Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Инфекционная патология представителей семейства Noctuidae (insecta, lepidoptera) и оптимизация микробиологической борьбы с хлопковой совкой

ВАК РФ 03.00.09, Энтомология

Автореферат диссертации по теме "Инфекционная патология представителей семейства Noctuidae (insecta, lepidoptera) и оптимизация микробиологической борьбы с хлопковой совкой"

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ МОЛДОВА

ИНСТИТУТ ЗООЛОГИИ

На правах рукописи

ЦУЙ Ливан

ИНФЕКЦИОННАЯ ПАТОЛОГИЯ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ СЕМЕЙСТВА МОСТиЮАЕ (ДО8ЕСТА, ЬЕРЮОРТЕ1*А) И ОПТИМИЗАЦИЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ БОРЬБЫ С ХЛОПКОВОЙ СОВКОЙ

03.00.09 — энтомология 03.00.19 — паразитология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Кишинев 1991

Работа выполнена в Кишиневском сельскохозяйственном институте им.М.В.Фрунзе,

Научный руководитель: доктор биологических наук,

профессор „ В.ВД'УЛИИ

сехьс1сох<?39 исТв-ен-wbUt; Официальные оппоненты: доктор lima л и щ наук

Ь.В.ВЕРЕЩАГИН

кандидат биологических наук

М.В.ЧИРКОВ

Ведущая организация: Всесоюзный научноисследовчтельский институт биологических методов защиты растений.

Занята состоится декабря 1991 г. в " Y " час.

на заседании специализированного совата К 012.04.01. по присуждении ученой степени кандидата биологических наук в. Институте зоологии Ail Республики Молдова (ОТОйв, Кишинев, '¿в, ул.Академика Й.С.Гросула, I).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АН Р^.

Автореферат разослан »¿Г» ноября 1991 года.

Ученый секретарь специализированного совета Л. Н.И.З^ЬКОЬ

•¡нституг зоологии All Республики толдова 1991

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность тени■ Хлопковая совка - Heiiothia armígera Hbn., озимая совка - Aerotia segetum Schiff., и ряд других видов, таких как Н. zea Boddle, Н. vtrescena Fabr., Н. dipaacea L., H.peltigera Schiff.) являются серьезными многоядными вредителями сельскохозяйственных культур в различных странах мира (На, Ding, 1985;Kogan et al., 1985; Twine, 1985). В СССР хлопковая и другие виды совок наносят серьезный вред хлопчатнику в республиках Средней Азии, Азербайджане, кукурузе и овощным культурам на Северном Кавказе и в южных районах Украины.Периодически хлопковая совка проявляет высокий уровень вредоносности в Молдове, где в первую очередь повреждает люцерну, горох, томаты, кукурузу и другие культуры.

Данные по инфекционной патологии хлопковой совки составляют теоретическую основу для разработки практических приемов микробиологической регуляции численности вредителя. К настоящему времени имеется определенный объем информации по рассматриваемой проблеме. В частности относительно хорошо изучен ядерный полиэдроз (Bergold, 1958; Симонова, 1975),описан цитоплазиатический полиэдроз (Гулий и др., 1981; Qlan et al., 1984), отмечено проявление гранулеза (Выборнов, 1978). Хлопковая совка известна также как хозяин энто-мопатогенных бактерий, грибов и простейших (Гулии, Теплякова, Иванов, 1981). Однако инфекционные болезни и их возбудители изучены далеко не полно.

Наиболее существенный недостаток имеющихся сведений по инфекционной патологии хлопковой н близких к ней видов совок связан с тем, что они касаются болезней, впаиваемых отдельными возбудителями, это не позволяет оценить природную ситуацию, когда фитофаг сталкивается с комплексом патогенов.

Отсутствие данных по этим вопросам затрудняет проведение эффективных истребительных мероприятий против вредных совок на основе применения микробиологических средств защиты растений.

Цели и задачи исследования. Основная цель исследовательских работ по выбранной теме связана с изучением инфекционной патологии хлопковой совки и других видов, вызванной высокоспециализированными патогенами. Данная цель рассматривается как необходимая теоретическая основа оптимизации микробиологического регулирования численности вредителя.

Основные задачи исследований следующие:

1. Изучить закономерности проявления инфекционных болезней в природных популяциях хлопковой и других видов совок, а также при разинохении их в лабораторных условиях на искусственных питательных средах.

2. Изучить особенности патогенеза и патоморфологии основных инфекционных болезней хлопковой и других видов совок.

3. Определить основные морфобиоюгические свойства возбудителей инфекционных болезней.

4. Установить характер течения сметанных инфекционных болезней.

б. На основе выявленных закономерностей развития смешанных инфекционных болезней провести оптимизацию приемов микробиологической борьбы с хлопковой совкой.

Научная новизна работы. Исследованы особенности взаимоотношений между различными патогенами, в том числе ВЯП, ВГ, вирусом цитопла-эматического полиэдроза (ВЦП) и микроспоридиями в организме совок, в том числе хлопковой и озимой. Также изучено взаимодействие между энтомопа.огенными нематодами и другими патогенами насекомых.

Изучен патологический процесс развития ВЯП двух совок и Valrl-raorpha plodiae (Kellen et Lindeeren) в гусеницах лабораторной популяции совок и предложена возможность массового производства этой микроспоридии на озимой совке.

Изучен круг хозяев микроспоридии V. plodiae и вирулентность этой микроспоридии для некоторых вредителей-совок, в том числе хлопковой и озимой.

На основе исследований вирулентности вируса ядерного полиэдроза (ВЯП) и микроспоридии V.plodiae для хлопковой совки проведен полевой опыт использования этих патогенов против этого вредителя на хлопчатнике.

Практическая ц'енйость "и внедрение Результатов исследований. Результат проведенной работы могут быть использованы в практике микробиологической борьбы с хлопковой совкой.

Ле 'ораторш;исследования биологии V. plodiae и ее патогенность для многих вредителей-чешуекрылых могут служить основой оптимизации массового производства этой микроспоридии на лабораторной популяции озимой совки и ее использования в борьбе с комплексом вре-дителей-чеяуекрылых, особенно совок.

Апробация работы. Нагериалы диссертации доложены на Всесоюзных научных конференциях по энтомопатогенным вирусам (Новосибирск,1S88, 1969, 1991), на конференции молодых ученик Всесоюзного института защиты растений (Ленинград, 1990), на XI Всесоюзной конференции по нематодным болезням растений (Кишинев, 1991), и включены в программу XIX международного энтомологического конгресса (Пекин, 1992).

Публикация. По материалам диссертации опубликовано семь работ.

Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и выводов Список литературы включает 286 наименований.Общий обгем 153 страницы машинописного текста. Работа включает 34 таблицы и 23 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Инфекционные болезни Heliothls арр. н других совок и использование патогенов в борьбе с этими вредителями (Обзор- литературы)

В обзоре литературы приведены сведения по инфекционным заболеваниям совок рода Heliothia и некоторых других близких к ним видов. Особое внимание уделено изучению взаимодействия между различными патогенами совок в одном хозяине. Дан анализ современного состояния производства и практического применения микробиологических препаратов в борьбе с совкани.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Глава 2. Материалы м методы исследований

Опыты проводили главным образом на хлопковой и озимой совках, которых содержали на искусственной питательной среде (ИПС). Для определения круга хозяев микроспоридий использовали 13 видов насекомых - представителей отрядов чешуекрылых и жесткокрылых.

В опытах нашли пременение ВЯП и ВЦП хлопковой совки, ВЯП н ВГ озимой совки, микроспор'!*;:?:! Noaeica algerae. Nosema pyrauataa, Nosema hydroeciae, V. plocHae и энтомопатогенные нематоды - Steiner-nema carpocapsa»Weiкег и S.auomali Kozodol. Вирусные включения выделяли посредством гомогенизации погибших насекомых, фильтрации и дифференциального центрифугирования. Изовяцню спор микроспорнднй

проводили по методике, описанной в литературе (Vavra.Maddox,1976). Патогены до опыта хранили при температуре 4-8 °С. Концентрации суспензий вирусных включений и спор микроспоридий определяли с помощью камеры Горяева.

Экспериментальное зараяение вирусами и йикроспоридиями проводили пег^орально по методике К.Игноффо (Ignoffo, 1964 а,Ъ) с изменениями.

При микроскопических исследованиях инфицированных насекомых использовали световые микроскопы (фазовоконтрастный и интерференцион ный). Приготовление препаратов для микроскопического анализа и определение патогенов осуществляли по методике Я.Вейзера (1974), Е. Липы (1974), В.Гулий и С.Рыбиной (19В8).

Для исследований патологических изменений гемолимфы совок использовали методику фиксации In vivo. Для учета общего количества гемоцитов в мм3 гемолимфы и приготовления окрашенных мазков применяли метод, описанный в литературе (Shapiro, 1979; Arnold, Hinks, 1979). Типы гемоцитов определяли по их морфологическим особенностям (Gupta, 1979).

Методика гистологических работ проведена в соответствии с обычными методиками (Елисеев и др., 1967; Ченцов, 1988). Основные процедуры следующие: фиксация материала в смеси Буэна; обезвоживание тканей в батарее спиртов; пропитывание и заливка в парафин; приготовление срезов на санном микротоме и окраска железным гематоксилином по Гейденгайну и эозином.

Полевые испытания вирусных (Вирин-ХС-2) и микроспоридиальных (микроспоридин-2) препаратов против хлопковой совки проводили на хлопчатнике в условиях экспериментальной базы Средне-Азиатского научно-исследовательского института защиты растений. Биологическую эффективность вычисляли по формуле Франца.

Глава 3. особенности проявления инфекционных болезней У совок

Вирусные болезни

В ходе работы выявление вирусных болезней у различных видов со вок, выделены бакуловирусы-возбудители ядерного полиэдроза и гра-нулеза в природных популяциях совок и разводимых на ИПС. Отмечены, регулярное возникающие и остро протекающие эпизоотии ядерного по лиэдроза у капустной и хлопковой совок, спорадически проявляющиеся

заболевания гранулёза и ядерного полиэдроза у озимой совки, как в виде моноинфекции,так и смешанной инфекции.У всех трех видов совок, разводимых в лабораторных условиях, выявлены вирусы -возбудители цитоплазматических полиэдрозов, вызывающие в популяциях насекомых торпидные эпизоотии.

Для острых эпизоотий характерны высокие коэффициенты смертности (более 80 %) , которые отмечены в лабораторных популяциях хлопковой и озимой совок, специальные опыты на озимой совке подтвердили, что при заражении гусениц ВЯП по группам часто проявляется каннибалис-тическое поведение гусениц и их травмирование. Анализируя динамику смертности гусениц от ВЯП нами отмечено два пика гибели на седьмой

восьмой и на 13-15 дни после заражения, второй пик смертности гу~

»

сениц очевидно вызван вторичным заражением, связанным с каннибализмом .

Подострые эпизоотии характеризуются коэффициентами смертности, лежащими в пределах от десяти и более единиц. Подобными коэффициентами характеризовались эпизоотии, зарегистрированные в природных популяциях капустной и озимой совок.

Изучение вирулентности ВЯП хлопковой совки проводили на гусеницах второго и четвертого возрастов. В результате определено уравнение регрессии между у (пробит процент гибели) и х (log дозы, полиэдров/гусеницу) для четвертого возраста гусениц хлопоковой совки: у - 3,875 + 0,552х (SEb = 0,326). ЛТбо для гусениц четвертого возраста при заражении ВЯП дозами 102, 103, и 104 полиэдров/гусеницу составили 7,78, 6,74 и 6,14 суток, соответственно.

Аналогичные работы проведены с гусеницами различных возрастов озимой совки. При этом, кроме вируса-возбудителя ядерного полиэд-роза использован ВГ Показано,что селекционная линия озимой совки, высоко восприимчив» к ВГ и количество вирусных включений, получаемых из одной гусеницы пятого возраста, достаточно для того, чтобы вызвать гибель более двух миллионов гусениц третьего возраста. С возрастом V насекомых увеличивается резистентность к вирусам. Во всех случаях прослеживается тенденция уменьшения показателя ЛТео при увеличении дозы инфекционного материала.

Ми уделили большое внимание патоморфологии гемолимфы, поскольку известно,что кровеносная система, жировое тело, эноцитоиды и пери-кардиальные клетки составляют единое функциональное целое, развивающееся п процессе онтогенеза из материала мезолермальннх сомитов,

и патоморфологические реакции выше названного клеточного комплекса могут Иметь общую картину. На веек этапах инфекционного процесса отмечалось снижение общего количества гемоцитов всех типов , что позволяет сделать вывод об отсутствии активных защитных функций клеток крови при заболевании ВЯП (табл.1).

Гистологические исследования показали, что все бакуловирусы хлопковой и озимой совок вызывают патоморфологические изменения образованием вирусных включений в клетках ткани, имеющим экзо- и мезодермальное происхождение. Наиболее глубокие патологические изменения происходят в клетках мирового тела, гиподермы, эпителия трахеального матрикса и в гемоцитах.

« Таблица 1

Изменение общего числа гемоцитов в им3 у гусениц четвертого возраста хлопковой совки при заражении ВЯП*

Время : Количество гемоцитов в мм»

после :----------------------------------------------------

заражения : Контроль При заражении ВЯП

(сутки) :-----------------------------------------------------

: Среднее : Отклонение : Среднее : Отклонение

1 36000 6240 26200 4330

2 55400 5950 18000 5630

3 42800 6770 18400 2660

4 36600 ЗОЮ 15200 3480

Б 45000 4730

* Доза 0,02 мл/гусеницу, концентрация 4,25 х 10" полиэдров/мл. Температура инкубации 2В±1 °С. На пятые сутки все гусеницы в зараженной группе погибли от ВЯП.

Патологические изменения морфологии гемоцитов носят специфический и неспецифический характер. Во всех случаях патологические изменения затрагивают клеточную поверхность,цитоплазму с органоидами и ядро. При вирусных заболеваниях совок у гемоцитов наблюдается образование крупных выростов цитоплазмы - псевдоподий, нередко . с крупными вакуолями.Обычным проявлением вирусной патологии является появление на поверхности различных типов гемоцитов большого коли-

чества шаровидных выростов цитоплазмы.В ходе инфекциоиного процесса они отделяются от клетки и попадают в плазму. Крайней формой неспецифических изменений является возникновение плазматоза. При этом дегенерирующие клетки теряют целые участки цитоплазмы и в гемолимфе больных насекомых обнаруживается большое количество отдельных фрагментов клеток и ядер, лишенных цитоплазмы. К неспецифическим изменениям в гемоцитах можно отнести образовавие вакуолей в цитоплазме. Неспецифические изменения также наблюдаются в ядре и связаны они преимущественно с конденсацией хроматина в плотные ба-зофильные массы неправильных форм.

Близкие к описанным изменениям гемоцитов можно наблюдать в клетках других, чувствительных к заражению тканей и органов.

Проюзойные болезни

При исследовании патологического материала, собранного в популяциях различных видов вредных совок, был обнаружен микроспоридиоз среди гусениц картофельной совки, полученной из Белоруссии. На основании морфобиологических особенностей возбудитель заболевания отнесен к виду Nosema hydroeciae,первоначально описанному Н.В.Исси и М.Т.Ткач (1968) из Санкт-Петербургской области.

При экспериментальном заражении хлопковой, озимой, капустной и донниковой совок несколькими видами микроспоридин, в том числе N. algerae, V. plodiae, N.pyraustae и N. hydroeciae выяснено, что четыре вида совок высоко восприимчивы к первым двум патогенам. В связи с тем, что наиболее эффективной оказалась V. plodiae мы провели ее более детальное изучение.

При выявлении круга хозяев V. plodiae, из 13 видов насекомых, подвергнутых заражению, восприимчивыми к этой микроспоридии оказались следующие: хлопковая, озимая, донниковая, восклицательная, капустная совки, дубовый шелкопряд, яблонная плодожорка, луговой мотылек, непарный шелкопряд, ивовая волнянка и американская белая бабочка. Среди восприимчивых видов,совки проявили наиболее высокий уровень чувствительности, что дает основание рассматривать этот патоген как весьма перспективный для использования в биозащите.

Специальные исследования уровня вирулентности V. plodiae проведены на гусеницах различных возрастов хлопковой, озимой, капустной и донниковой совок. Результаты заражения гусениц хлопковой совки второго-пятого воэрастоя показывают, что хлопковая совка высоко

восприиимчива к V. plodiae. Даже при умеренной дозировке процент смертности от специфического заражения гусениц пятого возраста от иикроспоридии достигает 90 % и более.

При заражении V. plodiae в высоких концентрациях (10е, 10е спор/ мл) многие гусеницы хлопковой совки гибнут в течение двух суток. Причем ЛТво для гусениц старыйх возрастов не больше, чем для гусениц младших возрастов. По всей вероятности это связано с тем, что гусеницы старших возрастов съедают среду со спорами в очень короткое время, при этом многие споры, попадая в кишечник, выбрасывают полярные трубки, что приводит к травмированию стенки кишечника и проникновению сапрофитной микрофлоры в полость тела. В конечном счете гусеницы погибают от септицемии.

При оценке вирулентности У. plodiae на гусеницах озимой совки установлены уравнение регресии у = а + Ъх и стандартная ошибка уклона (БЕЬ): у = 4,290 +0,350 х (SEb = 0,231) (у - пробит процента гибели; х - log дозы, спор/гусеницу). ДДоо для гусениц пятого возраста озимой совки при заражении V. plodiae, рассчитанная по уравнению регрессии, составила 107 спор/гусеницу. В зависимости от дозы инфекционного материала при заражении существенно меняется показатель ЛТво. При низких дозах инфекционный процесс носил хронический характер, в эгих случаях инфицированные гусеницы могли жить больше месяца. Во всех вариантах гибель наступала не ранее чем через тесть дней после заражения.

Гусеницы четвертого возраста донниковой совки, как и ее близкий вид хлопковая совка, тоже высоко восприимчивы к V. plodiae. Экспериментальное заражение насекомых показало,что с повыаением дозы инфекта смертность гусениц от септицемии увеличивалась. 100 % гибель гусениц наблюдалась во всех вариантах, обработанных спорами микроспоридии при дозах 500 - 600000 спор/гусеницу.

При заражении гусениц капустной совки третьего возраста V. plodiae установлено,что с увеличением дозы от 2250 до 225000 спор/гусеницу уровень гибели от микрослоридиоэа повысился от 13,3 * до 26,7 * Некоторое насекомые погибли от сметанных инфекций ВЯП и V. plodiae. Интересно отметить, что при заражении V. plodiae уровень смертности гусениц капустной совки от ВЯП повысился приблизительно на 20 X по сравнению с контролем. Это очевидно связано со стимуляцией спорами микроспоридии вирусного заболевания.'

При исследовании гусениц, зараженных V. р1о(11аа, установлено, что развитие паразита и формирование спор происходят только в клетках жирового тела. Специфические патологические изменения клеток наблюдаются преимущественно в цитоплазме. Начальные этапы инфекционного процесса сопровождаются интенсивной вакуолизацией цитоплазмы, затек гипертрофией и последующим разрушением клетки, ядро при этом часто остается интактным. Заражение V. р1о(Наа не всегда приводят к гибели насекомых в Фазе личинки,в ряде случаев, часть особей погибает в процессе метаморфоза. При этом наблюдается проявление тератогенного эффекта. Чаще всего тератогенный эффект связан с появлением куколок, имеющих морфологические признаки личинки. Куколки с такими аномальными признаками погибали.Наблюдения за динамикой гибели насекомых, зараженных V. р1о<Лае, позволяют выделить пики смертности, связанные с линьками и метаморфозом.

Изучение жизненного цикла V. р1о<11ае подтвердило данные других авторов (Р111еу, 1976; Ма1опв, 1984). При более высоких температурах (более 25 °С) , V. р1ос!1ае имеет преимущественно диспоробласти-ческий цикл развития с образованием двуядерных спор. При более низких температурах она еще имеет октоспоробластическое развитие с образованием одноядерных спор, заключенных в панспоробластичес-кой мембране.

Инвазии, вызываемые нематодами

При экспериментальном заражении озимой совки нематодами установлено, что наиболее чувствительными к инвазии являются имаго (100 % гибель), которые характеризуются тонкими межсегментными участками брюшка; где и происходит проникновение нематод в полость тела.Кроме того,дополнительное питание жидкой пищей, например, раствором сахара, может обеспечить эффективное проникновение инвазионных личинок в кишечник и далее во внутреннюю среду. Менее успешно осуществлялось заражение гусениц, гибель которых составляла 42 X. Наибольшую устойчивость по отношению к нематодам проявили Несекоиые в фазе куколки, что связано с особенностями морфологии кутикулы. Смертность куколок составила не более 10 причем выхода нематод не отмечалось.

Величина инокулюма нематод оказывает существенное влияние на уровень смертности хозяев. Зависимость уровня от дозы выражается не только в общем повышении процента смертности, но и в сокращении

периода гибели насекомых. В специальных опытах также установлено различие степени инвазионной активности личинок разных видов энто-мопатогенных нематод, при этом показано, что БЪе1.петета апотаН более активно заражает гусениц озимой совки, чем Б. сагросарэае. Общий процент гибели насекомых от Б. апотаИ через 72 часа (72 %) был значительно выше, чем от 5. сагросарэае (42 %); наступление гибели происходило также раньше от 5. опотаИ, чем от Б. сагросар- • вае.. Соответственно, выход инвазионных личинок нематод Б. апошаИ нового поколения из зараженных гусениц начинался уже на седьмой день с момента заражения, тогда как выход Б.сагросарзае затягивался на два-три дня.

Глава 4. взаимодействие между различными патогенами

в организме совок В лабораторных условиях изучены взаимооотношения между ВЦП хлопковой совки и У.рХосНае на гусеницах четвертого возраста хлопковой совки.Использованные дозы ВЦП и микроспоридий вызвали смертность гусениц ниже 50 X. При смешанном инфицировании двумя патогенами отмечено повышение общей смертности гусениц. Ливь в отдельных случая* из варианта "ВЦП + михроспоридия" отметили смешанное заражение, при этом полиэдры обнаружили в эпителии средней кишки,споры - в жировом теле.Результаты опыта изображены графически на рис. 1.

я

I

о Я

ь о,

41 б

V х № я О

а и

40 -

У>

20 -

10 -

| [ микроспоридиоз ВЦП

смешанное заражение

У.р1ой1ае ВЩ 7,р1о<11ае +

ВЦП

Рис.1. Ход смешанного инфицирования гусениц четвертого возраста хлопковой совки вирусом цитоплазматического полиэдроза (ВЦП) и микроспоридией Уа1г1тогрЬа р1о<11ае. Доза микроспоридии 2,6x10-» спор/гусеницу, доза ВЦП 1,5х106 полиэдров/гусеницу.

В наших опытах общая смертность гусениц хлопковой совки при смешанном инфицировании (40 %) была не только намного выше смертности при моноинфицировании ВЦП (13 %) и V. р1о(11ае (10 X), но и выше их алгебраического суммирования (23 %). Эти результаты свидетельствую* о явном синергитическом взаимодействии между двумя патогенами,которое соответствует,согласно категории Г.Бэнза дополнительному синергизму. Надо отметить, что смертность гусениц от микроспоридиоза при смешанном заражении увеличивалась более чем в два раза в сравнении с моноинфицированием, а уровень смертности гусениц от полиэдроза в двух вариантах находился практически на одинаковом уровне. Причиной этого явления могло служить то, что проникновение вируса в эпителий кишечника, возможно, спосс >ство-вало инвазии спороплазмы микроспоридии.

Результаты исследований взаимодействия между ВЯП, ВГ и V. р1о-сИае в гусеницах озимой совки показаны в таблица* 2,3,и 4.

Из таблиц 2 и 3 видно, что между вирусами и микроспоридней проявлялась интерференция, при которой общая смертность была ниже, чем при моноинфицировании или почти на одинаковом уровне. В случае первоначального инфициробания микроспоридией и через 24 часа виру-

Таблица 2

Смертность гусениц четвертого возраста озимой совки при смеаанном инфицировании вирусом ядерного полиэдроза (ВЯП) и микроспоридиеЯ (И) 7а1г1тогрЬа р!о<11ав *

:Общее число: Вариант : гусениц : : в опыте Количество М особей, ВЯП погибвих от : М + ВЯП Всего :

;онтрояь 40 0 ' 0 0 0

М 40 4 - - 4 (10 %)

ВЯП 40 - 4 - 4 (10 X)

! + ВЯП(а) 40 2 1 1 4 (10 X)

ЯП + М (а) 40 В 5 0 13 (32,5 X)

+ ВЯП (б) 40 2 3 ' 0 5 (12,6 X)

Концентрации патогенов: 4,25 х 10е полиэдров/мл и 10« спор/мл. Дозировка 0,005 мл/гусеницу. Гусениц содержали индивидуально, а - инфицирование двумя патогенами проводили с интервалом в 24 часа; б - одновременно.

Таблица 3

Смертность гусениц четвертого возраста озимой совки при смешанном инфицировании вирусом гранулёза (ВГ) и микроспоридией (М) Уа1г1тогр1ш р!о<11ае *

Вариант : Общее число: гусениц : в опыте : Количество И особей, ВГ погибших от : M + ВГ -: Всего

Контроль 40 0 0 0 0

M 40 4 - - 4 (10 ¡G)

ВГ 40 - 13 - 13 (32,6 %)

M + ВГ (а) 40 в 0 0 8 (20 X)

ВГ + И (а) 40 2 1Т 3 22 (55 %)

U + ВГ (б) 40 4 5 3 12 (30 %)

* Концентрации патогенов: ВГ, 10-в; микроспоридия, 104 спор/мл. Дозировка 0,005 мл/гусеницу, а,б - обозначения как и в таблицё 2.

Таблица 4

Смертность гусениц четвертого возраста озимой совки при смешанном инфицировании двумя бакуловирусами ВГ и ВЯП *

Вариант : Общее число: : гусениц : в опыте Количество особой погибших от Всего :

ВЯП ВГ : ВЯП + ВГ

Контроль 40 0 0 0 , 9

ВЯП 40 4 - - 4 (10 %)

ВГ 40 - 13 - 13 (32,-Б %)

ВЯП + ВГ (а) 40 1 10 0 11 (27,5

ВГ + ВЯП (а) 40 3 5 0 8 (20 %)

ВЯП + ВГ (б) 40 1 6 1 В (20 %)

* Условия те же, что и в таблицах 2 и 3.

сом, развитие вирусных инфекций ингибировалось и смертность от ВЯП была ниже,'чем при moi; .¡инфицировании ВЯП. В аналогичных опытах с ВГ гибель насекомых от гранулёза вообще не проявилась. Однако, если

первоначально гусениц инфицировали вирусами,а через 24 часа микроспоридиями, то смертность от вирусных болезней была выие, чем при моноинфицировании ВЯП или ВГ. Отмеченное явление может быть связано с вторичным инфицированием микроспоридией, стимулирующей развитие вирусной болезни. При одновременном инфицировании наблюдали интерференцию между микроспоридией и вирусами.

Антагонизм также наблюдали между двумя бакуловирусами. Гри одновременном и очередных инфицированиях общая смертность от вирусных заболеваний была ниже, чем при моноинфицировании. Антагонизм между тремя патогенами видимо можно объяснить тем, что их развитие происходит в одинаковых органах хозяина и между ними может оыть конкуренция за место размножения.

Гусениц озимой совки на последних этапах развития инфекционного процесса,вызванного вирусами ядерного пояиэдроза, гранулеза и микроспоридией V. р1осШе заражали инвазионными личинками нематоды ВЪе1пегпета сагросарзае. Результаты показали, что нематоды активно проникали в тело больных гусениц и нормально развивались в теле Насекомых, ткани которых были заполнены сформировавпимися включениями бакуловирусов и спорами микроспоридий. Изучение нематод, эынедпих из этих гусениц, подтверждало присутствие включений баку-ювирусов и спор микроспоридии в кишечнике нематоды. Нематоды, оставаясь интактнымм, по всей вероятности имеют значение как' >актор распространения патогенов насекомых.

Глава 5 , Иа ссовбёп олзГчени ё патогенов й микробиологическая борьба "с хлопковой совкой

Технологическая схема получения вирусных и микроспоридиальных репаратов состоит из ряда последовательных этапов, этот процесс ключает в себя: массовое разведение насекомых, накопление пато-енов в насекомых, очистку и хранение полученного биоматериала.

При исследовании продуктивности V. р1оЛ1ав в озимой и хлопко-ой совках выявлено, что для гусениц хлопковой совки в каждом озрасте средний вес гусениц во время гибели уменьвался с возрас-анием дозы микроспоридии. Средний вес гусениц, погибших до ЛТво, гньше чем после ЛГво. Это связано с большим сроком инкубационного зриода. Показано, что в каждом возрасте средняя масса спор в од-эй гусенице также уменьшалась с возрастанием инфекционных доз 1кроспоридии. При небольших дозах гусеницы прожили болыве и мик-

роспоридии постепенно полностью заполняли жировое тело хозяев, в связи с чей выход спор из одной особи был болыае, чем при высоких дозах. У гусениц пятого возраста, при заражении дозами 500 - 50000 спор/гусеницу.большинство насекомых погибло на конечных этапах личиночного развития, когда гусеницы к периоду гибели достигли выше 250 мг и поэтому масса спор, содержащаяся в одной особи, была максимальной. В общем для гусениц хлопковой совки второго-пятого возрастов при заражении дозами 50 - 50000 спор/гусеницу, увеличение массы спор колебалось в пределах от 8,1x10» до 2,8х107 раз. |

Продуктивность микроспоридии в гусеницах озимой совки пятого возраста была высокой,общая масса спор от одной особи находилась в пределах 2-5х1О0,увеличиваясь от исходных доз до 3,3 млн раз. Масса спор на один уг веса тела также была высокой (около 10 млн спор/мг)(табл.5).

При заражении гусениц озимой совки пятого возраста дозой 10е спор/гусеницу получено уравнение корреляции между весом х (мг) и массой спор в особи у (ilO8): у = 0, 126х - 2,154. Статистический анализ установил значительную корреляцию на уровне 1.

Таблица 5

Продуктивность V. plodlae на гусеницах пятого возраста озимой совки *

: Масса спор •.Увеличе-: Масса

Доза, : Вес тела гусениц : в одной :ние от : спор в мг :

спор/ : во время гибели : гусенице. ••исходной: веса гусе-: п :

гусеницу: (H±SD), мг ; 100 млн :дозы,раз: ниц,10 Млн:

103 306 40 i 106,87 33,33*29,98 3,33x10е 1,03*0,55 10

10* 259 13 ± 77,00 53,00431,45 5,30x10® 2, 08*1,12 16

10= 283 40 ¿ 91,38 48,72*41,67 4,87x1o4 1,64*1,11 15

10в 292 79 i 77 ,67 34,74*21,75 3,47x10® 1,1710,67 39

10' 258 30 ± 78,83 20,68*26,88 2,07x102 0,68*0,70 10

Результаты опытов по изучению продуктивности У.р1о<Нае в озимой и хлопковой совках служат основой массового производства микроепо-ридии в этик хозяевах, которые колонизированы в лаборатории.В связи с высоким содержанием спор в одной гусенице (10е) и меньшей степенью каннибализма озимой совки мы рекомендуем производить V. р1о<11ае в этом хозяине.

В опытах по заражению бабочек озимой совки нематодой Steinerneraa glaserl отмечено, что количество выхода нематод из одной особи превышает 40000. Результаты позволяют нам сделать вывод, что бабочки озимой совки являются хорошим хозяином для размножения энтомопато-генных нематод.

Результаты полевых испытаний микробиологических препаратов против хлопковой совки на хлопчатнике приведены в таблице 6.

Так, установлено, что вирусный препарат вирин-ЯС-2 с титром 10 млрд/мл при норме расхода 100 мл/га был эффективен против гусениц младших возрастов хлопковой совки на хлопчатнике.Эффективность препарата вирин-ИС-2 была на уровне 92,23 % от данитола. эффективность препарата микроспоридин-2 (V. plodiae) к 15 дню составила 63 % по второй генерации хлопковой совки, что соответствует 65,4 St к уровню данитола. Эффективность смешанных препаратов к 15 дню составила 92,56 %, была на уровне 98,09 % от данитола. Но разница между обработками вирин-ХС-2 и смесью невелика. Для проверки совместимости двух патогенов требуется тщательное лабораторное и толевое изучение.

Таблица в

Эффективность вирусного, микроспоридиального препаратов и их смеси против гусениц хлопковой совкн на хлопчатнике в условиях Узбекистана

Норма Численность совки, экз/100 раст. •Биоло-

ариант ра схода, Пло- -------- ---------- --------- ------- гическ.

опыта мл/га щадь, до обра- :после обработки на день эффек-

М2 ботки ;--------- -------- ------- тивн.на

: 5 : 10 : 15 15 день

_%_

ирИн-ХС 100 75 12 3,67 2 1 88,85

икроспо-

идин-2 1000 75 12 7 5,67 3,33 63,00

ирин-КС +

якроспо- 50

ядин-2 +500 75 12. 3,67' 1,67 0,87 92,56

»нитол

эталон) 1500 75 12 0 0 0,33 96,33

энтроль - 50 12 11,5 11,0 9,00

Б U Б О Д Ы

1. При исследовании природных и лабораторных популяций хлопковой (fíeliothis armigera), озимой (Agrotis segetum), капустной (Mamestra brassicae), донниковой (Heliothis dipsacea) и картофельной (Hydroecia micacea) совок выделено восемь штаммов бакуло- и реовирусов - возбудителей гранулеза,ядерного и цитопдазматнческого полиэдрозов.

2. Изучена гистопатология и патоморфология вирусных болезней совок. Установлена локализация вирусных включений в органах и тканях насекомых, имеющих экто- и мезодермальное происхождение при ядерных полиэдрозах и гр^нудезах и эндодермальное происхождение при цитоплазматических полиэдрозах. При гематологическом анализе инфицированных гусениц выявлены специфические и неспецифические патоморфологические изменения форменных элементов.Отмечены закономерные изменения гемограммы на различных этапах инфекционного процесса, вызываемого энтомопатогенными вирусами.

3. Определена вирулентность ВЯЛ для гусениц хлопковой совки и ВГ для гусениц озимой совки разных возрастов. Уравнение регрессии у = а + Ьх и стандартная оиибка уклона (ЕЕЬ) для гусениц четвертого возраста хлопковой совки составили у - 3,875 t ü,552x (SEb = О,326)(у - пробит процента смертности гусениц, х - log дозы, полиэдры/гусеницу). ЛДео для гусениц четвертого возраста, рассчитанная по уравнению регресии, составила 109 полиэдров/гусеницу.

4. В процессе изучения особенности горизонтальной передач! инфекта у гусениц озимой совки при заражении ВЯП обнаружено двг пика смертности. Один пик связан с первичным инфицированием, второй обусловлен преимущественно каинибалистическим поведением гусе ниц. Установленная закономерность может быть распространена и на другие виды совок, для которых характерен каннибализм, и особен ности для гусениц хлопковой совки,

5. Изучена специфичность микроспоридий Nosema algerae, N. руга UBtae, N.hydroeciae и Yairimorpha plodiae, среди которых D.algera и V. plodiae в наибоиьвей степени поражают виды совок. Расшире круг хозяев V. plodiae, в который дополнительно включены: хлопке вая, донниковая, озимая, восклицательная (Agrotis exclnmHtionis) капустная совки, дубовый шелкопряд (Antheraea регп> i), луговс мотылек (Loxostege sticticalis), яблонная плодожорка (Сагросар: pomonella) , непарный шелкопряд (l.ymantria dispar), ивовая boj

IB -

нянка (Stilpnotla sállela) и американская белая 6a6o4Ka(Hyphantria гипеа). При экспериментальном заражении микроспоридиями высокими чозами во многих случаях отмечена существенная смертность от септицемии. Это обстоятельство связано с травмами кишечной стенки насекомых под действием освобождающихся из спор полярных трубок. Микротравмы обеспечивают проникновение сапрофитной микрофлоры в полость тела насекомых.

6. Определен показатель ЛДво спор V. plodlae при заражении гу-:ениц пятого возраста озимой совки,который составил 107 спор/особь. 1ри экспериментальном заражении микроспоридиями гусениц капустной :овки отмечено постоянное проявление латентного ядерного лолиэдроза

7. изучен цикл развития микроспоридий V. plodlas. Подтверждено, [го V. plodiae имеет диморфное развитие в зависимости от те.-шера-уры: при повышенных температурах происходит в основном диспоро-¡ластическое развитие, при котором образуются двуядерные споры; а ри низких температурах - октоспоробластмческое развитие, характе-изующееся образованием восьми одноядерны* спор,заключенных в пан-поробластической мембране.

8. Установлено, что совки в фазе гусеницы и имаго восприимчивы заражению энтомопатогенными нематодами Steinernema зрр. Отме-

ено.что 5. anomall более активна в сравнении с S. carpocapsae ри инвазии гусениц озимой совки. При этом активность выражается эк в показателе уровня смертности гусениц, так и во времени вы-зда инвазионных личинок нового поколения.

9. В случаях смешанных инфекций патогены, развивающиеся в Разиных органах и тканях, обладают, как правило, синергитическим ¡аимодвйствием, в то же время, патогены, колонизирующие одни и i же органы и ткани, проявляют антагонизм. Так, синергизм отмечен зду ВЦП и V. plodlae у хлопковой совки, антагонизм - между V. odlae, ВЯП и ВГ у озимой совки.

10. Показана целесообразность массового производства V. plodlae

озимой и хлопковой собках. Установлено, что в гусеницах этих

вок количество спор достигает 10®. отмечена прямолинейная корре-ция между массой гусениц и выходом спор из одной особи.

11. В полевых опытах по борьбе с хлопковой совкой высокую эффе-ивность показал ВЯП. V.plodlae вызывала меньший уровень снижения сленноети гусениц.При совместном применении двух патогенов регу-рующее воздействие их на популяцию вредителя было наиболее супе-венно.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы;

1. Рыбина С.Ю., Гулий В.В., Талпалацкий П.Л., Цуй Ливан. Цито-пяазкатические полиэдрсзы совок//Всесоюз. науч. конф. "Энтомопато-генные вирусы и их роль в защите растений".Тез. докл.-Новосибирск, 1988. - С.30-31.

2. Цуй Ливан, Талпалацкий П.Л. Перспективы использования патогенов в борьбе с хлопковой совкой//0траелевое совещание "Биологические и технологические проблему создания вирусных препаратов дли интегрированной защит« растений". Тез. докл.- Новосибирск. 1989.

- С. 90.

3. Цуй Ливан. Вирус гранудеза и другие патогены озимой совки// Конф. молодых ученых БННИЗР "Экологические проблемы защиты растений" .Тез. докл. - Ленинград, 199D. - С.258-259.

4. Трончу А.К., Цуй Ливан, Гулий В.В. Продуктивность заражения имаго озимой совки нематодой Neoaplectana glaseri//XI Всесоюз. конф. "Нематодные болезни растений".Тез.докл. - Кишинев, 1991,-С.109-110.

5. Цуй Ливан, Рыбина С.Ю., Гулий В.В. Взаимодействие между энто мопатогенными нематодани и другими патогенами наеекомых//Х1 Веесо-из. конф. "Нематодные болезни растений".Тез.докл. - Кишинев, 1991. С.110-111.

6. Цуй Ливан. Горизонтальная передача вирусной инфекции у озимой совки//XI отраслевое совещание "Биологические и технологические проблемы создания вирусных препаратов для интегрированной защиты растений". Тез. докл - Новосибирск, 1991. - С.

7. Cui L.-W. .Rybina S.U.^.Yan Y.-H." Studies on tha busceptibi lity of twelve insects-to the microsporialum Vairimorpha plodiae// XIX International Entomological Congress, Beijing, 1992. - 9 pr

О