, 2001, Ильиных и др, 2004 Бахвалов и др, 2005] Эти исследования имеют ботьшое значение, поскольку непарный шелкопряд сейчас наиболее распространенный и опасный в Евразии и Северной Америке дефолиатор чиственных и хвойных чесов Применение вирусных и других биопрепаратов против него зачастую малоэффективно в одних насаждениях и эффективно в других Причинами этого могут быть различия в физиологическом состоянии насекомых обусловленные резистентностью насаждений, или различия в биологической активности штаммов патогенов, являющихся основой препаратов по отношению к различным популяциям насекомого Поэтому панзоотические вспышки массового размножения непарного шелкопряда, наблюдающиеся в последние четверть века в Европе, Азии и Северной Америке, существенно обострили внимание к вопросу управления численностью популяций этого фитофага [Heinrichs, 1982, Liebhold et al, 1992, Бахвалов и др , 2002] Т ак, по нашим данным, только на территории Западной Сибири в течение последних двух десятков лет очаги массового размножения непарною шелкопряда ежегодно действовали, в среднем, на площади около 85 тыс га В некоторые годы их площадь составляла нескочько сотен тысяч ia Средняя площадь очагов непарного шелкопряда на территории России в этот период ежегодно приближалась к одному миллиону га [Гниненко, Матусевич 2001] В США в 1982 г только в штате Пенсильвания непарный шелкопряд вызвал полную дефочиацию лесных массивов на площади около 800 тысяч га [Heinrichs, 1982]

Штаммы вир)са ядерного полиэдроза (ВЯП) на основе которых производятся «Джипчек» и «Вирин-НШ», выделены из популяций насекомых в различных географических зонах [Podgwaite, Mazzone, 1981, Podgwaite 1999, Ильиных и др , 2004] Рядом исследователей показана гетерогенность бакуловирусов по вирулентности, обусловленная географической разобщенностью популяций насекомых, из которых они были выделены [Skatulla, 1987 Novotny, 1988, Somasekar et al, 1993, Горбунова и др, 1997] Это обстоятельство служит основанием для постоянного поиска и введения в препараты новых штаммов вирусов

Данные, приведенные в табтице 7, свидетельствуют о различной активности каждого вирусного препарата по отношению к насекомым всех тестируемых популяций Исключение составляет только активность «Вирин-НШ» и «Джипчек» в отношении «татарской» популяции шелкопряда (Р>0,05) Однако эти препараты показали различную активность при испытании на северо-американской популяции (чиния Fst-,) Показашчь ЛД5« препарата «Джипчек» для этой популяции был существенно ниже (Р<0,001) по сравнению с показателем ЛД50 для «Вирин-НШ», что свидетельствует о более высокой вирулентности «Джипчек» для аборшенной попучяции Установлено, что чувствительность гусениц алтайской популяции достоверно выше (Р<0,05) к препарату «Вирин-НШ» по сравнению с чувствительностью насекомых из «татарской» популяции по отношению к этому же препарату (табл 7) Особое внимание заслуживает тот факт, что насекомые линии Р5(„ выращиваемые на ИПС, почти на порядок чувствительнее к испытанным вирусным препаратам по сравнению с насекомыми «татарской» и «алтайской» популяций, развивающимися на естественном корме Вероятно, данный эффект обусчовлен более высокой резистентностью 1усениц шелкопряда, развивающихся на естественном корме, по сравнению с лабораторной линией насекомых Группой американских авторов показано значительное влияние режима питания гусениц непарного шелкопряда на его чувствительность к вирусу ядерного полиэдроза [Keating et al, 1989] Выявлена также более высокая устойчивость к вирусу насекомых, выращиваемых на естественном корме, по сравнению с насекомыми, выращиваемыми на ИПС [Baugher, Yendol, 1981, Watanabe et al, 1989]

Полученные результаты показывают, что тестируемые вирусные препараты различаются по биологической активности по отношению к насекомым из всех трех изученных популяции Эти данные согласуются с данными других авторов, которые мы приводили выше, по гетерогенности биологической активности бакуловирусов в отношении насекомых из

различных географических областей [Skatulla, 1987, Novotny, 1988 Somasekar et al 1993 Горбунова и др , 1997]

Использованная нами методика инфицирования насекомых листьями, обработанными препаратом и размещенными на фиксированной площади (для «татарской» и «алтайской» популяций) позволяет приблизительно оценить количество препарата необходимое для подавления популяции шелкопряда в естественных условиях Показатель ЛДю для «Вирин-НШ» полученный нами на западно-сибирских популяциях, в пересчете на 1 га составляет для «татарской» популяции 20 х 101", а для «алтайской» популяции- 1,07 х 10ш полиэдров Поскольку в модельном инфицировании обрабатывали только один слой листьев а высота кроны березы в условиях Сибири составляет несколько метров, то для достижения смертности насекомых равной 50 %, полученный показатель ЛД^, необходимо у величить не менее, чем в 50-70 раз По нашим данным, для подавления популяции непарною шелкопряда вирусным препаратом необходимо достижение эффективности не менее, чем 70%, поэтому количество вирусною препарата следует еще увеличить на 30-40% Таким образом, полученные в настоящем исследовании данные позволяют заключить, что для подавления очагов размножения шелкопряда необходимо вносить на 1 га насаждений не менее 1 5 - 2 х 101: полиэдров вируса или 375 - 500 мл препарата «Вирин-НШ» с титром 4 х Ю" полиэдров/ мл Исходя из тою что тигр препарата «Джипчек» составляет 3,02 х Ю10 полиэдров/ грамм эти показатели будут, соответственно, 1,72 х 1012 полиэдров вируса, или 57 грамм вирусного препарата Исследования ряда авторов, как и наши работы, показывают, что, примерно, это

Таблица 7

Биологическая активность вирусных препаратов для гусениц пепарцого шелкопряда in

различных популяций

№ Популяция (линия) насекомого Препарат igjm« ЛД51) вируса (к-во полиэдров) Уровень достоверности

1 «татарская» а Вирин- НШ 5 70-fc 0,09 5 02 х Ю" Р>0,05 (16) Р<0 05 (2а)

б Джипчек 5,73± 0,09 5 12 х 10" Р<0,05 (2а)

2 «алтайская» а Вирин-НШ 5,43+0,09 2 69 х 10' Р<0,05 (1а)

3 F-56 (северо- американска я) а 1 Вирии- НШ 1 4,74± 0 06 5,49 х 104 Р<-0,01 (Зб)Р<0,001 (1а) Р<0,001 (2а)

б | Джипчек 4 38+0,07 2,39 х 104 Р<0,01 (За) Р<0 001 (16)

количество полиэдров бакуловнрусов в различных препаратах с высокой вероятностью гарантирует необходимый защитный эффект лесонасаждений [Forti, Joriatti, 1988, Cunningham et al, 1993, Podgvvaite et al 1992 a, 6, Podgwaite et al, 1993 Бахвалов и др, 2005] Существенные изменения в стратегии применения вирусных препаратов необходимы и в технологии их внесения в насаждения В настоящее время в лесозащитной практике России используются, в основном, наземные опрыскиватели устаревших конструкций, различные аэрозольные генераторы и редко авиационные опрыскиватели Наземное опрыскивание возможно только в питомниках или искусственных молодняках, где есть свободные зоны для прохода опрыскивателя, а высота деревьев не превышает несколько метров Потому во всей системе лесозащиты наземное опрыскивание занимает весьма скромное место и перспективы у него такие же На значительных площадях лесных массивов, заселенных фнллофагами внесение биопрепаратов, как и химических инсектицидов, проводится с помощью аэрозольной технологии К сожалению, эта технология пока не обеспечивает приемлемый уровень подавления популяций лесных насекомых биопрепаратами [Бахвалов, 1995] В первую очередь, необходимо создание новых конструкции аэрозольных генераторов, способных выносить аэрозольное облако на высоту крон древостоев, чтобы его распространение обеспечивало приемлемую ширину захвата Однако даже в этом случае применение аэрозольной технологии может быть эффективным только в лесах с хорошей сетью дорог, пригодных для прохождения аэрозольного генератора Подавляющее большинство лесных

массивов России такой сети доро1 не имеют и поэтому применение в них аэрозольной технологии малоэффективно [Бахвалов, 1995] Что же касается авиационного опрыскивания, то необходимо широкое развертывание современной технологии обработок ультрамалообъемное опрыскивание (УМО) с использованием спутниковой навигации Применение этой технологии для защиты биопрепаратами более полумиллиона га таежных лесов от сибирского шелкопряда в середине последнего десятилетия прошлого столетия позволило подавить очаги насекомого при внесении 3 л биопрепарата на 1 га [Ю П Кондаков, личное сообщение] В то же время с помощью обычной опрыскивающей аппаратуры, применяемой при обработках леса, расходуется от 30 до 50 л рабочей суспензии биопрепаратов на 1 га насаждений [Справочник , 1980] Естественно, что материальные затраты при таких обработках существенно выше, чем при обработках насаждений с использованием технологии VMO

Заключение

Представленные результаты исследований указывают на взаимосвязь онтогенеза и динамики популяций непарного шелкопряда, шелкопряда-монашенки, а также рыжего соснового пилильщика с поражающими их паразитами, в первую очередь вирусами ядерного полиэдроза, с одной стороны, и кормовыми растениями с другой Кормовое растение, являясь основанием трофической пирамиды, влияет на насекомых, определяя их жизнеспособность, с которой в свою очередь связана резистентность фитофага против паразитов, в том числе вирусов и паразитоидов Индивидуальное развитие и популяшюнная динамика насекомых-Филлофагов тесно связаны с качественным состоянием кормовою ресурса, которое существенно зависит от уровня дефолиации растений Развитие насекомых на листве поврежденных растении ухудшает показатели жизнеспособности насекомых, способствует активации в их организме скрытых инфекций и вследствие этого увеличению смертности Влияние вирусов н паразитоидов на размер популяций насекомых зависит от жизнеспособности насекомых, в конкретной фазе популяционной динамики и характерным для нее уровнем дефолиации растений

Выявлено, что с фазами популяционной динамики непарного шелкопряда связан 1 енетический полиморфизм популяций вируса ядерного полиэдроза, поражающего насекомых В частности по мере увеличения дефолиации кормового растения наблюдается сопряженная изменчивость геномов ВЯП н чувствительности насекомых к вирусу Вероятно, в популяциях непарного шелкопряда в каждой из фаз вспышки циркулируют штаммы вируса с различной вирулентностью, однако в фазе роста численности насекомого развитие вируса подавляется, в первую очередь репродукция штаммов с низкой вирулентностью В фазе кризиса, когда резистентность насекомых резко снижается спектр репродуцирующихся штаммов увеличиваются и соответственно возрастает смертность от вирусной инфекции среди насекомых Это свидетельствует о том, что влияние вируса ядерного полпэдроза на размеры популяции непарною шелкопряда определяется не насыщенностью его популяций вирусом, а уровнем резистентности насекомых к инфекции

Изучение влияния лесорасгительных условий в которых произрастают древостой на популяционную динамику шелкопряда-монашенки и непарного шелкопряда и их пораженпость вирусами ядерною полиэдроза показало, что уровень спонтанного полиэдроза среди этих видов лесных насекомых зависит от лесорастительных условий, в которых находятся кормовые растения филлофагов Среди насекомых, развивающихся в насаждениях с пессимальными лесорасгительными условиями, уровень спонтанного полиэдроза, восприимчивость к экзогенному инфицированию вирусом и плотность яйцекладок выше, чем среди насекомых, развивающихся в насаждениях с оптимальными лесорастительнымц условиями Амплитуда флуктуаций численности непарного шелкопряда и продолжительность вспышек его массового размножения также различаются в лесонасаждениях с различными лесорастигельными условиями В то время как численность насекомых в пизкопродуктивных насаждениях в период вспышки массово! о размножения достигала величин, способных

неоднократно уничтожить кормовой ресурс, численность насекомых в высокопродуктивных дрсвостоях, как правило, могла привести к уничтожению не более чем 50 % кормового ресурса Массовое появление насекомых в высокопродуктивных насаждениях также продолжаюсь более короткий отрезок времени и, как стсдствие, здесь была значительно меньше повреждена чиства

Смсршость, обусловленная вирусом ядерного полиэдроза в ювенидьных фазах развития непарного шелкопряда в период вспышки, в высокопродуктивных древостоях, также как и у шсткопряда-монашсикп была существенно ниже, чем в низкопродуктианых Вероятно, более высокий уровень гибели насекомых от полиэдроза в низкопродуктивных насаждениях обусловлен значитечьным снижением резистентности деревьев к воздейавию насекомых Вследствие этого снижается гибель счаборсзисгентных насекомых в насаждениях с пессимальными чесорастительными усчовиями по сравнению с оптимальными В результате в нолутяции происходит аккумучяция особей с пониженной жизнеспособноегыо, более восприимчивых к патогенам Такие особи, как правило, пошбают на стадии ¡усениц старших возрастов и кухсюк от вирусной и других инфекций Они успевают до гибели нанести существенные повреждения древостоям, поскольку пигшотся почти до терминальной фазы болезни Поэтому численность гусениц старших возрастов в период вспышки массового размножения в насаждениях с различным функциональным состоянием сущеавенно от чичачись

Выявлено также важное значение биотопических (чесораститечьныч) условии насаждении для динамики попучяций рыжею сосновою шпи ц>щика и его пораженности ВЯЛ Полученные результаты свидетельствуют, что лссорастительные условия, в которых произрастают сосновые культуры, вчшпот на их засетенность рыжим сосновым пичилыциком Экологическая плотность чнчинок пилильщика как и заселенность ими древостоев, выше в участке с пессимачьными для кормовой породы чесорастите щными условиями и, соответственно, выше уровень поврсжденности древостоев насекомыми Чувствитечыюсть личинок пиличыцика к В.ЯП в участках с альтернативными лссораститетьными условиями имета достоверные отличия по показателю ЛТад дчя личинок 4 возраста

О важной роли физиологическою состояния древостоев дчя их энтоморезистентносги свидетельствуют также результаты опытов по созданшо искусственных очагов массового размножения насекомых в высокопродуктивных насаждениях Основным фактором, из-за которого не происходило развитие искусственных очагов массового размножения насекомых, была резистентность древостоев Основная часть популяции насекомых в этх насаждениях погибча в фазе гусеницы в младших возрастах, когда патогены и паразигоиды практически не оказывают вчияния на чисченность насекомых, а гибель происходила в основном из-за неблагопрятных условии питания, обусловленных резистентностью древостоев

Тесная взаимосвязь жизнеспособности популяции насекомых в их реакции на изменения уровня резистентности древостоев после дефолиации выявлена при компчексном исио ¡ьзовании данных основных показатечей жизнеспособности насекомых и динамики попучяционной структуры гемоцитов Двукратная искусственная 50%-я и 75%-я дефолиация березы повислой индуцирует изменение в физиологическом состоянии насекомых, которое отражается в снижении плодовитости, увеличении количества самцов, повышении смертности в ювенильных возрастах и в активизации у насекомых ггрочиферативнык процессов в гемолимфе В естественных усчовнях двукратная 50%-я и 75%-я дефолиация березы непарным шелкопрядом наблюдается обычно на пике чисченности попучяцин насекомою, после которого начинается резкое падение ее размеров и, соответственно, деграчация очагов массового размножения Поэтому можно предположить, что индуцированная дефолиацией резистентность древостоев является одним из факторов, регулирующих численность непарного шелкопряда

С помощью предложенного нами метода анализа экстрактивных веществ показано, что при дефолиации березы наблюдается снижение общего выхода экстрактивных веществ пугем снижения содержания в экстрактах стеринов, тритерпеновых соединений и полярных

почифснотьных соединений Потеря растением листвы сопровождается увеличением в общем липидном экстракте короткоцепочных и ненасыщенных жирных кисчот и спиртов, а также снижением содержания флавонов, однако при этом происходит накопление флаванонов, флаванонола и гликозидосодсржащих флавонов В листьях деревьев тотально дефолиированных в предыдущем году, содержание фчавонолов не меняется, а танинов хотя и увечичивается, но не достигает достоверных значений В то же время котичество катехнпов возрастает Характерной особенностью является то что в листьях всех поврежденных деревьев резко возрастает вариабельность в содержании всех определяемых фенотьных соединений, что свидегельствует о значитсчьных индивидуальных различиях в реакции деревьев на дефолиацию

Выявленные изменения в содержании вторичных метабозитов происходят в тистьях деревьев тотько через год после их дефочиации Это свидетельствует, что по изученным нами показателям нам не удалось обнаружить у березы реакцию быстрой индуцированнон резистентности, наступающую в сезон нанесения повреждений

Установлено, что при повышении содержания в листьях деревьев флавоноидов жирных кислот и спиртов в очаге массового размножения непарного шелкопряда после 75-100% дефолиации падала жизнеспособность насекомых, что приводило к деградации очагов его массового размножения

Анализ эффективности использования энтомопатогенных вирусных препаратов в управлении чистенностью массовых видов лесных насекомых свидетельствуют, что, хотя несколько вирусных препаратов с опредетенным успехом применяются для управления численностью лесных филлофагов в России, перспективы их использования связаны с дальнейшими широкими исследованиями по нескольким направлениям Это постоянный поиск в естественных популяциях насекомых высоковирулентных штаммов вирусов и создание на их основе усовершенствованных рецептурных форм препаратов с введением в их состав эффективных УФ-нротекторов, аллечохемиков и других компонентов, выполняющих роль адьювантов, изменение стратегии применения препаратов и внедрение современных технопогий их внесения в насаждения Названные направления являются, по нашему мнению, первоочередными в рамках задачи по качественному улучшеншо системы управления численностью лесных насекомых с помощью вирусных препаратов Дальнейший прогресс в их использовании связан с созданием комплексных биопрепаратов в состав которых будут входить аллелохемикн рекомбипатные вирусы и другие микроорганизмы Решающим условием успеха этих препаратов мы считаем применение их в системах интегрированной защиты чеса

Основные выводы

1 Вид кормовою растения и поврежденность его листвы влияют на чувствительность гусениц непарного шелкопряда к вирусной инфекции Развитие насекомых на непредпочитаемом или поврежденном растении вызывает снижение ЛК50 вируса ядерного полиэдроза

2 У большинства гагфицировашгых ВЯЛ гусештц непарного шеткопряда ю очагов в продромальной и эрупшвной фазах вспышки массового размножеггия насекомых соответственно с низкими и высокими показателями дефолиации деревьев набчюдаются отличия в динамике гемограммы, морфогенезе вируса в гемошггах и попутящюшюй структуре гемоцигов

3 Лесорастительные условия и поврежденность листвы кормовых растений оказывают влияние на сопряженную популяционную динамику непарного шелкопряда, шелкопряда-монашенки, рыжего соснового пилильщика и их паразитов - вирусов и паразитоидов В низкопродуктивных насаждениях и в насаждениях с сильно поврежденной листвои смертггость

насекомых от различных инфекции, наразитоидов и других причин в ювенильных фазах развития выше, а половой индекс, коэффициент размножения и плодовитость ниже

4 Чувствительность гусениц непарного шелкопряда, выращиваемых на листьях дефолиированных деревьев, к ВЯЛ и репродуктивная активность вируса ниже, чем у гусениц, выращиваемых на листьях интактных деревьев

5 Высокий уровень вирусоносительства в популяциях непарного шелкопряда при отсутствии воздействия на насекомых неблагопрятных кормовых условий, как правило, не сопровождался соответствующей смертностью от спонтанною цолиэдроза

6 Сопряженная изменчивость генетической структуры ВЯП и чувствительности непарного шелкопряда к вирусу обустовтепа фазами вспышки массового размножения насекомого с соответствующими ноказагечями дефолиации кормовых растений

7 Двукратная 50%-я и 75%-я, дефолиация березы повислой индуцирует изменение в физиологическом состоянии непарного шелкопряда, которое отражаем в уменьшении плодовитости, уве точении количества самцов, повышении смертности в ювеничьных возрастах и активизирует нролиферативные процессы в гемолимфе При однократном 75%-м объедании деревьев шелкопрядом у гуссниц выявляются только изменения в кочичестие пчазматоцитов и гранулоцитов

8 Выращивание инфицированных вирусом и интактных гусениц непарного шелкопряда на чнетьях деревьев, дефолиированных на 75% и 100% приводит к 1,5-2 кратному снижению активности эстсраз и увечиченшо соотношения RSSR/RSH в средней кишке насекомых При этом в кишечнике гусениц инфицированных ВЯП, активность эстераз снижается больше, чем в кишечнике интактных гусениц

9 Дефочиация березы повислой сопровождается количественными изменениями спектра алчелохемиков в листьях, в первую очередь феночьных соединений, что приводит к подавленшо жизнеспособности непарного шелкопряда, развивающегося на поврежденных растениях

10 Современная ситуация с использованием вирусных препаратов против чесных насекомых может быть улучшена путем создания энтомопато! енных биопрепаратов на основе вирусов и аллелохемиков растении и разработкой новой стратегии их применения, включая подавление очагов размножения насекомых на низких уровнях численности

Основные pañoi ы, опубликованные по теме диссертации

Бахвалов С. Л, Биологическое иодавчение популяций шелкопряда-монашенки (Lymantna monacha L ) в Западной Сибири //Сиб экол журн-1995 2 №5 С 466-474 Бахвалов С А Вирозы насекомых //Патогены насекомых структурные и функциональные аспекты / Гчупов В В , ред M Круглый дом 2001 С 20-75

Бахвалов С. А Подавтение очагов массового размножения шелкопряда-монашенки вирусным препаратом //Лесоведение 1992 №3 С 45-51

Бахвалов С А, Бахвалова В H, Морозова О В Взаимосвязь популяционной динамики непарного шечкопряда (Lymantna dispar L , Lym Lep ) и генетического полиморфизма вируса ядерного полиэдроза // Экология 2002 Л» 6 - С 454-458

Бдхвалов С А , Бахвалова В H Экология бакуловируса шелкопряда-монашенки (Ocneria monacha L, Lep , Lymantmdae) 1 Персистенция бакуловируса в лесной экосистеме //Известия Сиб отдеч АН СССР, сер биол наук 1990 №1 С 50-55

Бахвдтол С А., Бахвалова В Н, Ларионов Г В Ядерный полиэдроз у непарного Lymantna dispar L (Lepidoptera, Lvmanirtidae) развитие вирусной инфекции в гемоцитах и динамика изменении гемограммы //Изв СО РАН СССР, сер биол наук 1981 №3 С 132-140 Бахвалов С А , Бахвалова В H, Мартемьянов В В Роль трофического фактора в динамике численности насекомых анализ пробчемы //Успехи совр биоч 2006 Т 126 Xsl С 49-60 Бахвалов С А , Бахвалова В H, Морозова О В Мартемьянов В В Реакция непарного шелкопряда (Lymantna dispar L ) на искусственную и естественную дефолиацию березы (Betula pendula Roth) //Евразиатский энтомологический журнал 2006 Т 5 №4 С 347-352

Бахвалов С А„ Башев А Н, Кнорр И Б Динамика популяций шелкопряда-монашенки и вируса возбудителя ядерного полиэдроза в Западной Сибири //Лесоведение 1998 №4 -С 26-33 Бахвалов С А, Девятьярова C.B. Особенности морфогенеза бакуловирусов при генерализованных полиэдрозах у некоторых чешуекрылых в дианмике инфекционного процесса //Изв СО АН СССР Сер биол наук 1980 N1 С 58-65

Бахвалов С А, Жимерикин В H Эффективность подавления популяции рыжего соснового пилильщика вирусным препаратом Вирин - Диприон новый подход //Лесное хозяйство 2003, № 3 - С 45-46

Бахвалов С. А, Жимерикин В H, MapiewbHiiOB В. В Экологическая плотность и чувствительность к вирусной инфекции рыжего соснового пилитьщика (Neodiprion sertifer Geoffr) в сосновых насаждениях с неоднородными лесорастигельными условиями //Евраз энтомол журн 2003 Т2 №4 С 261-264

Бахвалов С А, Жимерикин В H Мартемьянов В В, Штерншис M В Состояние и перспективы использования вирусных препаратов в управлении популяциями лесных насекомых в России//Евразиатский энтомол журнал 2007 Т6 Ksi С 10-18 Бахвалов С, А , Ильиных А В Жимерикин В H , Мартемьянов В В Динамика численности шелкопряда-монашенки Lymantria monacha L и непарного шелкопряда L dispar L (Lymantrndae, Lepidoptera) роль кормовою ресурса и вирусной инфекции //Евраз энтомол журн 2002 Т 1 №1 С 101-108

Ьахвалов С А, Ларионов Г В , Бахвалова В H Выздоровление непарного шелкопряда Lymanfna dispar L (Lym, Lep ) посте экспериментальной вирусной инфекции //Энтомол обозр 1982 Т 61 №4 С 755-758

Бахвалов С А , Мартемьянов В В , Пешков Г П, Дубовский И M Основные причины низкой эффективности микробиологических препаратов в тесозащите России //Лесное хозяйство 2006 №7 С 47-48

Бахвалов С. А , Мартемьянов В В , Подвайт Д Сравнительная характеристика биологической активности вирусных препаратов Вирин-Hlll и Джипчек (G\pchek) // ЕЭЖ 2005 Т 4 ЛаЗ С 183-186

Бахвалов С А , Недорезов Л В , Морозова О В Взаимоотношения в трехкомпонеитной системе растение-насекомое-вирус в лесных экосистемах Анализ и моделирование// Первое международное рабочее совещание "Биоразнообразие и динамика экосистем Северной Евразии информационные технотогии и моделирование" (WITA'2001) Тез докл, Новосибирск ИЦиГ, 2001 -С 41

Бахвалов С. А., Сыромятникова И H, Морозова О В Связь вирусоносительства и острой инфекции, вызванной вирусом ядерного полиэдроза, в природных попутяциях непарного шелкопряда (Lymantna dispar L , Lym Lepid )//Вопросы вирусологии 2003 T48, №2 С 43-45 Бахвалов С. А , Хвощевская M Ф , Бахвалова В H , Глупов В В Структурные изменения в гемограмме непарного шелкопряда (Ocneria dispar L )при почиэдрозе //Вопросы вирусологии 1999, К«\ С 41-44

Бахвалов С А , Шульц Э Э, Мартемьянов В В , Маркина Ж О , Толстиков Г А Реакция непарного шеткопряда (Lymantna dispar L, Lym, Lep ) на содержание атлелохимиков в листьях березы (Betula pendula Roth) //Энтомологическое обозрение 2006 Т LXXXV № 4 С 727-736

Бахвалов С.А, Бахвалова В H Экология бакуловируса шелкопряда-монашенки (Оспепа monacha L, Lepidoptera Lymantnidae) Персистенция вируса в популяциях насекомого //Экология 1990 №6 С 53-59

Бахвалов С.А., Бахвалова В H, Ларионов ТВ О поликариоцитах в гемолимфе гусениц непарно] о шелкопряда (Lymantna dispar L ) при ядерном полиэдрозе // Изв СО АН СССР, сер биол 1982 Вып 2 С 125-129

Бахвалов С.\, Ларионов ГВ, Бахватова В H Микроскопическое изучение динамики индуцированной бакуловирусной инфекции у гусениц непарного шелкопряда (Lymantna dispar L Lepidop Lym) Киев Наук думка//Молекуляр биол 1982 Вып 31 С 64-77

Глупов В В , Бахвалов С. А Механизмы резистентности насекомых при патогенезе //Успехи совр биологии 1998 118 №4 С 466-482

Глупов В В , Бахвалов С. А Структурно-функциональные особенности гемоцитов при патогенезе // Патогены насекомых структурные и функциональные аспекты / Под ред В В Глупова М Круглый дом 2001 С 513-523

Гродницкий Д Л , Бахвалов С. А , Гниненхо Ю И, Алексеев А , А Защита лесов Сибири от вредоносных насекомых Научные основания технологии Красноярск 2004 164 с Ильиных А В, Бахвалов С. А, Кузьминов С В, Ульянова Е Г, Ильиных Ф А Биологическое подавление очагов массового размножения непарного шелкопряда (Lymantrm dispar L , Lepidoptera Lymantriidae) //Биотехнология 2004 № 4 С 72-76 Ильиных А В , Бахвалов С А , Божко Н А Индикация фаз вспышки массового размножения шелкопряда-монашенки //Лесное хозяйство 1990 №12 С 40-41

Ильиных А В , Бахвалов С.А , Моховиков С М Естественное вирусоносительство у массовых видов лесных насекомых-фитофагов и его связь с жизнеспособностью хозяев //Вопр вирусол -1995 N4 С 186-187

Ларионов Г В, Барановский В И, Бахвалов С А Опыт разработки, производства и использования вирусных препаратов против вредителей леса // Биологическая и интегрированная борьба с вредителями в лесных биоценозах М , 1989 С 134-138 Ларионов Г В , Бахвалов С.А К вопросу о трансовариалыюй передаче вируса ядерного полиэдроза шелкопряда-монашенки//Изв СО АН СССР Сер биол наук 1974 Вып 15 С 6065

Мартемъянов В В , Бахвалов С А , Дубовсюш И М, Глупов В , В , Н Ф Салахутдннов, академик Толстиков Г А Влияние таниновои кислоты на развитие и резистентность непарного шелкопряда (Lymantna dispar L) против вирусной инфекции //ДАН 2006 Т 409 №3 С 407-410

Мартемьянов В В , Рантала М , Белоусова И А, Павлушин С В , Е И Шаталова, Бахвалов С А Влияние замедленной индуцированной резистентности березы на развитие непарного шелкопряда Lymantna dispar L (Lepidopíera Lymantndae) и на его чувствительность к вирусной инфекции//Евразиагскии энтомол »урн 2006 Т5 Х»2 С 105-110 Мартемьянов В В , Бахвалов С А. Экологические взаимосвязи в системе триотрофа и их влияние на развитие и популяционпую динамику лесных фнллофагов // Евразиатский энтомологический журнал 2007 Т6 №2 С 205-221

Недорезов Л В, Ильина Е А, Бахвалов С А Система ресурс - фитофаг - патоген/паразит/ подходы к моделированию и значение в защите леса //Сохранение и защита горных лесов (материалы международного симпозиума) Ош 1999 С 105-108

Недорезов Л В , Ильина Е А, Бахвалов С А. Об одной модели системы хозяин - паразит /'Сибирский экологический журнал 2001 Т 8, N 5 С 555 - 558

Шульц Э Э , Бахвалов С А , Мартемьянов В В Петрова Т Н, Сыромятникова И Н , Шакиров М М, Толстиков Г А Влияние естественной и искусственной дефолиации на содержание и состав экстративных веществ листьев березы (Betula pendula Roth ) //Прикладная биохимия и микробиология 2005 Т41 №1 С 107-112

Шульц Э Э, Бахвалов С А , Мартемьянов В В , Петрова Т Н , Шакиров М М , академик Толстиков Г А Влияние естественной и искусственной дефолиации на содержание и состав экстрактивных веществ листьев березы (Betula pendula Roth) - методы анализа и результаты //ДАН 2004 -394, №4 -С 551 -554

Bakchvalov S А , Zhimenkin V N, Martemyanov V V The experience and perspective of usage of baculovirus in biocontrol in Russia //25th jubilee assembly of East palearctic regional section /I Eke ed Budapest 2005 P 23 - 27

Bakhvalov S A, Bakhvalova V N , Snomyatmkova I N and Morozova O N Correlation between gypsy moth (Lymantna dispar L ) population dynamics and genetic polymorphism of corresponding baculovirus //5Ш Korea - Russia International Symp on Science and Technology - Proceedings 2001 V 2 P 71 -74

Bakhvalov S. Nedoresov L V , Morozova O V Analysis of interaction between plants, insects and viruses in natural populations //- IVth ISTS Scientific advisory committee seminar on "Basic science m ISTS activities", Novosibirsk 23-27 April, 2001 2001 P 63

Bakhvalov S A , Nedoresov L V , Klepov I Q Correlations in trophic chain "plant - phillophagous -parasite" in south part of west Siberian forest ecosistems //Biodiversity and dynamics of ecosystems in North Eurasia - Novosibirsk, 2000 V 3 Part 2 P 220 - 222

Martemyanov V V, Bakhvalov S. A., Dubovskiy I M, Glupov V V, N F Salakhutdmov and Academician Tolstikov G A Effcct of Tannic Acid on the Development and Resistance of the Gypsy Moth Lvmantna dispar L to Viral Infection // Doklady Biochemistry and Biophysics 2006 Vol 409 No 3 pp 219-222

Shul ts E E, Bakhvalov S. A , Martem'yanov V V , Petrova T N , Syromyatmkova I N, Shakirov M M, and Tolstikov G A Effects of natural and artificial defoliation on the content and composition of extractive substances m birch leaves // Applied Biochemistry and Microbiology 2005 Vol 41 No I P 94-98

Текст научной работыДиссертация по биологии, доктора биологических наук, Бахвалов, Станислав Андреевич, Новосибирск

280

(Lepidoptera) //Z. Pflanzenkrankh. Pflanzenschutz. 1979. V.86. No. 8. S. 483-498.

Schowalter T. D., Hardrowe W.W., Crossley D. A. Herbivory in forested ecosystems.//Ann. Rev. Entomol. 1986. V.31. P. 177-196.

Schultz J. C., Rossinter M. Impact of induced tree responses on gypsy moth populations. // Proc. 18th Int. Congr. Entomol., Vancouver, July 3rd - 9th, 1988.-[Vancouver] 1988. P. 167.

Schwerdtfeger F. Is the density of animal populations regulated by mechanisms or by chance? // Inter. Congr. Entomol. 1956, Proc., V.4. 1958. P. 115-152.

Selas V. Cyclic population fluctuations of herbivores as an effect of cyclic seed cropping of plants: the mast depression hypothesis // Oicos. 1997. V. 80. P. 257-268.

Selas V., Hogstand O., Andersson G., Proschwitz T. Population cycles of autumnal moth, Epirrita autumnata in relation to birch mast seeding //Oecologia. 2001. V.129. P. 213-219.

Shapiro M. Effects of anion and cation inhibitors and carbonic anhydrase inhibitors upon the activity of the gypsy moth (Lepidoptera Lymantriidae) nucleo-polyhedrovirus Lymantria dispar //J Econ. Entomol. 2002. V. 95. No 2. P. 237-242.

Shapiro M. The effects of cations on the activity of the gypsy moth (Lepidoptera: lymantriidae) nuclear polyhedrosis virus //J Econ. Entomol. V. 2001. V.94. No l.P. 1-6.

Shapiro_M, Argauer_R Components of the stilbene optical brightener Tinopal LPW as enhancers for the gypsy moth (Lepidoptera:Lymantriidae) baculovirus //J.Econ. Entomol. 1997. V.90. No.4. P.899-904.

Tikkanen O. P., Julkunen - Tiitto R. Phenological variation as protection against defoliating insects: the case of Quercus robur and Operophtera brumata. //Oecologia. 2003. V. 136, No. 2. P. 244 -251.

Treutter D. Biosynthesis of phenolic compounds and its regulation in apple. Plant Growth Regulation. 2001. V. 34. P. 71-89.

Turchin P., Wood S. N., Ellner S. P., Kendall B. E., Murdoch W. W., Fischlin A., Casas J., McCauley E., Briggs C. J. Dynamical effects of plant quality and parasitism on population cycles of larch budmoth //Ecology. 2003. V. 84. No. 5. P. 1207-1214.

Uchida K, Stadtman E.R. Modification of histidine residues in proteins by reaction with 4-hydroxynonenal // Proc. Natl Acad. Sci. USA 1992. V. 89. P. 4544.4548.

Uchima K., Harvey J.P., Omi E.M., Tanada Y. Binding sites on the midgut cell membrane for the synergistic factor of a granulosis virus of the armyworm (Pseudaletia unipuncta). //Insect Biochem . 1988. 18. P. 645-650. Underwood N., Rausher M. D. The effects of host - plant genotype on herbivore population dynamics. // Ecology. 2000. V.81. No.6. P. 1565 -1576.

Van Poecke R.M.P., Posthumus M.A, Dicke M. Herbivore-induced volatile production by Arabidopsis thaliana leads to attraction of the parasitoid Cotesia rubecula: Chemical, behavioral, and gene-expression analysis // J. Chem. Ecol. 2001. V. 27. P. 1911-1928.

Vet L. E. M., Dicke M. Ecology of infochemical use by natural enemies in a tritrophic context//Ann. Rev. Ent. 1992. V. 37. P. 141-172. Viral insecticides: corporate interest revives as outlook brightens; U. S. market could grow to $80 million // Bioprocess. Technol. 1989. V. 11. No. 7.

Информация о работе
  • Бахвалов, Станислав Андреевич
  • доктора биологических наук
  • Новосибирск, 2008
  • ВАК 03.00.09
Диссертация
Влияние взаимоотношений в системе растение-насекомое-паразит на развитие и популяционную динамику насекомых - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно
Автореферат
Влияние взаимоотношений в системе растение-насекомое-паразит на развитие и популяционную динамику насекомых - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации