Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Биологическое обоснование генетического метода борьбы с яблонной плодожоркой с использованием наследуемой стерильности

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "Биологическое обоснование генетического метода борьбы с яблонной плодожоркой с использованием наследуемой стерильности"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ АРМЕНИЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ

На правах рукописи УДК 595.782; 632.935.4

Акопян Аняела Суреновна

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО МЕТОДА БОРЬБЫ С ЯБЛОННОЙ ПЛОДСЕОРКОЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАСЛЕДУЕМОЙ СТЕРИЛЬНОСТИ

06.01.II - защита растений от вредителей и болезней

А в т ореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата (биологических наук

1 <0

v/

ЕРЕВАН - 1991

Работа шполяена в лаборатории генетики Института зоологии АН Республики Армения

Научные руководители: доктор биологических наук Булыгянская М.А.

кандидат биологических наук Азизян A.A.

Официальные оппоненты доктор биологических наук Алексидзе Г.Н.

кандидат биологических наук Григорян Е.Г.

Ведущее предприятие - Грузинский научно-исследовательский институт садоводства,виноградарства и виноделия

Защита диссертации состоится " (р " , ¿¿¿¿?1991г.

в 14 часов на заседании специализированного совета К 122.15.01 по присувдению ученой степени кандидата наук в Научно-исследовательском институте защиты растений МСХ Республики Армения по адресу: 378312, Республика Армения, Эчмиадзинский район, пос.Мерцаван.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АрмНИИЗР.

Автореферат разослан 1991г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат биологических наук

ж

<— Аветисян К.В.

UCf

ВВЕДЕНИЕ

Актуал^остъ проблеем. В связи с общим ухудшением экологической ситуации в течение последних десятилетий вопрос охраны окружающей среды от загрязнений пестицидами приобретает большое значение. В этом плане особенно актуальны разработка и включение в систему защитных мероприятий биологических и генетических методов борьбы с вредными насекомыми. Яблонная плодожорка является одним из основных вредителей плодовых культур во всех зонах плодоводства, в том числе и в Армении. Это насекомое часто используют в качестве модельного объекта, на котором разрабатываются методы массового разведения, половой стерилизации и другие способы генетической борьбы.

Одним из интересных аспектов такого рода исследований является наследуемая стерильность, при которой обработка бабочек родательского поколения невысокими (субстерилизупцими) дозами ионизирупцей радиации приводит к тому, что потомки Рр спариваясь с нормальными особями противоположного пола, вызывают более высокую степень стерильности яиц, чем у родительского поколения. Таким образом, сохраняется долговременный эффект воздействия на популяцию вредителя. Эта идея была использована профессорш СЛ. Саркисяном для разработки нового генетического метода борьбы с яблонной плодожоркой путем синхронного выпуска генетически неполноценного материала в природную популяцию (Саркисян, Азизян, 1983). Метод основан на внедрении в щиродную популяцию яблонной плодожорки наследственно-дефектных (НД) самцов, потомства интакт-ных самок и самцов, облученных в субстерилизулцей дозе. Существенная разница данного метода с предложенными ранее заключается в том, что НД материал переносится в сад на стадии диапаузирую-щих гусениц, что позволяет синхронизировать развитие выпушенных особей о природной популяцией, так как диапаузу насекомые проходят в одинаковых условиях. Весной госле зимовки НД бабочки начинают лет одновременно с природными и синхронно вылетают на протяжении всего периода лета бабочек постдиапаузного поколения. Это позволяет сократить кратность выпуска до 1-2 раз за сезон. Такой способ выпуска не уменьшает конкурентоспособности выпускаемых особей, так как они сами не подвергаются ликакой обработке. Немаловажное преимущество метода заключается в том, что устраняется опасность порчи генетического биоматериала из-за клшая-

ческих условий. И, наконец, так как особз внпусжшгся на стэдс гусениц, значительно облегчается сортировка по аоду на основании существувдого морфологического диморфизма гусениц. Всо это позволяет значительно удеяевыть и повисеть эффективность гоно-тического метода борьбы с яблонной плодозоркой, что в сбоя очередь будет способствовать его шрояому внедрению в практику.

Цели и задачи исследования. Изучение возможности кспользо-вания вышеописанного метода в разных зонах плодоводства (горной и равнинной) с различной данемзкой развития яблонной плодо-яорки стало целью настоящей работа, для выполнения которой были поставлены следующие основные задачи:

1. Исследование биологических п экологических особенностей яблонной плодожорки в горной и равнинной зонах Армении.

2. Сравнительный анализ динамики развития НД и природах особей.

3. Определенна соотношения НД и природных самцов, необходимого для подавления численности природной популяции.

4. Влияние интродукции КД самцов яблонной плодожорки на численность природной популяции.

Научная новизна работа„ Впервые показана возможность использования генетического метода борьбы с яблонной плодожоркой путам интродукции в природную популяцию ЦЦ особей на стадии диапа-узируюпзк гусениц в разных зонах плодоводства.

Показано, что для максимального эффекта использования БД самцов яблонной плодокорки, полученных в первом поколении от спаривания облученных самцов с интактными самками, необходимо создать численное соотношение НД самцов к природным, равноэ 18:1. НД особи, полученные в лабораторногпрошшленных условиях и вынесенные в сад на стадии диапаузирующшс гусениц, реактивируются синхронно с природными. Одновременный лет НД бабочек с природными обеспечивает их встречу в течение всего лета бабочек постдиапаузного поколения и сникает численность популяции.

Й^тдаерггея: цевдость работы. Впервые в яблоневых садах показана на практике возможность снижения численности популяции яблонной плодожорки путем выпуска НД материала на стадии диапа-узируввдсс гусениц. В зонах плодоводства, где яблонная плодогор-ка развивается в одам поколении, использование данного метода дает зозмокность снизить численность популяции яблонной плодо-

- 2 -

жорки до экономически допустимого уровня.

В районах с высокой численностью вредителя возможно сокращение до минимума числа химических обработок путам выпуска НД особей.

Новый метод борьбы с яблошой плодожоркой позволяет существенно снизить химическую нагрузку на защищаемые сады и значительно улучшить экологическую ситуации в плодовых садах Армении и других регионов.

Публикащи. По теме диссертации опубликовано Ï4 работ.

Апробаиия результатов. Материалы диссертации были представлены на конференции молодых ученых (Ереван, 1977); на Х1У Международного генетическом Конгрессе (Москва, 1977); на 1У съезде ВОГгС (Кишинев, 1982); на I и П Всесоюзных конференциях "Промышленное разведение насекомых" (Москва, 1986, 1989); на П Республиканской конференции "Проблемы физико-химической биолоиш" (Ереван, 1986); на I, П Закавказских конференциях по энтомологии (Ерешн, IS86; Тбилиси, 1989); на 7 съозде ВОГиС (Москва, 1987); на симпозиуме специалистов стран-членов СЗВ III.1.2.4 "Генетические и физические методы борьбы с вредными членистоногими" (г. Будейовице, Чехословакия, 1988); на Z съезде Всесоюзного энтомологического общества (Ленинград, 1989); на Ш' Республиканской конференции "Достижения физико-химической биологии и биотехнологии и пути их внедрения"(Ерешн, 1989).

Объем и .структура диссерташга. Диссертация изложена на 144 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, выводов и рекомендаций. Работа содержит 35 таблиц, 22 рисунка, 3 приложения. Список литературы вклвчает 169 накменова-ний, в тем числе 58 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава I. Литературный обзор. Содержит краткий обзор современных разработок в области генетических методов борьбы с вредными насекомыми, исследований по распространению и биоэкологии яблонной плодожорки. Обоснована целесообразность выпуска в природную популяцию частично бесплодных насекомых, сохраняющих половую активность, и показано преимущество этого метода по сравнению с выпуском стерильных особей.

- 3 -

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Годва П. Матэризлц у методика исследований. Объектом исследования явилась яблонная плодожорка. Работа выполнена как на лабораторных расах, разводимых в течение многих поколений, так и на природном материале, собранном в яблоневых насаждениях с помощью ловчих поясов.

Облучение производили на гамма-установке типа К-120000 при экспозиционной мощности 50 рад/сек. Доза гамма-облучения, используемая в качестве субстерилизующей, составляла 8 крад. Облучали только самцов. Бабочек родительского поколения облучали в первый-второй день после вылета. Облучение проводили в радиационной лаборатории Института физических исследований АН Армении. В тот же день облученных самцов помещали с природными самками в полиэтиленовые садки, где и происходило спаривание бабочек и откладка яиц. После полной откладки яиц пленки с яйцами настилали на дикие яблоки, размещенные в выкормочных ящиках. Для разведения ЦЦ метариала был использован короткий фотопериод (8 часов света) при температуре 19-20° и влажности 60-70?. Для разведения маточного материала использовали полусинтетическую питательную среду (Борисова, 1976). Для производства биоматериала использовали плоды дикой яблони. После окончания завивки коконов гусениц разделяли по полу и самцов переводили в коконники из гофрированного картона, которые сворачивали в рулон. Затем эш рулоны переводили в контейнеры из вэдонепроницаемой бумага. Контейнеры с биоматериалом осенью выносили в опытный сад и развешивали на ветках яблони на разной высоте равномерно по всему саду.

Биологические особенности яблонной плодожорки изучали путем непосредственных наблюдений в лабораторных и лабораторно-поле-вых условиях, в садах - на деревьях по общепринятым методикам. Был отработан метод учета числа диапаузиругацих гусениц с помощью ловчих поясов из гофрированного картона, привязываемых к контрольным деревьям в течение всего сезона до сбора урожая, и ловчих пологов, состоящих из капроновой сетки размером с крону дерева с пришитыми к сетке коконниками из гофрированного картона. Такой полог привязывается к стволу дерева на расстоянии 20-30 см от земли.

Сумму эффективных температур, необходимую для завершения

-' 4 -

стадий развития насекомого, рассчитывали по формуле Бейкера ( ва'кег, 1980), позволяющей учитывать колебания температуры в течение суток.

Глава 3.1. Природно-климатическая характеристика условий зон проведения исследований в 1^586-1988 гг. Биологические особенности яблонной плодожорки изучали в двух зонах: низменной (Араратская долина, 800-1000 м н.у.моря) и горной (Мартунин-ский р-н, 1900 м н.у.моря).

В главе даны агроклиматическая и физико-географическая характеристики районов исследования.

Глава 3.2. Биологические особенности яблонной плолонортш в разных зонах плодоводства. Динамика развития яблонной плодожорки в разных климато-географических зонах плодоводства существенно различна. В равнинной зоне окукливание начинается в первой и второй декадах апреля (19-е апреля), когда среднесуточная температура воздуха достигает 10°, тогда как з горной зоне этот процесс наблюдается в первой половине мая (8-е мая), в то гремя как среднесуточная температура, разная 10°, приходится на 15-з мая. Окукливание в горной зоне начинается в то время, когда среднесуточная температура составляет 7,9°. В равнинной зоне в предкуколочный период среднесуточная температура сохраняется на уровне 13,6°. Сумма эффективных температур к началу окукливания в равнинной зоне достигает 45,4°, в тб время как в горной зоне составляет всего 17,4°. Возможной причиной столь раннего окукливания в горной зоне являются резкие колебания температуры в течение суток со значительным ее повышением в дневные часы. Куколочный период пере зимовавших гусениц составляет в равнинной зоне 42 дня, а в горной зоне растягивается на 71 день. Пик окукливания в равнинной зоне наступает при суше эффективных температур 205,3°, в то время как в горной зоне к этому сроку накапливается всего 113,5°. В равнинной зоне продолжительность куколочной стадии составляет от 15 до 20 дней при нарастании суммы эффективных температур в среднем до 125,3°. В горной зоне стадия куколки перезимовавшего поколения длится от 22 до 27 дней при нарастании суммы эффективных температур 90130°. Лет бабочек в равнинной зоне в садках начинается 5 мая, когда сумма эффективных температур составляет 146,2°. В горной

- 5 -

зона лет бабочек перезимовавшего поколения кютнаэтся I nzsn, когда сумма эффективных температур равна 90,6°. ЦассозаЗ лет перезимовавшего поколения в равнинной зоне наступаэт 14-го ишг при сумма эффективных температур 229,9°, а в горной зона - 14-го июня при 140,4°. Продолжительность лета бабочек перезимовавшего поколения в равнинной зоне, где яблонная плодожорка развивается в трех и более поколениях, более коротка (47 дней), чса в горной, гдо развивается лишь одно поколение (76 дней). Лет бабочек перезимовавшего поколения в равнинной зоне заканчивается 21-го июня при суше эффективных температур 632,2°, а а горной зоне - 15-го августа при 529,2°.

Яйцекладка обычно начинается через 2-4 дал после палата бабочек, но в зависимости от метеорологических условий uosot и запаздывать. Продолжительность периода яйцекладки у се^ок колеблется в значительных пределах: в равнинной зона в ородае: 4,6 дай с максимум см 6 дней, а в горной зон о моает достигать II дней при среднесуточной температуре 16°. Длительность периода эмбрионального развития в разных зонах варьирует от 12,6 дней ( в равнинной зоне) до 18,7 (в горной зона) при среднесуточной температуре за этот период соответственно 19,9 z 16,0°. Огрождение гусениц первого пополенпя в равнинной зоне заканчивается в конце шоня-начале иккя, а в горной зоне продолжается до 24 августа. Период питания гуоениц первого' поколения в равнинной зоне в среднем составляет 27,5 дней, а в горной зоне -34,0. В равнинной зоне гусеницы заворзаэт пптакнэ при сумма эффективных температур 526,6°, а в горной - при 402,5°.

Гибель гусениц в период прохождения земопке в горной золо вшо (16,4$), чач в равнинной (5,8$). Это объясняется частым пониконием тампературы в горной зоне в зимние месяцы, резке/.л перепадами температуры в весенний период, с понижением жизнеспособности гусениц вследствие длительности развития первого поколения, в результате чего некоторые гусеницы завивают кокон, не завершив питания.

В горной зоне яблонная плодожорка развивается в одном, а в равнинной зоне - в трех поколениях. Длительность времени развития поколений варьирует. Первое поколение развивается при более низкой среднесуточной температуре, поэтому этот срок более растянут (45,5 дней), чем для второго (36,0 дней) и третьего (40,4

- 6 -

дней). Часть третьего поколения не успевает уходить на завивку и удаляется из плодовых садов вместе с собранным урожаем.

3.2.1, Феноэкодогические особенности_развития_особей__из разных популяций яблонной плодожорки. Время и растянутость лета бабочек зависят не только от условий зимовки,но и от генетически предопределенных физиологических особенностей популяции. Особей разных популяций, собранных с помощью ловчих поясов в течение всего сезона, экспонировали на время прохождения диапаузы в одинаковых условиях (равнинной или горной). Лет бабочек разных популяций начинался разновременно в обеих зонах. Первыми вылетали бабочки из гусениц, собранных в равнинной зоне, затам - горной, независимо от условий прохождения диапаузы. Пик лета бабочек разных популяций в основном совпадает. В равнинной зоне лот бабочек равнинной популяции растянут до.середины июня, а для бабочек горной популяции заканчивается раньше (рис. I). Возможная причина этого явления - формирование популяции равнинной зоны из нескольких поколений яблонной плодожорки, ее большая гетерогенность по феноэкологическим особенностям по сравнению с популяцией горной зоны.

Сравнительное изучение репродуктивных способностей особей разних популяций яблонной плодожорки, проведенное в равнинной зоне, показало,что плодовитость и фертильность (среднее число яиц на одну осемененную самку и процент отрождения гусениц) оказались у особей равнинной популяции выше (44,3 шт и 60,5$), чем у горной популяции (19,1 шт и 57,3$). В то же время не обнаружено достоверных различий в осемененности сачок: горная популяция -28,5$,равнинная - 26$ (табл. I).

При межпопуляционных скрещиваниях оказалось, что при спариваниях самцов из Араратской популяции с самками горной популяции последних оплодотворено 35,0$, а при обратном скрещивании -14,8$. Горная популяция при внутряпопуляциояном скрещивании проявила самую низкую плодовитость (19,1 яиц). При скрещивании популяций из разных географических зон не было обнаружено репродуктивной изоляции, особи различных популяций свободно спаривались между собой. Гибель особей в процессе прохождения зимовки оказалась выше в популяции из горной зоны (15,6$), чем в равнинной популяции (5,8$). Гибель большинства насекомых горной зоны наступает преимущественно на стадии гусениц, а в равнинной

- 7 -

50

20

Апрель Май Ишь

Календарные сроки

Рис,I .Динамика лота бабочек разных популяций яблонной плодожорки в равнинной зоне.

I - равнинная популяция,

2 - горная популяция

Таблица I

Показатели репродуктивной способности бабочек разных популяций при ыежпопулящонных скрещи- . ваниях (в равнинной зоне)

Варианты скрещиваний Число скрещиваний Оплодотворен^ самок УЁт Число яиц на одну осемененную самцу Фертильность (% отрожде-ния гусениц из.яиц) М±т

? 8 из равнинной популяции X из горной популяции 98 14,8-2,8 ? 37,7±9,8 49,0-5,1

? 6 из горной популяции X из равнинной популяции 123 35,0±4,7 45,0±10,4 59,0±4,4

? х <4 из равнинной популяции 207 26,0±3,8 44,3-7,5 60,5±3,4

? х <? из горной популяции 102 28,5±4,8 19,1±3,7 57,3±4,9

популяции - на стадии куколок. Возможно, что частые температурные колзбания в услошях горной зоны в период питания гусениц и большая продолжительность этого периода приводит к общему ослаблению особей и их гибели ухе на стадии гусениц. В популяции же из равнйннойГзоны габель куколок имеет Причиной, возможно, весенние перепады температуры .В тоже время следует отметить,что описанные колебания лежат в пределах нормы реакции для постдиа-паузного поколения, что позволяет использовать обе популяции для выпуска в природную популяцию. Однако предпочтительнее использовать для этой цели популяцию равнинной зоны, так как лет выпущенных бабочек полностью перекрывает лет бабочек природной популяции в обеих зонах.

3.2.2. Диапауза и структура зимующей популяши яблонной плодожорки в Араратской равнине. В Араратской равнине, где яблонная плодожорка развивается в трех и более поколениях, диа-

- 9 -

паузируюцее поколение, против которого направлена генетическая борьба, формируется из всех поколений яблонной плодожорки предшествующего года. Сбор, проведенный в шесть сроков в течение всего сезона при одинаковом количестве ловчих поясов, показал, что темп завивки коконов гусеницами природной популяции в течение сезона изменяется. Основной зимунций запас гусениц в саду составляют особи, ушедшие в диапаузу в августе - 64,3$ (табл. 2).

. Таблица 2 Уход гусениц яблонной плодожорки в диапаузу в зависимости от сроков сбора

Сроки сбора материала Общее число особей Число диапаузирую-щих гусениц от общего зимующего запаса особей, % % диапаузиро-вания

Июнь 1803 2,1 .. 2,8

Июль 1708 16,0 22,3

Август 2074 64,3 73,4

Сентябрь 412 17,6 100,0

Учет лета бабочек из материла, собранного в разные сроки, выявил различия в динамике лета в зависимости от времени сбора природной популяции. Лет бабочек первого срока сбора (кривая I, рис. 2) наиболее растянут, что указывает на гетерогенность популяции, которая развивается в норме до I июля. Бабочки из последующих двух сроков сбора вылетают более синхронно. В четвертой и пятой группах, включающих второе поколение, растянутость лета бабочек сокращается и, наконец, особенно гомогенная пятая группа. Повышение синхронности развития особей от начала к концу сезона, вероятно, можно связать с изменением комплекса экологических условий в которых протекает онтогенез насекомых: фотопериода, температуры, влажности, корма (Васильев, 1955).

Учет лета бабочек в следующем году, после прохождения зимовки, показал, что раньше всего начинается лет бабочек, вступивших в диапаузу в августе и что именно эти группы отличаются и наибольшей продолжительностью лета (с начала мая до середины июня). Позже вылетают насекомые, вступившие в диапаузу

- 10 -

15 25 5 15

Июль Август

Календарные сроки

Рис.2.Динамика лета бабочек природной популяции яблонной плодожорки,

собранных в разные сроки сезона (1985 г.)

1-5 - сроки сбора

Сентябрь

ранним летом и поздней осенью. Наши результаты представляет интерес в вопросе синхронизации развитая природных и интродуци-руемых особей. Из них следует, что сроки лета интродуцирувмых бабочек следует приурочить к срокам лета особей, диапаузирую-щих в августе, тем более, что именно эти особи составляют преимущественную долю зимующего запаса гусениц в саду.

Путем анализа воспроизводительных свойств бабочек, полученных от гусениц разных сроков сбора после зимовки, показано, что наивысшей половой активностью (по числу осемененных самок -42,4$) и плодовитостью (52,5 яиц на бабочку) обладают бабочки, полученные от гусениц, собранных в августе.

Анализ репродуктивных показателей перезимовавших особей в зависимости от сроков вылета бабочек показал, что плодовитость бабочек в начале мая сравнительно высока, затем наблюдается ее постепенное снижение до конца мая. У последних бабочек постдиа-паузного поколения, вылетевших до 10 июня, плодовитость вновь повышается (рис. 3, кривая I). Процент спаривания бабочек закономерно увеличивается с начала мая до середины июня (рис. 3, кривая 2). Следовательно, высокой плодовитостью и активностью отличаются бабочки, вылетевшие во второй половине июня, когда лет бабочек в Араратской равнине подходит к концу и число их резко сокращается. В этом случае причиной повышения плодовитости может явиться механизм гопуляционного регулирования численности вида (Златанова, 1978; Омелюта, Скибинская, 1979).

3.2.3. Сравнительное изучение динамики летд и репродуктивной активности НД и природных насекомых. Одним из основных требований к технологии реализации нового метода генетической борьбы с яблонной плодожоркой является обеспечение синхронности развития и вылета природных и НД бабочек.

Заготовленный НД биоматериал и особей из природной популяции, собранных в течение всего сезона, оставляли в сетчатых садках в природных условиях. Весной прослеживали начало и динамику лета бабочек до полного его прекращения. Результаты наблюдений (рис. 4) показывают, что ВД и природные особи вылетают практически синхронно на протяжении всего периода лета бабочек.

Изучение половой активности НД самцов по отношению к природным самкам в контрольных садках показало (табл. 3), что НД самцы так же активно спариваются с природными (31,4$), как природ- 12 -

_1_I-1-■-I.

15 30 15 30

Май - Ишь

Календарные сроки лета Рио.з .Показатели репродуктканости бабочек яблонной плодожорки после зимовки в зависимости от сроков спаривания (1986 г.)

Рис.4. Динамика лета наследственно-дефектных и природных бабочек яблонной плодожорки в сезоне 1988г. (в садках) I - природные, 2 - наследственно-дефектные

ныэ самда с природными самками (34,6$). По остальным показателям, в частности, плодовитости, НД самцы проявили также высокую активность: среднее число яиц в кладках от НД самцов составляло 66,1 шт, тогда как в контроле - 40,8 шт. Отрозвдение личинок при спаривании НД самцов с природными самками составляет 82,7$ против 18,5$ в контроле.

Таблица 3

Репродуктивные свойства наследственно-дефектных самцов, помещенных в опытный сад

Вариант опыта Число скрещиваний Оплодотворено самок, $, М + ш Число самок, отложивших яйца, $ Среднее число яиц на I самку Огрожцение личинок,$ М + ш

о х с? ЦЦ 188 31,4+3,4 14,8 66,1+3,4 18,5+2,8

Контроль (природ ная популяция) . 294 34,6+2,8 21,8 40,8+7,3 82,7+2,2

При сравнении гибели НД и природных особей в период прохождения зимовки оказалось, что НД особи больше погибают в фазе гусеницы (5,2$), чом в фазе куколки (2,3$). Возможно, при переводе НД особей в новые коконники при повторной завивке некоторые гусеницы ослабевают, что и является причиной их гибели. По общему количеству погибших особей нет существенной разницы между БД (7,5$) и природными особями (7,2$). Продолжительность жизни НД бабочек в природе составляет 10,4 дней, в то время как природных самцов - 9,9 дней.

Глава 4. Влияние выпуска наследственно-дефектных самцов яблонной плоттожорки на численность природной популяции.

4.1. Определение соотношения НД и природных самцов, необ-

ляции. Облучение самцов бабочек яблонной плодожорки гамма-лучами в дозе 8 крад вызывает в их наследственном аппарате летальные изменения, обусловливающие гибель 22$ эмбрионов в кладках от спаривания их с интактными самками (Саркисян и др., 1978). Оставшиеся в живых и завершившие развитие самцы оказываются

- 15 -

наследственно-дефектными и при спаривании с интактными (природными) самками вызывает гибель более чем 87? эмбрионов, что в 4 раза превышает гибель потомства облученного отца. Такую высокую степень проявления летального эффекта НД самцов первого поколения использовали для подавления численности природной популяции яблонной плодожорки.

Для выявления соотношения интродуцируемых в популяцию НД самцов к природным, обеспечивающего максимальное подавление спаривания между собой природных пар в сроки вылета бабочек зимующего поколения (с 18 по 20/7), создавали модельные гопулящш вредителя в условиях изолированного капроновой сеткой насаждения карликовой яблони (помонарий 160 ы2, разделенный на 5 изолированных отсеков площадью 30 м2 и высотой 2,5 м). В каждый из отсеков шмонария выпускали природных и НД бабочек в разных соотношениях. Для всех вариантов опыта использовали одновременно вылетевших однодневных бабочек.

Учет численности гусениц проводили в три срока, с 5/71 по 20/71, после их проникновения в плоды. Эти сроки совпали с I, П, Ш возрастом развития гусениц. При каждом учете плоды снимали.

Результаты учета числа проникших в плоды гусениц и степень подавления численности в модельных популяциях показали, что 9-кратвое превышение в шпуляции числа НД самцов над природными подавляет численность потомства примерно в три раза, тогда как 18-кратное обеспечивает максимально ожидаемую степень подавления численности вредителя. Повышение числа НД самцов к природным да соотношения 25:1 не ведет к существенному изменению степени подавления численности популяции яблонной плодожорки.

4.й. щщгск тшпстоинр-дэФ?дтшр; самдод в тиши. лады

низменной и горной зоны. Осенью 1987 г. выпуск НД биоматериала был осуществлен в Араратской равнине в яблоневом саду площадью 2 га Арташатсюэго садоводческого совхоза, заложенном в 1972 г., смешанном ш сортовому составу. При подсчете зимухщх гусениц оказалось, что в саду осталось на зимовку 1088 гусениц-самцов.

Зимой в сад были внесены диапаузирухщие гусеницы яблонной плодожорки, потомки облученных гамма-радиацией самцов и интакт-ных самок, в количестве 19,6 тыс.особей-самцов (из расчета 18 интродуцируемых НД самцов на I самца природной популяции).

- 16 _

Лет бабочек в опытном и эталонном (сад, в тотором проводили стандартные дая данной зоны химические обработки) садах начался практически одновременно. Изучение лета насекомых в контрольных садках также показало совпадение динамики лета НД самцов и природных особей, что свидетельствует о высокой синхронности развития этих популяций.

При проведении анализа динамики повревденности плодов выяснилось, что зараженность плодов в опытном саду к концу июня ниже, чем в эталоне, в 10 раз (3,5 против 35,2$) (табл. 4). Согласно данным других исследователей (Марджанян, 1968; Касумян, 1973), к этому времени поврежденноеть плодов яблони в исследованном районе может достигать 40-95$. Снижение поврежденности плодов в опытном саду свидетельствует об эффективности выпуска НД биоматернала против постдяапаузного поколения, так как известно, что поврежденноеть плодов яблонной плодожоркой в первой половине сезона обусловливается перезимовавшими вредителями (Гребенщикова, 1978). К середине шин поврежденность плодов в опытном саду начинает увеличиваться за счет гусениц второго поколения. В дальнейшем идет нарастание повревденности 'плодов, и ко Бремени съема плодов этот показатель достигает 90-100$. Обнаруженный факт снижения повревденности плодов в съемном урожае несомненно следует отнести на счет подавления первой генерации и сохранения некоторого уровня эффекта летального груза в последующих генерациях.

Полученные данные свидетельствуют о том, что одноразовый выпуск НД особей недостаточен для снижения вредоносности плодожорки до экономического порога вредоносности в природных условиях, где число генераций достигает двух и более.

В следующем году выпуск НД особей был осуществлен в Мартунин-ском районе (горная зона), где яблонная плодожорка развивается в одном поколении. Яблоневый сад по сортам смешанный, возраст сада 18 лет. Наблюдения проводили на трех отдаленных друг от друга участках. На опытном (2 га) и контрольном (0,5 га) участках химическую обработку против яблонной плодожорки не проводили. На участке сада, выбранном в качестве эталона, были проведены 2 химические обработки против яблонной плодожорки.

Осенью на опытный участок были вынесены диапаузирующие гусеницы-самцы яблонной плодожорки, потомки облученных гамма-радиа-

- 17 -

Таблица 4

Результаты учета зараженности плодов на деревьях и в падалице в опытном и контрольном садах (равнинная зона, 1987 г.)

Сроки учета

Зараженность плодов на деревьях. %

Число плодов в падалице

опнт

контроль

опыт контроль

Всего шт.

<9

/О

поврежденных

Всего шт.

%

поврежденных

Среднее число гусениц в ловчих _ поясах_

опыт

контроль

30 июня 3,5 35,2 38,0 57,2 195,5 91,2 3,9 42,5

10 июля 14,4 22,6 48,2 64,0 405,0 93,0 4,5 33,0

1 30 июля 16,1 31,6 155,5 87,0 243,1 95,5 12,5 16,7

ш 20 августа 18,3 12,5 ' 180,3 95,1 195,9 92,0 19,2 10,3

10 сентября 33,3 10,0 354,0 92,3 170,2 89,4 9,4 5,8

цией (8 крад) самцов и интактных самок в количестве 16,0 тнс. особей (из расчета 18 интродуцируемых НД самцов на I самца природной популяции). Предварительный подсчет зимующего запаса гусениц в этом саду был сделан осенью предыдущего года. Он составил 900 гусениц-самцов.

Результаты (табл. 5) показывают, что в опытном саду, куда был интродупирован НД биоматериал, уровень зараженности плодов понижен (1,2$) по сравнению с контрольным участпом, где наблюдается интенсивное заражеште (13,8$). Снижение поврежденности плодов на опытном участка по отношению к контролю достигло 93,4$, а повревденность плодов (1,2$) но превысила экономического порога вредоносности (2$).

Таблица 5

Поврежденность плодов на разных участках яблоневого сада (горная зона, 1988 г.)

Дата Число плодов Дата Число плодов

Участки сада уче та зсого поврежденных.^ я 748 та всего поврежденных,Ж

Опытный 15.7Д 10000 0,8±0,14 8 .IX 6433 1,2±0,14

Контрольный 10000 14,3±0,14 1163 18,3-1,14

Эталонный 10000 0,01±0»09 584 0,2-0,17

Результаты опытов однозначно свидетельствуют о высокой эффективности разработанного метода генетической борьбы с яблонной плодожоркой и о возможности его использования в производственных условиях для снижения вредоносности этого вида ниже экономического порога в климатических зонах с одной генерацией вредителя в течение года.

Были проведены расчетные данные для оценки экономической эффективности генетического метода борьбы с яблонной плодожоркой в горной зоне Армении. Коэффициент увеличения урожайности в базовом варианте (химическая схема) по сравнению с контрольным (без обработки) составляет 18$, в то время как в новом (генетическая схема) варианте - 6$. По снижению себестоимости продукции базовый вариант (15,8$) близок к новому (10,7$). Чистый до- 19 -

ход при использовании нового генетического метода борьбы с яблонной плодожоркой выше (1214 руб.), чем в контроле (897 руб.) однако меньше, чем в базовом варианте (1287 руб.).

Относительно высокие затраты на производство генетически дефектного биоматериала вызваны тем, что многие процессы выполняли вручную и что разведение насекомых проводилось на естественном корме. Механизация звеньев производства и переход на искусственный корм удешеаят производство НД биоматериала.

ВЫВОДЫ

1. Изучение биологических особенностей яблонной плодожорки в разных зонах плодоводства показало, что в равнинной зоне вредитель развивается в трех генерациях, в то время как в горной зоне - в одной. Лет бабочек постдиапаузного поколения в равнинной зоне начинается с конца апреля и продолжается в среднем 47 дней, а в горной зоне - с первой половины июня и продолжается 72 дня. Интервал между вылетом бабочек и откладкой яиц в равнинной зоне составляет в среднем 6,0 дней, а в горной - 13,5 дней. Отрождение гусениц в равнинной, зоне начинается во второй полотне мая, а в горной - в конце июня.

2. Популяции яблонной плодожорки, собранные в разных географических зонах плодоводства и помещенные в одинаковые условия, проявляют различия в динамике лета бабочек постдиапаузного поколения. Первыми вылетают бабочки равнинной популяции и только затем - горной. При скрещивании разных популяций не было обнаружено репродуктивной изоляции. Таким образом, для приготовления НД материала можно использовать обе изученные популяции с целью их выпуска в обе зоны.

3. Изучение структуры популяции в равнинной зоне показало, что основной зимующий запас гусениц в саду составляют особи, ушедшие в диапаузу в августе. Это необходимо учитывать при подготовке НД материала, имея в виду различия в репродуктивной способности особей, уходящих в диапаузу в разные сроки сезона.

4. БД особи, выпущенные в природные популяции в обеих зонах, вылетают синхронно на протяжении всего лета бабочек. НД самцы, разведенные в лабораторных условиях, не уступают по воспроизводительным способностям природным особям. Они с такой же активностью спариваются с природными самками, как и природные

- 20 -

самцы, и в то se время резко снижают репродуктивный потенциал самок.

5. Для оптимального использования НД самцов яблонной плодожорки, полученных в первом поколении от спаривания облученных самцов с интактными самками в условиях изолированных насаждений яблони, необходимо создавать соотношение НД самцов к природным не меньшее, чем 18:1. Дальнейшее повышение числа НД самцов к природным не ведет к существенному изменению степени подавления численности популяции.

6. Одноразовый выпуск НД самцов в равнинной зоне, где число генераций достигает двух и более, подавляет репродуктивный потенциал вредителя и снижает вредоносность плодожорки, однако не достигает уровня экономической целесообразности.

7. Одноразовый выпуск НД самцов в горной зоне, где яблонная плодожорка имеет одну генерацию в год, обеспечивает снижение повревденности плодов на опытном участке по сравнению с контролем на 93,6$. Повреждение плодов составило 1,2$, что ниже экономического порога вредоносности.

8. Разработанный в лаборатории генетический метод борьбы с яблонной плодожоркой, имеющий важное природоохранное значение, прошел производственную проверку в хозяйствах Армении и оказался экономически эффективным. Чистый доход при применении нового генетического метода борьбы с яблонной плодожоркой выше (1214 руб.), чем в контроле (без обработки), однако несколько меньше, чем в базовом варианте (химическая схема) (1287 руб.).

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Новый генетический метод "борьбы с яблонной плодожоркой как экологически чистый может быть рекомендован для использования во всех зонах плодоводства, где яблонная плодожорка развивается в одном поколении в год. Для Армении метод целесообразно использовать в рекреационных зонах, в частности, в бассейне оз. Севан, где проведение химических обработок запрещено законодательно.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

I. Акопян A.C., Саркисян С.М. О диапаузе и реактивации гусениц

- 21 -

яблонной плодожорки в популяциях Армянской ССР // Тез.докл. конференции молодых ученых. - Ереван. - 1977. - С. 5-6.

2. Азизян A.A., Саркисян С.М., Акопян A.C., Саркисян Н.К. Биологические предпосылки повышения эффективности борьбы с яблонной плодожоркой // Тез.докл. TD' генетического Конгресса. - Москва. - 1978. - С. 447.

3. Манукяз К.Г., Саркисян С.М., Акопян A.C. Динамика реактивации диапаузирувдях гусениц и вылет бабочек яблонной плодожорки в условиях Араратской равнины // Биол.к.Армении. -198I. - Т. 34, К 7, - С. 688-691.

4. Саркисян С.М., Сантурян Г.Г., Акопян A.C., Сароян Л.К. Опыт использования самцов с унаследованным летальным грузом для генетической борьбы с яблонной плодожоркой // Тез.докл. U съезда Всесоюзного общества генетиков и селекционеров им. Н.И.Вавилова. Кишинев "Штинница". - 1982. - С. 146.

5. Саркисян С.М., Акопян A.C. Использование наследственно-дефектных самцов яблонной плодожорки в снижении численности популяции // Доклады ВАСХНИЛ. - 1983. - lé 4. - С. 25-26.

6. Саркисян С.М., Азизян A.A., Акопян A.C. Массовое разведенке яблонной плодожорки на плодах дикой яблони для использования в генетической борьбе // Тез.докл. I Всесоюзной конференции по промышленному разведению насекомых. - Москва. -1986. - С. 73-74.

7. Азизян A.A., Акопян A.C. Перспективы применения генетического метода борьбы с яблонной плодожоркой //Тез.докл. П Республиканской конференции, посвященной проблемам <|изнко-химической биологии. - Ереван. - 1986. - С. 101.

8. Азизян A.A., Акопян A.C., Оганесян О.Г. Биология и экология яблонной, плодожорки в условиях Араратской равнины // Тез. докл. I Закавказской конференции по энтомологии. - Ереван. -1986. - С. 18.

9. Азизян A.A., Акопян A.C. Влияние мощности ионизирующего облучения на наследование летального груза у яблонной плодожорки. - Тез.докл. У съезда генетиков. - Москва. - 1987. -С. 7-8.

10. Азизян A.A., Акопян A.C. Производственное испытание генетического метода борьбы с яблонной плодожоркой // Инф.бюллетень ШС МОББ. - Ческе Будейовице, Чехословакия. - 1988.

- 22 -

С. 18-27.

11. Азизян А.Л., Лкояян A.C. Генетический метод борьбы с яблонной плодогюркой // Тэз.докл. Ш Республиканской конференции "Достижения физико-химической блолопги и биотехнологии и путл их внедрения". - Ереван. - 1989. С. 74.

12. Азизян A.A., Акошш A.C. Использование гетерогенности природных популяций яблонной плодогоркл в генетическом методе борьбы // Тез.докл. 2 Всесоюзной конференции по промышленному разведению насекомых. - Москва. - 1989. - С. 74.

13. Акопян A.C., Азизян A.A. Половое испытание генетического мзтода борьбы с яблокноЛ плодозоркой // Тез.докл. Konjepen-ции молодых ученых. - Крзван. - 1990. - С. 18.

14. Саркисян Н.К., Азизян A.A., Акопян A.C. Влияние повторной зашЕКП коконов на ^язнеспособность гусениц яблонной плодо-xopicn // Тэз.докл. конференции молодых ученых. - Ереван. -I9S0. - С. 15.