<< Предыдущая

стр. 2
(из 8 стр.)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Следующая >>

Вирусы в основном входят в таксономическую группу Baculovirus, имеют двухцепочечную ДНК, безвредны для человека, рыб, птиц, теплокровных животных и многих других полезных организмов. Их подразделяют на три типа: вирусы ядерного полиэдроза (ВЯП), вирусы гранулеза (ВГ) и фильтрующиеся вирусы (ФВ).
В тело жертвы вирусы попадают с пищей, зараженной экскрементами больных и остатками погибших особей. Отмечается возможность инфицирования, например, гранулезом, откладываемых яиц.
Интенсивное изучение вирусов насекомых позволило определить наиболее эффективные способы их использования для ограничения вредных видов. Во-первых, это введение в природную популяцию ранее отсутствовавшего в ней, интродуцированного вируса с целью инфицирования и стабильной циркуляции возбудителя. Известен классический пример по завозу Rabdionvirus на о. Маврикий, с помощью которого удалось подавить высокую численность кокосового жука-носорога (Orictes rhinocorus). Во-вторых,применение различных вирусных препаратов для обработки путем опрыскивания защищаемых насаждений, посевов. Однако в этом случае для получения необходимого их количества требуется организация технологического процесса по наработке препаратов. Поскольку вирусы развиваются только в клетках живых организмов, то для их накопления используют насекомых-доноров, выращиваемых на искусственных средах.
В природных условиях наиболее часто обнаруживается вирус гранулеза. В отдельные годы смертность гусениц Чешуекрылых, например серой зерновой совки, от вызываемого им заболевания достигала 90%. Распространение возбудителей полиэдроза в популяциях, несмотря на то, что он способен передаваться через яйца, обычно незначительно и не превышает 15%.
Повышенной чувствительностью к поражению вирусами обладают младшие и средние возраста (1-4 возраст) вредителей. После инфицирования, примерно через неделю, гусеницы становятся малоподвижными, снижается активность их питания и они погибают. Тело их вздувается и меняет окраску. При разрушении тканей под наружными хитиновыми покровами образуется жидкость с неприятным запахом, как результат вторичного действия бактерий. Патолого-анатомический анализ погибших особей показывает, что возбудитель гранулеза преимущественно локализуется в жировом теле, которое разрушается, клетках трахей и гиподермы в них под микроскопом можно заметить включения в виде гранул. Полиэдроз же повреждает ядра клеток тех же тканей, кроме кишечника, где и обнаруживается в форме шестигранников. Часто инфекция носит комплексный характер.
Для развития и появления гранулеза необходима повышенная влажность и температура воздуха и почвы не ниже 20° Полиэдроз эффективнее распространяется при более высоких температурах - 23-25°С. Важно отметить, что стрессовые воздействия на гусениц (недостаток пищи, обработки пестицидами, изменения температурных условий среды и др.) стимулируют переход латентной инфекции в активную форму.
Для поддержания высокого уровня заражения популяции того или иного вредителя защищаемую культуру приходится обрабатывать за вегетационный период от 5 до 9 раз, например, при защите хлопчатника от совок (Heliothis sp.) и капусты от металловидок (Trichoplusia sp.). Поэтому важно учитывать экономичность использования вирусных препаратов, которая зависит от их исходной активности, восприимчивости объектов, против которых они направлены, и погодных условий в момент обработки. Так, известно, что вирулентность вирусов может резко снижаться под воздействием окружающей температуры, отклоняющейся от оптимальных значений их жизнедеятельности, и прямых солнечных лучей (до 65% за 6 ч.).
Обычно неодинакова биологическая активность и у различных партий препаратов. Это определяется технологией их производства. Известно, что вирусы, например, полиэдроза, проявляют разную разную устойчивость к механическим и химическим воздействиям: в процессе по измельчению биологического материала, центрифугирования, коагуляции спиртом (30-50%),растворения, смешивания с наполнителями, прилипателями и др. Вирус ядерного полиэдроза преимущественно репродуцируется в жировых тканях. Поэтому для стимуляции развития жирового тела насекомых-доноров (гусениц капустной совки и др.) для накопления вирусов, используют соответствующие искусственные питательные среды, например, Монастырский (1983) рекомендует следующий состав : агар-агар - 15,0 г, дрожжи кормовые - 20,0 г, кислота аскорбиновая - 4,0 г, кислота бензойная - 1,0 г, метиловый эфир параоксибензойной кислоты - 2,0 мл, ростки солодовые - 35,0 г, мука кукурузная - 140,0 г, спирт этиловый - 10,0 мл, формальдегид (40%) - 1,0 мл на 1 кг воды.
На основе отобранных наиболее вирулентных штаммов создан ряд промышленных препаратов, в частности из группы Вирина, использующих возбудителей ядерного полиэдроза и гранулеза. Например, в США выпускаются производные этих вирусов, такие препараты как биотрол (VHZ, УТН), вирон Н2 и другие.
Вирин ЭКС готовится из биологического материала (инфицированных вирусом ядерного полиэдроза гусениц Чешуекрылых - шелкопрядов, совок и др.) в виде порошка с титром 1 млрд. полиэдров на 1 г препарата. Его рекомендуют для борьбы с гусеницами младших возрастов капустной совки при нормах расхода 100-200 г/га. Смертность вредителя достигает 88%.
Вирин ХС также выпускается в виде дуста, но с большим титром (7 млрд. полиэдров на 1 г.). Применяется против гусениц хлопковой совки. При дозе 0,5 кг/га численность вредителей через две недели после обработки снижалась на 90%.
Производству был предложен целый ряд препаратов этой группы в виде суспензий (вирин ЭНШ, вирин КШ, вирин АББ). При использовании для борьбы в садах с непарным шелкопрядом вирина ЭНШ (титр 1 млрд/г) при норме расхода 10 мл/100 л воды его эффективность достигала 95% .
Среди зарубежных препаратов, получаемых на основе вируса ядерного полиэдроза, известны рекомендуемые против хлопковой совки - элькар, против непарного шелкопряда - джипчик и волнянок - биоконтрол (США).
Очевидно, в перспективе приоритет будет отдан комплексным препаратам, в состав которых входит целый набор возбудителей, поражающих насекомых. Уже испытана порошковидная форма - вирин АББ-3, содержащая вирусы ядерного полиэдроза, гранулеза общего и кишечного типа (титр 6 млрд/г). Применение его в лесных и садовых насаждениях при норме расхода 100 г/га обеспечивало смертность гусениц американской белой бабочки в пределах 90-95%.

БАКТЕРИАЛЬНЫЕ БОЛЕЗНИ НАСЕКОМЫХ И ГРЫЗУНОВ

Как и все организмы, насекомые и членистоногие взаимодействуют в процессе развития с различными бактериями. Последние обладают достаточно гибким метаболизмом, позволяющим изменять характер отношений между ними. Так, в теле насекомых обитает множество бактерий сапрофитного типа, находящихся с ними в симбиотических связях, которые при стрессовых воздействиях способны переходить в патогенную форму, вырабатывать токсичные для организма соединения и, попадая в гемолимфу, вызывать общее отравление и смерть. В обычных условиях они находятся в латентном состоянии, когда их жизнедеятельность контролируется бактерицидностью биологически активных веществ в пищеварительном тракте и другими защитными механизмами. Первое описание бактериального заболевания у личинок хлебного жука Anisoplia austriaca сделал И.Мечников (1879). В настоящее время зарегистрировано около 250 видов бактерий, способных вызывать различные болезни у членистоногих. Некоторые из них используются для приготовления биологических препаратов. Из патогенных наиболее известны бактерии из порядка Eubacteriales , например, бесспоровая бактерия Serratia marcescens - возбудитель красного бактериоза, комплекс видов (S. marcescens, Pseudomonas pyocyanea и Bacillus micoides) вызывающий черный бактериоз у вредной черепашки, споровые бактерии (Bac. popilliae, Bac. lentimorbus), поражающие личинок некоторых жуков (японского жука, майского хруща, зеленой бронзовки и др.), с симптомами "молочной болезни". Большой интерес представляют спорообразующие виды бактерий. В частности, на основе штаммов одной из них - Bacillus thuringiensis, выделенной из погибших гусениц Чешуекрылых, производится большинство промышленных биопрепаратов, такие как турицид, дипел, биотрол, бактан, агритол (США), бактоспеин (Франция), биоспор (ФРГ), батурин (Чехия), бактукал (Югославия), турингин (Румыния), дендробациллин, энтобактерин, битоксибациллин (страны СНГ) и д.р.
В производственных условиях бактериальные препараты уже используются для защиты растений от более, чем 200 видов вредителей. Попадая с пищей в их кишечный тракт, бактерии и их токсины способны вызвать заболевания, паралич и гибель заразившихся особей, вследствие повреждения внутренних органов. В результате численность популяций значительно снижается. Однако такой эффект удается получать только при первичном инфицировании. Повторных заражений особей от контакта с заболевшими не происходит. Действие препарата ограничено обработанными участками и развития эпизоотий не наблюдается.
К преимуществам бактериальных препаратов следует отнести достаточно высокую специфичность действия. С их помощью удается подавлять численность определенных видов вредителей без ущерба для полезной фауны. Препараты практически безвредны для теплокровных человека и их можно применять и перед сбором урожая. Проявлений резистентности к препаратам, а также фитотоксичности не отмечено. Сравнительно простая технология их производства определяется тем, что бактерии легко размножаются на искусственных средах и способны в процессе метаболизма образовывать эндо- и экзотоксины.
Виды, используемые при производстве бактериальных препаратов, составляют неоднородную группу, различающуюся по форме тела (продолговатоовальные, бацилловидные, палочковидные, а также извилистые подвижные) и свойствам. Они относятся к пяти семействам (табл.1). Некоторые из них развиваются в органической среде, отдельные - в минеральной.
Большинство бактериальных препаратов, выпускаемых в промышленных количествах в России, производится на основе бактерии Bacillus thurigiensis , имеющей более 30 разновидностей и штаммов с разной патогенностью. Бактерия относится к возбудителям кишечного действия. С помощью своих хитинолитических ферментов она, попадая с пищей в кишечник, разрушает эпителий кишечника, ее токсины проникают в гемолимфу и вызывают гибель насекомых.
Бактерию впервые выделили из погибших шелковичных червей в начале этого века в Японии. И уже в 1938 г. во Франции был изготовлен на базе ее штамма первый промышленный препарат, но он оказался токсичным для человека из-за образующегося при культивировании бактерии на средах бетаэкзотоксина. Поэтому в технологию были введены операции по очистке и удалению токсина из конечного продукта. Вместе с тем удалось обнаружить и выделить штамм B.thuringiensis НД-1, не продуцирующий этот токсин. В настоящее время он является основным (до 90% всех микробных пестицидов) компонентом большинства промышленных препаратов. Штамм НД-1 (ЗАЗ/В) проявил высокую эффективность против гусениц Чешуекрылых. Коммерческие препараты с его использованием (dipel, biobit и др.) выпускаются в виде порошков и суспензий. Показано, что последние не эффективны на хлопчатнике, листья которого выделяют соединения, нейтрализующие токсины бактерии. Токсины содержатся в белковых кристаллах, образуемых бактерией. Их активность реализуется только в щелочной среде под воздействием протеолитических ферментов кишечника насекомых. Она значительно варьирует у разных штаммов, избирательность действия которых в значительной степени определяется составом протеаз желудка. На основе другого штамма B. H14 (var. israelensis), синтезирующего 3 белка и более эффективного, чем НД 1, в отношении личинок комаров и мошек, выпускаются препараты teknar, bactimos и др.
Целый ряд подобных препаратов производится в России (табл.2). Энтобактерин - содержит споры и эндотоксин B.thuringiensis var. galleriae (v серотип). Выпускается в виде смачивающегося порошка (1 г. содержит 30 млрд. спор и 30 млрд кристаллов эндотоксина) и пасты (20 млрд.спор против шелкопрядов, листоверток и др.). Норма расхода при опрыскивании от 1 до 5 кг/га. Расход жидкости 500-800 л/га. Активность препарата сохраняется в течение 8-9 дней. Оптимальными считаются условия обработки при 20-30°С. Техническая эффективность составляет 80-90%. Гибель насекомых наступает в случае попадания в организм с пищей большой дозы препарата. При малых количествах его развивается паралич.
Дендробациллин - производится на основе спор и эндотоксинов B.t.var.dendrоlimus (IV серотип). Титр порошковидного препарата, выпускаемого биофабриками, колеблется от 30 до 100 млрд спор/г, а пасты - 20 млрд/г. Рекомендован для борьбы с шелкопрядами (сибирским и непарным), совками, карадриной, американской белой бабочкой, листовертками. При оптимальных температурных условиях (18-30°С) и нормы расхода 1-5 кг/га техническая эффективность обработок достигает 80-90%.
Битоксибациллин - содержит споры (45 млрд спор/г) и токсины (эндотоксин и термостабильный экзотоксин - 0,6-0,8%) B.t.var.thuringiensis (I серотип).
Норма расхода порошковидного препарата при опрыскивании 2-4 кг/га. Применяется 1-3 раза с интервалом 7-8 дней против личинок колорадского жука, совок, карадрины. Заболевшие насекомые в зависимости от попавшей в организм дозы препарата и возраста погибают через 2-15 дней. Действие препарата сказывается на развитии куколок и имаго, резко снижается плодовитость самок. Содержание в его составе экзотоксина значительно расширяет круг действия по сравнению с дендробациллином и энтобактерином и обеспечивает высокую эффективность (82-99%) против младших возрастов личинок колорадского жука, люцернового долгоносика, паутинного клеща и др.

Таблица 1
Некоторые инсектопатогенные бактерии

Семейство
Вид
Вредитель
Pseudomonadaceae
Pseudomonas
aeruginosa
Ps. septica
Vibrio leonardia
Саранча

Жук (навозник и
древесинник)
Огневка восковая
большая,мотылек
кукурузный
Enterobacteriaceae
Serratia
marcesceus
Proteus vulgaris
Salmonella
schottuelleri
var.alvei
Shigella
dysenteriae
Бабочки (голубянка и толстоголовка)
Саранча
Пчелы, огневка
восковая большая

Огневка восковая
большая
Lactоbacillaceae
Diplococcus spp.


Streptococcus spp.
Жук майский, шелкопряды (тутовый непарный и дубовый)
Огневка восковая
большая
Micrococcaceae
Micrococcus spp.
Хрущи,пилильщики бабочки, муха
комнатная
Bacillaceae
Bacillus
thuringiensis
B.fribourgensis
B.popilliae
B.lentimorbus
B.sphaericus
B.lfrvae
B.moritai
Clostridium novyi
Бабочки

Жук майский
Жук японский
Жук-навозник
Комары
Пчелы
Мухи
Огневка восковая
большая

Лепидоцид - выпускается в виде порошка на основе спор и токсинов B.t.var.kurstaki (титр 100 млрд спор/г). Препарат обладает большим кругом действия. Его эффективность против гусениц Чешуекрылых (огневки, совки, моли, белянки, листовертки и др.) при норме расхода 0,5-2 кг/га достигает 95%.
Еще более расширились возможности бактериальных препаратов с использованием новой разновидности B.t.var.tenebrionis. На ее основе получены демицид, колорадо, новодор, специфичные против Жесткокрылых вредителей, содержащие бета-эндотоксин.

Таблица 2
Применение бактериальных препаратов против вредителей

Вредитель
Норма расхода, кг/га




К-во

Дендро-бациллин
Лепи-доцид
БТБ*
Гомелин
Энто-бактерин
обрабо-ток*
Белянки
капустные
моль и
cовка

1-1,5

0,5-1

-

0,8-1

1-3

1-2
Капустная совка
1,5
1,5-2
2
1,2-1,5
-

Яблонная плодожорка
2,5




2
Листовертки
2-2,5
1-1,5
3-5

4-5
1-2
Яблонная, плодовая
моли

1,5

0,5-1

2-3


3

1-2
Американская белая бабочка
1,5
1
2-3

3
-
Гроздевая листовертка
2-4
2-3
6-8

5-7
1-2
Луговой мотылек
0,5-1
0,8-1
2

2-3
1-2
Совки,
пяденицы
1-2



2-4
2
Колорадский жук


2


1-2
Хлопковая и озимая совки карадрина


1-1,2

3-4



2
Листогрызущие совки, стеблевой, луговой мотыльки



2-4



1-2
Зерновая совка
1,5

1


1
Паутинный клещ




21-30
многократ-но через 15-17 дн.
Примечание: * - БТБ - Битоксибациллин ** - проводятся против стадий младших возрастов или каждого поколения. Повторные обработки делают через 7-10 дней.

В последние годы с помощью методов биотехнологии проводятся усовершенствования бактериальных штаммов-продуцентов белковых токсинов путем переноса фрагментов ДНК, кодирующих их синтез, на Escheria coli и B. subtilis и последующего клонирования. Активность полученных рекомбинантных штаммов удавалось повысить в несколько раз при соединении белков-токсинов из разных их форм.
Интересны работы по созданию трансгенных форм растений. В частности, получены первые успешные результаты по клонированию клеток табака и картофеля (протопластов), в которые также введены подобные фрагменты ДНК, несущие гены инсектотоксинов B.t.var.tenebrionis. Из них выращены целые растения, обладающие "устойчивостью" к насекомым, в том числе к колорадскому жуку. Гусеницы и личинки вредителей, поедая их листья, погибают, не оказывая существенного ущерба.
Продолжаются поиски и других штаммов бактерий, вызывающих болезни у членистоногих. Так, для борьбы с вредителями леса (гусеницами шелкопрядов, листоверток) предложен препарат инсектин, изготавливаемый из Bact. insectus (30 млрд спор/г и белковые токсины). Норма расхода не превышает 2,5 кг/га. В Индии на основе B. sphaericus создан препарат "Биоцид-С", эффективный против личинок малярийного комара.
В качестве пищевого аттрактанта для почвообитающих насекомых (проволочников и других вредителей пропашных культур) прошел успешные испытания концентрат L-лизина (50-60 кг/га), включающий различные продукты метаболизма его продуцентов (Brevibacterium sp. 22, Micrococcus sp. E, Corynebacterium glutamicum 541-P и др.), в частности, их клеточную биомассу и неассимилированные остатки среды культивирования.
Получены положительные результаты и по применению почвенной бактерии Bacillus subtilis обладающей антибиотическими свойствами, против возбудителей грибных заболеваний у растений - ризоктонии, склеротинии, корневых гнилей.
Из бактерий-антагонистов практический интерес представляют также виды из рода Pseudomonas, способные подавлять развитие возбудителей корневых гнилей. Так, после обработки корней рассады томатов культуральной жидкостью Ps. mycophaga, поражаемость их фузариозом снижалась с 30% до 0,8%. Высокая эффективность против Rhizoctonia solani отмечена у Ps.fluorescens. Намачивание семян хлопчатника в ее культуральной среде увеличивало число сохранившихся всходов в 2,5 раза.
Выявлены миколитические формы бактерий, лизирующих грибы, например, Verticillium dahliae - вредоносного возбудителя вилта хлопчатника. Интенсивно и в значительных масштабах бактерии используются в защите растений для борьбы с грызунами. Широко известный препарат - бактороденцид - готовится на основе вида Salmonella intepiditis, патогенного для мышей и водяных крыс. Его дусты содержат 0,1 млрд и 1 млрд жизнеспособных бактериальных клеток в 1г разновидности Исаченко. На практике препараты смешивают с приманкой в зависимости от объекта - с зерном или мелконарезанным картофелем, которая раскладывается в местах скопления грызунов. Норма расхода составляет 2-5 кг/га против водяных крыс и 1-2 кг/га против мышей.

ПРОСТЕЙШИЕ КАК ВОЗБУДИТЕЛИ БОЛЕЗНЕЙ У ЧЛЕНИСТОНОГИХ

На насекомы х паразитируют около 1500 видов простейших организмов. Они проникают и обнаруживаются практически во все органы и ткани тела. Однако механизмы их взаимодействия с насекомыми изучены еще недостаточно. Описано много случаев обнаружения простейших в насекомых, в том числе в связи с патологическими изменениями в их теле, например, у таких вредителей как непарный и кольчатый шелкопряды, кукурузный мотылек, капустная совка, капустная белянка, многие виды жуков, клопов, мух и т.д. Рассмотрим факт поражения протозойными болезнями переносчиков вирусных и микоплазменных заболеваний, в частности цикадки Macropsis fuscula, распространяющей карликовость рода Rubus. Зараженные насекомые несколько мельче здоровых. Заполняя ткани, простейшие не лизируют их подобно грибам. Однако при анализах, как результат вторичного воздействия, отмечается частичное или полное разрушение жирового тела и других тканей насекомых, в том числе эмбриональных. Зараженная популяция резко снижает свою жизнеспособность и плодовитость. В погибших насекомых обнаруживается большое количество спор простейших (см.рис.1).
У простейших в зависимости от способа передвижения выделяют 5 классов: жгутиконосцы (Flagellata), саркодовые (Sarcodina), передвигающиеся с помощью ложноножек, инфузории (Ciliophora), использующие для этих целей реснички, споровики (Sporozoa), не имеющие двигательных приспособлений, и книдоспоридиевые (Chidosporidia). Наиболее часто насекомые поражаются споровиками и книдоспоридиями. При этом у них повышается восприимчивость к возбудителям других заболеваний, например, к вирусным инфекциям, и действию пестицидов.
У споровиков отмечается в развитии последовательная смена этапов - от бесполого размножения путем множественного деления ядер, образования половых клеток (гамет) и формирование спор. Споры устойчивы к действию неблагоприятных факторов среды. Из этого класса паразиты насекомых выявлены только в двух отрядах (Gregarinida и Coccidia) из трех (табл.3).
Некоторые авторы (Бондаренко 1986 и др.) выделяют из класса споровиков классы Гаплоспоридии (Haplosporidia) и Книдоспоридиевые, также не имеющие органелл для передвижения.
Саркодовые имеют амебовидную форму тела. Повреждают преимущественно эпителиальные ткани насекомых. Обнаружены в мальпигиевых сосудах. Зараженные особи теряют подвижность и через 14-18 дней погибают. При анализах их тканей, а также в выделениях обнаруживаются мелкие цисты (2-4 мкм).



Таблица 3
Некоторые простейшие, поражающие вредителей растений

Класс/Отряд
Вид
Вредитель
Sporosoa/
Gregarinida vizri
Хлебная жужелица
Gregarinida

(Zabrus tenebrioides)

Gr.steini
Мучной хрущак

<< Предыдущая

стр. 2
(из 8 стр.)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Следующая >>