Настойка из колорадских жуков для борьбы с ними

10 народных средств от колорадского жука на картошке

Борьба с картофельным жуком в России  продолжается десятилетиями. Этот вредитель без труда приспосабливается к неблагоприятным условиям и ежегодно вырабатывает иммунитет к самым затейливым ядам.

В такой ситуации поможет только эффект неожиданности: чередование разных способов и средств, использование их в комплексе. Поэтому, несмотря на наличие многочисленных химических препаратов, использование народных методов вполне оправдано. И многие дачники успешно применяют их на своих участках. Предлагаем рассмотреть бюджетные народные средства борьбы с колорадским жуком и оценить их преимущества.

1. Ручной сбор колорадского жука

На небольшом участке и при наличии достаточного количества времени вполне можно обойтись ручным сбором насекомых. Наверняка, вы опробовали этот способ, но после решили, что он слишком долгий и бесцельный: жуки и личинки быстро появлялись вновь. Но насколько правильно вы выполняли процедуру? Вот несколько простых секретов, которые ускорят собирание жуков и позволят очистить посадки как минимум на несколько дней:

• используйте для сбора ведро, наполненное мыльным или крепким соляным раствором, чтобы жуки не разлетелись;
• не давите жуков и личинок в междурядьях картофеля, они могут выжить и продолжить размножение;
• в теплые дни насекомые особенно активны на верхушках кустов, но не забывайте осматривать и нижние части растений;
• удаляйте с листьев найденные кладки.

Некоторые дачники наливают в ведро керосин, но при длительном его вдыхании могут появиться признаки отравления. Поэтому лучше отдайте предпочтение мылу или соли.

2. Картофельные ловушки от колорадского жука

Недорогой и эффективный способ изловить насекомых – установить картофельные ловушки, которые приманивают жуков и позволяют вам сэкономить время на ручном сборе.

Для ловушки приготовьте литровую банку и положите в нее несколько порезанных на кусочки клубней. Затем прикопайте емкость в междурядьях картошки, чтобы ее верх был на уровне земли,  края смажьте картофельным соком. Жуки приползут на запах, упадут в ловушку и не смогут из нее выбраться. Вам останется только собрать емкости и уничтожить жуков. Одной банки-ловушки хватит на 5 кв.м посадок.

Более простой способ: разложить небольшими кучками несколько разрезанных клубней или картофельные очистки и дождаться, когда насекомые приползут к приманке. Место выбирайте недалеко от посадок картофеля.

Особенно полезно расставлять картофельные ловушки осенью, чтобы не дать колорадскому жуку отправиться на зимовку. Для этого используйте ботву. Срежьте ее за 2 недели до сбора урожая и положите отдельно. Когда жуки приползут к куче, соберите и уничтожьте их.

3. Горчица от колорадского жука

Горчица поможет отпугнуть вредных насекомых от картофельных посадок. Другими словами, это прекрасный и бюджетный репеллент, который можно применять разными способами, в смеси с другими компонентами или самостоятельно. Особенно горчицу не любят нежные личинки, которые наносят посадкам самый большой вред.

Чаще всего средство применяют для приготовления растворов, которыми опрыскивают картофельную ботву. Эффективны такие рецепты:

• разведите 100 г сухой горчицы в 10 л воды и добавьте 100 мл 9%-ного уксуса;
• разведите 100 г сухой горчицы в 1 л воды и добавьте немного хозяйственного мыла.

Обработку картофеля народными средствами проводят не реже 1 раза в неделю

А еще можно высадить горчицу в междурядьях картофельных посадок, а когда она зацветет, скосить и разложить под кустами. Это отпугнет не только колорадского жука, но и проволочника.

4. Лук и чеснок от колорадского жука

Если не знаете, чем обработать картофель от колорадского жука, обратите внимание на лук и чеснок. Для приготовления средств используют как цельные растения, так и шелуху.

Например, доказал свою эффективность раствор, приготовленный по такому рецепту: взять по 200 г луковой шелухи и растертых головок чеснока, залить 10 л воды и 2 часа кипятить на медленном огне. Можно также добавить 200 г махорки. Затем отвар процедить и долить воду до 10 л. Чтобы средство лучше держалось на листьях, добавьте 30 г хозяйственного мыла.

Если есть время, приготовьте луковый настой. Для этого заполните трехлитровую банку на треть шелухой лука, залейте до краев теплой водой и поставьте на 2 суток в темное место. Затем процедите, разбавьте водой (1:2) и добавьте 10 г жидкого мыла. Средство для опрыскивания готово!

Чтобы быстро справиться с вредителями, попробуйте такой способ: 500 г шелухи залейте ведром кипятка и дайте настояться 2 суток. Затем добавьте мыло и приступайте к обработке. Разбавлять водой не нужно.

Луковые и чесночные опрыскивания стоит проводить на ранних сроках развития растений, когда насекомых еще не очень много.

5. Можжевельник – эффективное средство против колорадского жука

Колорадский жук боится запаха можжевельника, поэтому дачники часто применяют это растение для борьбы с вредителем. Для защиты картофеля небольшие побеги можжевельника можно класть при посадке клубней прямо в лунки.

Насекомые уже атаковали посадки? Тогда "угостите" их таким настоем: залейте несколько побегов можжевельника 10 л воды, дайте настояться 3-4 часа, процедите и опрыскайте посадки. Также этот способ пригодится для обработки помидоров и баклажанов.

6. Использование естественных врагов колорадского жука

В то время как одни дачники для обработки картофеля от колорадского жука используют химические средства, другие ищут универсальный и безопасный способ избавиться от вредителя. На помощь огородникам приходят естественные враги жуков и личинок – птицы, хищные млекопитающие и насекомые.

Божьи коровки, лягушки, ящерицы, скворцы, вороны и даже кроты не прочь полакомиться полосатыми вредителями. Конечно, не стоит привлекать всех без исключения помощников, но несколько скворечников на даче лишними не будут.

А могут ли домашние птицы питаться колорадским жуком? Да, но для этого кур, гусей и цесарок нужно приучать к подобному меню с самого детства, постепенно подмешивая насекомых к привычной пище.

К сожалению, выпускать таких помощников на посадки довольно рискованно, т.к., помимо жуков, они быстро съедят урожай других культур.

7. Чистотел – чудодейственное средство от колорадского жука

Известный в медицине чистотел не менее чем на 2 недели избавит картофель от полосатого вредителя. Его ядовитый сок уничтожает личинок и жуков, а также отпугивает новых насекомых, которые захотят поселиться на вашем дачном участке. Используют растение двумя способами: в качестве мульчи и в виде отвара.

В первом случае свежескошенные растения разложите под каждым кустом картофеля. Когда растения высохнут, замените их свежими, не допуская перепревания. А для приготовления раствора сухие или свежие стебли чистотела положите в ведро до самого верха, уплотните и залейте водой. Затем в течение 15 минут прокипятите, охладите и процедите. Для обработки 500 мл смеси разведите в ведре воды и опрыскайте картофельную ботву.

Обработка картофеля от колорадского жука и проволочника чистотелом может проводиться и до посадки. Замочите клубни в крепком растворе, и на первое время они получат надежную защиту. Для приготовления препарата наполните ведро свежим чистотелом, уплотните, залейте водой и прокипятите. Полученную смесь настаивайте в течение суток, водой не разбавляйте.

Чистотел ядовит, поэтому при работе с ним используйте резиновые перчатки, а также закрытую одежду и обувь.

8. Белый клевер очистит посадки от вредителей

Борьба с колорадским жуком народными средствами обогащает дачников новыми агротехническими знаниями, потому что для уничтожения врага нужно знать все о его особенностях. Так, эти насекомые не любят, когда почва обогащена азотом. А растения семейства Бобовые, в частности, белый клевер, активно поглощают азот из воздуха и передают его в корневую систему. Таким образом, почва в местах посадки становится непригодной для обитания колорадского жука.

Высаживайте многолетний белый клевер около грядок, в междурядьях или на газоне, и вредители к картофелю не приблизятся. Этот способ помогает отпугнуть и личинок майского жука (хруща).

Личинки колорадского жука также не любят запах крестоцветных культур (капусты, рапса и др.).

9. Полынная отрава от колорадского жука

Из горькой полыни готовят разнообразные настои, которые помогают бороться с личинками жука на самой ранней их стадии развития. Существует несколько проверенных рецептов. Что лучше от колорадского жука поможет на участке, вы можете опробовать сами, приготовив, например, такой настой. Возьмите по 1 стакану листьев полыни и  древесной золы, всыпьте в ведро, залейте горячей водой, тщательно перемешайте и дайте настояться несколько часов. Затем жидкость слейте и добавьте 1 ст.л. хозяйственного мыла. Готовой смесью опрыскайте посадки в безветренную и сухую погоду.

Если после садовых работ у вас остался пепел, приготовьте такую смесь: измельчите 250 г свежих листьев полыни, добавьте 1 стакан пепла и залейте горячей водой. Через 2-3 часа средство настоится. Тщательно его перемешайте и процедите. Обработка будет особенно эффективна в период, когда на кустах появляются личинки.

Для уже подросших насекомых нужен настой посильнее. Для его приготовления используйте такие ингредиенты:

• 400 г полыни;
• 10 стручков острого красного перца;
• 100 г листьев чеснока;
• 100 г чистотела.

Подготовленные компоненты залейте 10 л кипятка, дайте полдня настояться и можете приступать к обработке.

Во время приготовления любых растительных препаратов соблюдайте меры безопасности, т.к., несмотря на натуральность ингредиентов, не исключены аллергические реакции.

10. Опилки – надежная защита картофеля от колорадского жука

Обычные опилки и древесная стружка станут вашими помощниками в деле защиты картофеля. Используйте их в качестве мульчи, которую колорадский жук очень не любит. Как только картофель даст всходы, 2-3 раза в месяц мульчируйте почву свежими березовыми или сосновыми опилками. А после цветения проводите процедуру раз в месяц.

После дождя подсыпайте под кусты новые порции опилок, чтобы усилить запах древесины.

Такой метод не только отпугнет вредителя, но и защитит картофель от сорняков, а также станет дополнительным удобрением.

"Бавлы-Информ".

КОЛОРАДО КАРТОФЕЛЬНЫЙ ЖУК | CropWatch

Описание

CPB претерпевают полную метаморфозу: имаго, яйцо, личинка и куколка.

Взрослые особи имеют твердую оболочку округлой выпуклой формы. Их передние крылья желтые с 10 черными продольными полосами. Они примерно полдюйма в длину. Взрослые особи поедают листву до окукливания.

Яйца овальные, от желтого до ярко-оранжевого цвета. Они откладываются гроздьями от 10 до 30 яиц на нижней стороне листьев.

Личинки слизневидные с мягким панцирем. Они от красного до оранжевого или коричневого в зависимости от возраста, и у них есть два ряда черных точек с каждой стороны. Горбатое тело со временем увеличивается в четыре ступени. Личинки поедают листву по мере роста, и это самая разрушительная стадия.

Куколки маленькие, обитают в почве.

Жизненный цикл

Взрослые особи зимуют на глубине от 4 до 12 дюймов в земле собранных картофельных полей и появляются весной примерно в мае.Взрослые особи не мигрируют, а летают на несколько миль, чтобы найти своих пасленовых хозяев. Помимо картофеля, к ним относятся такие сорняки, как пасленовые, и садовые культуры, такие как помидоры и перец. Затем взрослые особи спариваются и откладывают яйца на растения-хозяева. Кладка яиц может длиться до месяца и может составлять до 500 яиц на одном растении. Через 4–10 дней в зависимости от температуры из яиц вылупляются яйца. Чем ниже температура воздуха, тем больше времени потребуется для вылупления. Птенцы - крошечные личинки. Личинка растет в четыре прогрессивные стадии (возрастные стадии), все время поедая листву хозяина.В зависимости от температуры, личиночные стадии продлятся от двух до пяти недель или когда накопится около 400 градусных дней. Затем личинка войдет в землю на глубину от трех до шести дюймов и окукливается. Куколка живет от пяти до 10 дней, после чего появляются новые взрослые особи. Вылупившаяся имаго путешествует, ищет себе пару и через 7-10 дней начинает откладывать яйца. Полный цикл занимает от пяти до восьми недель на поколение. Обычно в Небраске бывает два поколения за сезон, с начала до середины июня и с начала до середины августа.В более прохладных государствах может произойти менее двух поколений. В конце сезона оставшиеся личинки перемещаются в почву и зимуют куколками.

ед. Урона

Личинки CPB являются наиболее опасной формой, но взрослые особи также питаются листвой. Из-за кормления листочки имеют отверстия разного размера, обычно начинающиеся по краям. Листовые пластинки часто поедают, оставляя за собой скелет из жилок и черешков. Это приводит к дефолиации. Пороговые уровни дефолиации составляют 25% до набухания клубней, 10% в течение первой половины набухания, от четырех до шести недель и 25% после набухания.Повреждение виноградной лозы приводит к потере урожая из-за потери листвы для поддержки роста клубней, а также возможно неправильное формирование клубней. Серьезные повреждения также могут привести к задержке роста растений.

Разведка

Наблюдение за краями полей, близлежащих садов и окружающих сорняков, особенно пасленовых, даст предупреждение, когда CPB входят в поле. Поскольку они плохо летают, CPB заходят в поле по краю, обычно в углу, который ближе всего к урожаю предыдущего года. Сообщалось об экономических пороговых уровнях.

Менеджмент

Стоимость контроля урожайности

Бечински, Э.Дж., Сандвол, Л.Э., и Штольц, Р.Л., 1994. Комплексное руководство по борьбе с вредителями для колорадских картофельных жуков. Univ Idaho Coop Ext Circ # 757.

Механический

Траншейный метод - это полууспешный механический контроль CPB, в основном применимый на небольших площадях.В районах, где используются тесные севообороты или картофель выращивается рядом с картофельными полями прошлых лет, этот метод может помочь уменьшить повреждение CPB первого поколения. Между местами зимовки и картофельным полем в этом году вспахана траншея. Траншея должна иметь глубину не менее 12 дюймов с уклоном сторон от 45 до 90 градусов. Вылупляющиеся жуки идут, чтобы найти своих хозяев в начале сезона, и попадают в траншею. Тонкий слой грязи на пластике не дает жукам выбраться из траншеи.Обратите внимание, что некоторые взрослые особи CPB могут перелетать траншею; однако этот метод может быть удивительно эффективным при отлове жуков.

Использование огнемета - еще один механический метод управления CPB. Он также лучше всего подходит для районов, где ловушки используются для скопления иммигрирующих жуков для облегчения борьбы с ними. Пламя используется для растений высотой до 8 дюймов с незначительным неблагоприятным воздействием на них. Более крупные растения обеспечат большую защиту жуков, и эффективность будет снижена. Пламя включает использование двух струй пламени, работающих на пропане, которые направлены со смещением в сторону ряда.Отдельную единицу можно купить менее чем за $ 3 или 100 или построить. Расход пропана составляет от 3½ до 5½ галлонов на акр. Скорость также является преимуществом. Как можно догадаться, с этим типом машин не стоит останавливаться слишком медленно. Рекомендуется скорость от 4 до 6 миль в час. Контроль с помощью огнемета следует проводить в ясный теплый день, чтобы жуки засели растения. Данные по контролю в начале сезона с помощью этого метода достигли 90%.

Мойер, Д.Д. 1992. Изготовление и эксплуатация пропанового пламени для борьбы с колорадским жуком.Корнелл Куп Экст Булл. стр. 7.

Olkowski, W., Saiki, N. и Daar, S. 1992. Варианты IPM для колорадского картофельного жука. Практикующий IPM 14: 1-21.

Биологический

Несколько обычных полезных насекомых, хищников, являются хорошими агентами для поедания яиц CPB и даже для нападения на личинок; увидеть божьих коровок и других. Поскольку CPB зимуют на картофельных полях, севооборот является ключевым фактором, и картофельные поля в следующем сезоне должны быть засеяны в нескольких милях от полей предыдущего сезона.Поскольку CPB будет развиваться на сорняках из того же семейства, что и картофель, борьба с ними, особенно с различными ночными оттенками, является важной частью программы управления. Продукты Bt, такие как Dipel, использовались для уничтожения молодых личинок CPB, но время имеет решающее значение для эффективности. В 1990-х годах начали разрабатываться клоны картофеля (ГМО) с генами Bt для защиты растений от CPB. Эта технология очень успешно справляется с этой задачей, но из-за неосведомленного политического давления эта технология ГМО была замедлена в отношении картофеля, хотя широко распространена в кукурузе и сое.

Химическая промышленность

Большинство системных инсектицидов, применяемых при посадке, убивают первое поколение CPB. Большинство инсектицидов для листвы позаботятся о более поздних инвазиях CPB. Главное - не допустить рассинхронизации населения. Если это произойдет, может потребоваться еженедельное применение инсектицидов для листовой подкормки. Лучшая стадия применения - это молодые личинки первой и второй возрастных стадий, потому что им предстоит большая часть еды впереди. Старшие личинки меньше едят и менее чувствительны.Убийство взрослых особей работает, но результат может быть таким, потому что они, возможно, уже отложили яйца, и вы также можете убивать их хищников, таких как жуки-боги. Эти хищники будут пожирать яйцеклетки CPB. Поскольку CPB входят в поля по краям и постепенно перемещаются внутрь, при хорошей разведке часто требуется обрабатывать только периметр поля.

Очень важно отметить, что CPB очень способен развивать устойчивость к инсектицидным продуктам. На Восточном побережье и в районе Великих озер CPB выработала устойчивость к комбинациям продуктов, множественной устойчивости или «супер» ошибкам.Следовательно, управление должно быть интегрированной программой биологических и химических методов, по крайней мере, до тех пор, пока потребительский рынок не позволит вернуться устойчивым линиям картофеля.

Домашний сад

Для борьбы с ХПБ в садовом картофеле, а также в перце и помидорах применяйте карбарил (севин) к растениям, когда присутствуют взрослые особи или молодые личинки. Но помните, что нельзя обрабатывать участки вокруг цветов, чтобы не убить медоносных пчел, необходимых для опыления.

Быстрый просмотр

Внешний вид:

Взрослый - круглый с желто-черной полосой, длиной 1/2 дюйма
Личинка - слизняк, розоватый с двумя рядами черных точек с каждой стороны, четыре возраста от 1/10 до 1/2 дюйма
Яйцо - маленькое, желтое до апельсин в массе под листочки

Жизненный цикл:

Зимует взрослым в почве урожая прошлого года
Одно-два поколения, которые могут легко рассинхронизироваться
Может появиться с апреля по сентябрь

Урон:

дефолиация; потеря урожая клубней

Менеджмент:

Севооборот
Полезные насекомые
Системные инсектициды
Листовые инсектициды, но остерегайтесь устойчивости
Продукты Bt
ГМО-картофель, созданный с использованием гена Bt

Колорадский жук - Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Картофельный жук Колорадский , Leptinotarsa ​​decemlineata - это жук. Иногда его просто называют колорадским жуком. Это один из самых страшных вредителей картофеля в мире.

Жук отличается устойчивостью к пестицидам. За последние 50 лет он стал устойчивым к 52 химическим соединениям, используемым в инсектицидах, включая цианид. ^[2] Однако не все люди устойчивы ко всем химическим веществам. ^[3]

Колорадский жук впервые обитал на юго-западе США и севере Мексики. Сейчас он обитает в большей части Северной Америки, а также в Европе и Азии.

Колорадский жук теперь ест культурные растения картофеля. И личинки, и взрослые особи поедают листья и разрывают растение до скелета. Они также могут поражать помидоры и баклажаны. На картофельных фермах может быть столько колорадских жуков, что они уничтожают картофель.

Поскольку у жука быстро развивается устойчивость к химическим веществам, лучшей защитой может быть биологический контроль. Жужелица, Lebia grandis - хищник яиц и личинок, а его личинки - паразитоиды куколок колорадского жука.

Beauveria bassiana (Hyphomycetes) - патогенный гриб, поражающий многих насекомых, включая колорадского жука. Вероятно, это наиболее широко используемый естественный враг колорадского жука. Существуют коммерческие составы, которые можно наносить с помощью распылителя пестицидов.

Колорадский жук не всегда ел растения картофеля. Это связано с тем, что картофель прибыл из Южной Америки, а не из первоначального ареала жука. До того, как люди завезли картофель в Северную Америку, колорадский жук ел растение, называемое буйволом.

Колорадские жуки на приусадебных участках

Как защитить растения от колорадских жуков

Обработка колорадских жуков на приусадебных участках может оказаться сложной задачей. Используйте комбинацию различных тактик борьбы с вредителями, чтобы уменьшить численность колорадского жука.

Держите свой сад в чистоте

Когда колорадские жуки впервые появляются весной, они будут искать других хозяев в отсутствие растений картофеля.

Убирайте сорняки, такие как паслен и земляная вишня, рядом с вашим садом, поскольку эти сорняки могут выступать в качестве возможного источника пищи.

Сажать раннеспелые сорта

Посадите раннеспелый сорт, чтобы избежать значительных повреждений, вызванных появлением взрослых особей в середине лета.

• Поищите в каталогах семян сорта, созревающие менее чем за 80 дней.
• Урожайность раннеспелых сортов не такая большая, и часто эти сорта не так хорошо хранятся, как популярный картофель Красновато-коричневый Бербанк.

Выращивание картофеля только раз в два года может способствовать сокращению популяции жуков, если:

• В радиусе от ¼ до ½ мили картофель не выращивают, а
• Температура не слишком высокая.

Жуков с растений

Ручной сбор в небольших садах может быть эффективным.

• Бросьте взрослых особей и личинок в ведро с мыльной водой.
• Удалите или раздавите желтовато-оранжевые яйца с нижней стороны листьев.
• Новые взрослые жуки могут летать в сады, поэтому регулярно проверяйте свой картофель.
• Ручной сбор может быть менее практичным в больших садах.

Естественные враги колорадских жуков

Есть несколько естественных врагов колорадских жуков

• Вонючки и божьи коровки будут охотиться на яйца колорадского жука.
• Грибок Beauveria bassiana убивает как личинок, так и взрослых особей.
• К сожалению, естественные враги мало влияют на общую численность колорадского жука.

Использование пестицидов

Колорадские жуки устойчивы практически ко всем синтетическим пестицидам, таким как карбарил, циперметрин, дельтаметрин, лямбда-цигалотрин, имидаклоприд, перметрин и пиретрин. Эти продукты вряд ли будут эффективными, и их использование не рекомендуется.

Каждый раз, когда вы используете пестицид, и он не убивает колорадских жуков, переключитесь на другой активный ингредиент.

Колорадские жуки не устойчивы к азадирахтину и спинозаду. Эти продукты также «мягки» по отношению к естественным врагам.

• Азадирахтин (Ним) - получен из дерева Ним в Азии и Африке. Он эффективен в течение нескольких дней, и, вероятно, потребуется повторное нанесение. Азадирахтин хуже справляется с крупными личинками и взрослыми особями
• Spinosad - производится из почвенной бактерии Saccharopolyspora spinosa .Действует примерно 10-14 дней.

ВНИМАНИЕ: Упоминание пестицида или использование ярлыка пестицида носит исключительно образовательный характер. Всегда следуйте инструкциям на этикетке пестицидов, прикрепленной к контейнеру с пестицидами, который вы используете. Помните, этикетка - это закон.

Убедитесь, что овощ, который вы хотите обработать, указан на этикетке пестицида, который вы собираетесь использовать. Также обязательно соблюдайте количество дней между применением пестицидов и урожаем.

Роль AChE в устойчивости колорадского картофельного жука (Leptinotarsa ​​decemlineata Say) к карбаматам и органофосфатам

1. Введение

Колорадский картофельный жук - CPB (Leptinotarsa ​​decemlineata Say, Coleoptera: Chrysomelidae атакует многочисленные виды культурных растений) спонтанная флора семейства Solanaceae в Северной Америке, Европе и некоторых частях Азии [1, 2, 3]. В пределах рода Leptinotarsa ​​ колорадский жук имеет самый широкий диапазон хозяев, питаясь по крайней мере 10 видами дикого и культурного пасленя [4].Дефолиация картофеля, наиболее интенсивная во время цветения, приводит к огромным потерям урожая клубней в зависимости от стадии роста [5].

С ботанической точки зрения картофель, Solanum tuberosum L., является многолетним растением, однако на практике его часто выращивают как однолетнее растение из-за его вегетативного метода размножения. Картофель - культура Западного полушария. Впервые он появился в Европе в 1573 году в Испании, а в 1586 году достиг Англии и Ирландии. На Западных Балканах картофель не появился до 1759 года, когда он прибыл в регион Банат.По площади выращивания это третья по величине культура в нашей стране после кукурузы и пшеницы. Однако общее количество посевных площадей под картофелем сокращается, что является общей тенденцией для Европы [6].

Картофель на всех этапах вегетационного периода подвержен воздействию вредителей, наиболее важным из которых является колорадский картофельный жук (CPB). В Балканском регионе этот вредитель также можно найти на помидорах, баклажанах и перце или лютиках - если речь идет о растениях спонтанной флоры.Колорадский жук является ограничивающим фактором для производства картофеля в нашем регионе и в остальном мире, а в некоторых регионах он также является вредным вредителем томатов и баклажанов. В наших условиях CPB производит два поколения в год (а также неполное 3-е поколение), таким образом обеспечивая большие популяции, для которых необходимы 3-4 контрольных обработки в год. Несмотря на то, что есть несколько альтернативных методов [7], обычные инсектициды по-прежнему наиболее важны для борьбы с ХП.

Имаго могут перезимовать в почве на глубине 7.5–12,5 см. Выйдя из почвы весной, они распространяются путем ходьбы и полета по соседним полям, где сразу начинают питаться растениями-хозяевами. Через 5–10 дней самки откладывают яйца (скоплениями по 20–60 яиц) на нижней стороне листьев. В лабораторных условиях самки живут 120 дней, а их максимальная плодовитость составляет более 4000 яиц [1]. Яйца вылупляются одновременно, и вылупившиеся личинки сразу начинают питаться. Развитие личинок (четыре стадии) длится 10–20 дней в зависимости от температуры.Потребление кормов зависит от растений-хозяев, и для одного растения-хозяина оно относительно постоянно на всех личиночных стадиях. Дефолиация картофеля, наиболее интенсивная в период цветения, приводит к большим потерям урожая клубней [8, 9, 5]. Значительно более низкие урожаи были результатом сильной дефолиации (20%) за несколько недель до сбора урожая [10]. После прекращения питания личинки четвертого возраста падают с растения, зарываются в почву и окукливаются. Имаго влезают в землю, откуда появляются, находят ближайшего растения-хозяина и начинают кормиться.В зависимости от ряда факторов (температура, фотопериод и состояние растения-хозяина) имаго спариваются и дают новое поколение жуков, улетают на другие поля или перестают питаться и входят в диапаузу [1].

Замечательная способность КПБ приспосабливаться к неблагоприятным условиям окружающей среды, проявляющаяся в его устойчивости к инсектицидам, что приводит к увеличению затрат на производство картофеля, загрязнению окружающей среды и нарушению биоценотического баланса. Целый ряд механизмов устойчивости, таких как более низкая проницаемость, усиленный метаболизм инсектицидов, изменение чувствительности к участку-мишени и изменение поведения, очень затрудняют управление CPB [11].У него выработалась устойчивость ко всем классам инсектицидов, что быстро сокращает период устойчивости к новым инсектицидам. Устойчивость КПБ к токсикологическим, биохимическим и генетическим методам изучалась многими авторами во всем мире. Хорошо продуманная программа управления ХПБ может успешно защитить посевы и продлить период использования инсектицидов. Одной из основных мер комплексной борьбы с вредителями является мониторинг устойчивости [6, 12].

2. Борьба с колорадским жуком

Быстрая адаптация к новым биотическим и абиотическим условиям широко распространена в популяциях CPB.В результате он считается самым серьезным вредителем-дефолиатором картофеля в мире [11]. Необработанные популяции вредителей могут дефолиировать и полностью уничтожать урожай в период клубнеобразования [1]. До КПБ у нас не было вредителя, способного серьезно повредить посевы картофеля. Попав в новую среду обитания, этот вредитель находит благоприятные условия для жизни и размножения, что позволяет им существовать постоянно и в массовом масштабе. Разрушительная активность этого вредителя такова, что посевы картофеля будут уничтожены без эффективной защиты [13].

В большинстве регионов с плотной популяцией ХПБ химическая обработка по-прежнему является методом номер один в защите картофеля, учитывая, что альтернативные меры недостаточно эффективны [11]. Большинство программ защиты картофеля требуют сокращения популяций CPB в начале и середине вегетационного периода и терпимости более высоких популяций в конце вегетационного периода. В целом цель таких программ - ограничить общую дефолиацию до 10–25% в наиболее критические периоды развития картофеля.Без химической обработки потери урожая составили бы 74% [6].

В Балканском регионе картофель обрабатывают инсектицидами 3–4 раза в год для обеспечения нормального урожая [14]. Управление CPB обходится производителям картофеля в сотни миллионов долларов в год [2]. До сих пор для борьбы с ХПБ использовалось большое количество пестицидов из различных химических классов, таких как инсектициды из класса хлорированных углеводородов, органофосфаты, карбаматы, пиретроиды, нереистоксины, регуляторы роста насекомых, неоникотиноиды, а также бактериальные продукты, ГМО, продукты. растительного происхождения (азадирахтин) и др.За последние несколько десятилетий лишь несколько инсектицидов в нашей стране оказались удовлетворительно эффективными [15, 16, 17, 18].

3. Краткий обзор устойчивости к CPB

CPB обладает удивительной способностью адаптироваться к токсичным веществам из разных химических классов [19], развивая ряд различных уровней устойчивости ко всем классам инсектицидов, применяемых для борьбы с этим вредным организмом [1, 20 , 21, 22, 23, 24]

Использование ДДТ и других хлорорганических инсектицидов было эффективным после Второй мировой войны.Первые сведения об устойчивости к ДДТ относятся к началу 1950-х годов, а именно к 1952 году, о чем сообщили Quinton [19] и Hoffmaster and Waterfield [25]. С тех пор CPB выработал устойчивость к широкому спектру инсектицидов, включая соединения мышьяка, хлорорганические соединения, карбаматы, органофосфаты и пиретроиды [1, 19], а в последнее время и неоникотиноиды [13, 23, 26, 27, 28, 29] . Получены также экспериментальные доказательства развития устойчивости к продуктам Bacillus thuringiensis и трансгенным растениям [19, 30, 31]

В Балканском регионе в 1967 г. был выявлен значительный уровень устойчивости CPB к инсектицидам из класса хлорированных. углеводородов [32], что было доказано для большинства населенных пунктов бывшей Югославии [33], где устойчивость к фосфорорганическим инсектицидам и карбаматам была обнаружена в некоторых популяциях ХПБ.Изучение устойчивости к CPB было продолжено в последующие годы [34, 35]. Отмечены исключительно высокие уровни устойчивости личинок четвертого возраста к хиналфосу и карбарилу [36, 37]. Исследования уровня инсектицидной устойчивости CPB к наиболее часто используемым инсектицидам продолжаются [6, 17, 18, 38].

Скорость развития резистентности постепенно увеличивается с введением новых синтетических инсектицидов. Что касается пиретроидов, эта устойчивость возникла через 2–4 года после того, как пиретроиды начали применяться на практике и стали широко использоваться.Физиологические и генетические механизмы устойчивости к CPB мало изучены. Ожидается, что в будущем CPB разовьет устойчивость ко всем недавно введенным инсектицидам [1].

4. Устойчивость насекомых к инсектицидам

Согласно IRAC (Комитет по исследованию инсектицидов), устойчивость может быть определена как «наследственное изменение чувствительности популяции вредителей, которое отражается в повторяющейся неспособности продукта достичь ожидаемых результатов. уровень контроля при использовании в соответствии с рекомендациями на этикетке для данного вида вредных организмов.

Перекрестная устойчивость может быть описана как способность одновременно развивать толерантность к веществам, которым они никогда не подвергались (устойчивость к одному инсектициду придает устойчивость к другому, недавно введенному инсектициду). Из-за больших популяций и многочисленных потомков (они быстро размножаются) всегда существует риск того, что давление выбора инсектицидов в конечном итоге приведет к устойчивости к инсектицидам. Устойчивость к инсектицидам может быстро развиваться, особенно при неправильном или чрезмерном применении инсектицидов в полевых условиях.

Устойчивость возникает при изменении поведения, когда насекомые избегают контактов с токсикантом [39], или физиологическом изменении [40], когда они переживают воздействие токсиканта. Наиболее важными механизмами сопротивления являются снижение проникновения в кутикулу, усиление экскреции, усиление метаболической детоксикации и изменение чувствительности к участку-мишени. Знание молекулярной основы возникновения и развития устойчивости очень важно для разработки соответствующих мер и стратегий по замедлению устойчивости [41].

Не бывает только одной причины сопротивления. Следовательно, независимо от типа, причина устойчивости к разным пестицидам может варьироваться от вещества к веществу.

Согласно Хассаллу [42], факторы, которые приводят к устойчивости, следующие:

1) морфологические, 2) физиологические и биохимические и 3) поведенческие.

4.1. Морфологические изменения

Такие изменения приводят к уменьшению количества пестицида, попадающего в организм насекомого за единицу времени, по сравнению с количеством, которое попадает в организм восприимчивого насекомого.Изменение содержания липидов в кутикуле насекомого может привести к снижению абсорбции, что является фактором развития общей резистентности. Это так называемое сопротивление проникновению очень важно, поскольку оно часто сочетается с другими механизмами сопротивления, усиливая их действие. В простейшей форме это можно объяснить тем фактом, что разная скорость приема является фактором, который в сочетании с экскрецией обеспечивает высокий уровень устойчивости даже при обычной активности ферментов [43].

4.2.Метаболические изменения

Популяции устойчивых насекомых могут детоксифицировать или уничтожить токсин быстрее, чем восприимчивые насекомые, или быстро избавить свое тело от токсичных молекул. Этот тип сопротивления является обычным механизмом и часто представляет собой серьезную проблему. Устойчивые популяции могут иметь более высокие уровни или более эффективные формы этих ферментов. Эти ферментные системы не только более эффективны, но и обладают широким спектром активности (т. Е. Могут разлагать множество различных инсектицидов).

Изменения в метаболизме насекомых могут проявляться как:

• Изменение скорости метаболизма определенного инсектицида. Резистентные штаммы увеличивают количество ферментов или их активность (широкий диапазон воздействия). Эти изменения происходят в результате реакции организма на стимуляторы. Когда дело доходит до контроля транскрипции, метаболизм переформулируется, чтобы повысить уровень транскрипции, что приводит к лучшему поступлению ферментов (например, амплификации гена, P450).

• Потеря чувствительности сайта-мишени, рецепторов или ферментов в качестве ответной реакции на стимулятор или изменение контроля транскрипции, т. Е. Изменение экспрессии кодирующих генов (в структурных генах происходит прямое изменение структуры ферментов, т.е. существуют различные формы P450, ALiE, GST, AChE) [44].

4.2.1. Амплификация гена

Амплификация гена - это множественное копирование структурных генов, которые управляют синтезом ферментов, обеспечивая, таким образом, сотни копий структурных генов.Повышенная детоксикация может быть результатом лучшего снабжения ферментами, и это количественное увеличение вызвано амплификацией генов [45]. Амплификация гена была определена как ключевой фактор для увеличения продукции эстеразы или изменения чувствительности каналов AChE и Na + (сайт-мишень для 90% инсектицидов), но не GST [46].

На первом этапе метаболизм инсектицидов проявляется через множество реакций, наиболее важными из которых являются окисление, восстановление и гидролиз.На втором этапе образуются конъюгаты, которые практически не токсичны. Избирательная токсичность инсектицидов в основном обусловлена ​​балансом реакций активации и детоксикации [6].

4.2.1.1. Окислительные процессы

Окислительные процессы играют доминирующую роль в метаболизме инсектицидов, присутствующих в живых организмах. Эти реакции катализируются ферментами многофункциональных оксидаз (MFO) или монооксигенезами, расположенными в эндоплазматическом ретикулуме, т.е., в микросомах. Cyt P450 - активный центр МФО. Механизм MFO развился из-за необходимости живых организмов защищать себя от многих природных токсикантов, которым они постоянно подвергаются [47, 48]. Ясно, что несколько форм Cyt P450 существуют как в устойчивых, так и в восприимчивых штаммах, в то время как существует разница в качестве в разных штаммах [49].

МФО активность CPB (эпоксидирование, N- и O-деметилирование) у устойчивых видов в 2–3 раза выше, чем у восприимчивых видов.Устойчивые виды имеют два разных типа mfo. МФО типа 1 обеспечивает устойчивость к перметрину и слабую перекрестную устойчивость к азинфосметилу и карбофурану. Тип 2 обеспечивает устойчивость к азинфосметилу и карбофурану, но не к перметрину [50]. Этот механизм заключается в устойчивости личинок и взрослых особей КПБ к имидаклоприду [29].

4.2.1.2. Гидролитические процессы

Детоксикация инсектицидов в первую очередь происходит за счет гидролиза молекул на разных участках, тем самым разрывая сложноэфирные, карбоксилэфирные, амидные и другие химические связи.Пиретрины, пиретроиды, органофосфаты, карбаматы и другие инсектициды разлагаются при гидролизе. Это основа избирательного действия инсектицидов и механизмов устойчивости насекомых. Наиболее важными гидролитическими ферментами являются триэфиры фосфорной кислоты и карбоксилэстеразы (ALiE эстеразы, неспецифические или B-эстеразы) [50].

Связанная с эстеразой устойчивость насекомых основана на следующем:

• Увеличение общего количества эстеразы - путем изменения регуляторных генов или регуляторных локусов в сочетании со структурными генами, что приводит к изменению синтеза ферментов в организме [51] или амплификация генов, ответственных за метилирование ДНК.

• Изменение их активности - путем изменения структурных генов, которые напрямую определяют природу ферментов.

Влияние неспецифической эстеразы на уровень устойчивости к карбаматам не подтверждено [52], что также было показано [36] в случае CPB. Подтверждена роль эстеразы в устойчивости к CPB [29, 36, 53].

4.2.1.3. Процессы конъюгации

Образование конъюгатов почти всегда подразумевает детоксикацию, но иногда бывают случаи реактивации токсичных веществ.Наиболее важными реакциями конъюгации являются: конъюгация глутатиона, конъюгация глюкозида или глюкуронида и конъюгация аминокислот. Изменение активности GST зависит от модификации ряда ферментов, редко только одного фермента, как в случае эстеразы. В этом классе ферментов нет доказательств взаимосвязи амплификации фермента и устойчивости [54]. При определении количества GST-метаболита азинфосметила в устойчивых штаммах CPB не было обнаружено прямого влияния GST на устойчивость. Авторы полагают, что доля GST в общей устойчивости проявляется через трансформацию токсичных окислительных метаболитов азинфосметила, уровень которых выше у устойчивых штаммов [46].

4.2.2. Изменение чувствительности целевого участка

В зависимости от целевого участка нейротоксического инсектицида существует четыре основных группы макромолекул:

АХЭ является мишенью для фосфорорганических и карбаматных инсектицидов. Структура AChE претерпела некоторые изменения, которые привели к разным уровням трансформации AChE с различной структурой. Модифицированные формы AChE различаются между видами. В результате возможно множество различных форм перекрестной резистентности [42]). Важно определить кинетические константы, особенно константу Михаэлиса (Km). Это константа, которая измеряет сродство фермента к субстрату (ACh, бутирилхолин и ATCh).В течение 1980-х и 1990-х годов некоторые авторы [42, 55, 56, 57] указывали, что измененный АХЭ вызывает устойчивость к карбаматам и фосфорорганическим соединениям.

Исследования устойчивости к органофосфатам и карбаматам показали, что AChE-активность CPB довольно выражена и легко измеряется. Активность AChE личинок четвертого возраста определяли путем измерения поглощения на длине волны 585 мкм. Общая активность АХЭ коррелировала с установленной устойчивостью к карбаматным инсектицидам [36].

4.2.2.2. Na + каналы - натриевые каналы

В некоторых случаях, когда сопротивление не может быть объяснено другими причинами, можно предположить, что произошли изменения в структуре сайта-мишени. Исключение составляет устойчивость летающих насекомых, которая может привести к уменьшению эффекта нокдауна. У комнатных мух это свойство передается геном kdr, и оно может быть связано с чередованием рецепторов в мембране нервной клетки. Пиретроиды могут преимущественно поражать синаптические участки, которые менее чувствительны у устойчивых штаммов домашних мух.Есть свидетельства того, что термин «изменение чувствительности к сайту-мишени» был придуман для объяснения фактора устойчивости к kdr [58, 59, 60]. Также доказана неактивность концов двигательных нервов в отношении перметрина и дельтаметрина. Нечувствительность сайта связывания устойчивых штаммов может быть результатом действия множества рецепторов к инсектицидам. Также возможно, что ослабленное связывание может быть результатом структурных изменений белков или изменений в структуре липидов, прилегающих к ионным насосам, у устойчивых к kdr штаммов, что может вызвать незначительные проблемы в механизме ионного насоса или ослабить процесс повторяющаяся поляризация, характерная для неизмененных рецепторов.Неясно, являются ли изменения, обнаруженные в липидных структурах нервных мембран штаммов kdr и super-kdr комнатных мух фактором, снижающим чувствительность Na + -каналов, или это просто компенсационные изменения, необходимые для нормального функционирования модифицированных Na + -каналов [56 , 61], как причина устойчивости к пиретроиду, что указывает на изменения в сайте-мишени (модификация Na + каналов), детоксикация, усиленная окислением, гидролизом и специфическими белками.

4.2.2.3.Рецепторы ГАМК

При использовании субклеточных продуктов нервной ткани насекомых несколько исследований показали, что циклодиены и линдан оказывают нейротоксическое действие, блокируя рецепторный комплекс ГАМК. Исследования тканей мозга тараканов показали, что резистентные штаммы обладают на 90% меньшей чувствительностью рецепторов ГАМК к циклодиенам. Было обнаружено, что мутации Rdl-генов, кодирующих субъединицу рецептора ГАМКа, вызывают устойчивость Hypothenemus hampei Ferrari к эндосульфану [62].

4.2.2.4. Рецепторы ACh

Ацетилхолин (ACh) - нейромедиатор, регулирующий большое количество жизненно важных функций. Его активность обеспечивается двумя типами постсинаптических рецепторов ACh (мускариновыми и никотиновыми - nAChR). Никотиновые рецепторы в основном действуют как модуляторы активности АХ [63, 64]. Активность инсектицидов проявляется через активацию или блокировку nAChR. Базовая структура nAChR состоит из пяти белковых субъединиц, в основном двух идентичных альфа-субъединиц и трех бета-субъединиц, которые придают ему пятиугольную форму.На данный момент ученые обнаружили у насекомых десять различных генов nAChR. Количество генов nAChR предполагает, что существует гораздо больше белковых субъединиц nAChR, основная роль которых заключается в распознавании при связывании рецептора с одной стороны и ACh или инсектицида с другой [65].

Любая модификация структуры белка, даже самая маленькая, может снизить сродство nAChR. Этот механизм может быть причиной снижения чувствительности CPB к имидаклоприду при блокировании окислительных и гидролитических ферментов [29].

4.3. Поведенческие изменения

Этот тип устойчивости подразумевает эволюцию поведения, проявляющуюся в уменьшении воздействия токсичных соединений или в способности насекомого выживать в токсичной или другой фатальной среде. У летающих насекомых может появиться инстинкт не задерживаться долго на загрязненных поверхностях [42]. Этот механизм устойчивости был зарегистрирован для многих классов инсектицидов [66]. Насекомые просто перестают питаться или покидают обработанную поверхность.

В КПБ, где управление все в большей степени основывается на выращивании трансгенного картофеля, содержащего δ-эндотоксин Bacillus thurigiensis, корреляция между этими двумя механизмами устойчивости очень значительна.Более выраженная физиологическая устойчивость была зарегистрирована [67] у личинок, избегавших трансгенных культур картофеля [31], выращенных на одном поле с нетрансгенными культурами картофеля.

4.4. Перекрестная и мультирезистентность

Популяции насекомых, подвергшиеся воздействию определенных инсектицидов, обладают способностью одновременно развивать толерантность к другим веществам, которым они никогда не подвергались. Устойчивость к инсектицидам - ​​это модель быстрой эволюции популяций и типичный пример направленного отбора.Искоренение восприимчивых генотипов в полевых популяциях увеличивает как частоту устойчивых генов, которые стали доминирующими, особенно в отсутствие восприимчивых насекомых-беженцев, так и дозу применения инсектицида, необходимую для удержания вредителей на уровне ниже экономически опасного уровня. Одинаковые физиологические или биохимические механизмы устойчивости к одной группе инсектицидов в некоторых случаях приводят к устойчивости к инсектицидам из другой группы / класса; такое явление широко известно как перекрестная резистентность [4].

Перекрестная устойчивость позволяет устойчивым насекомым выжить при воздействии инсектицидов с химическим составом, аналогичным тому, к которому они устойчивы. Как правило, перекрестная резистентность приводит к детоксикации или изменению чувствительности к обычным биохимическим и физиологическим повреждениям. Это также происходит, когда одна ферментная система выводит токсины из более чем одного класса инсектицидов [68]. Следовательно, перекрестная устойчивость не обязательно распространяется на всех членов одной группы насекомых или ограничивается только близкородственными пестицидами.Сходство в их способах действия или, иногда, сходство их ферментативных систем более важно для их разложения.

С другой стороны, мультирезистентность - это устойчивость к инсектицидам разных классов. Это зависит от разных механизмов, поэтому насекомые могут развить устойчивость к большому количеству инсектицидов из разных классов, независимо от их химической структуры. Каждый новый инсектицид может вызвать развитие одного или нескольких механизмов устойчивости, и каждый разработанный механизм приводит к устойчивости к аналогичным инсектицидам.Мультирезистентность может возникать, когда у организма развивается более одного механизма устойчивости, например, изменение чувствительности к АХЭ в сочетании с мультиферментной детоксикацией, как в случае органофосфатов [68]. Быстрое развитие полирезистентности является наиболее важной причиной того, что организмы быстро становятся устойчивыми к новым соединениям, вводимым для замены неэффективных инсектицидов, что является результатом постоянных R-генов и их взаимодействий, проявляющихся в нескольких механизмах устойчивости [69].

Зарегистрированные случаи отрицательной перекрестной резистентности очень важны.Повышенная устойчивость к одному соединению может привести к повышенной восприимчивости к другому [70]. Отрицательная перекрестная резистентность до сих пор не использовалась в коммерческих целях в полевых условиях, но знание этого механизма потенциально может быть очень важным на практике.

Перекрестная устойчивость ограничивает выбор доступных инсектицидов, тогда как множественная резистентность представляет собой быстрый обзор выбора инсектицидов, который не позволяет нам повторно использовать инсектициды на устойчивых видах в течение более длительного периода [69].

5.Роль AChE в устойчивости колорадского жука к карбаматам и органофосфатам

Органофосфаты и карбаматы представляют собой нервные токсины, характеризующиеся высокой токсичностью и быстрым действием. Они действуют ингибирующе на ацетилхолинэстеразу (AChE) во время нейронной передачи. Органофосфаты фосфорилируют ферменты, тогда как карбаматы образуют комплекс фермент-ингибитор. Образование этого комплекса не является необратимым, но скорость реактивации на 10 ⁵ –10 ⁶ медленнее по сравнению с аналогичной реакцией в случае ACh и AChE.Фермент не может разрушить новые АХ. Хотя органофосфаты и карбаматы имеют схожий механизм действия, между ними также есть некоторые выраженные различия, в основном из-за разного сайта связывания в активном центре и из-за разной геометрии нуклеофильной атаки [71].

Ацетилхолинэстераза (AChE; EC 3.1.1.7) является ключевым ферментом нервной системы (55), прекращающим нервные импульсы, катализируя гидролиз нейротрансмиттера ацетилхолина. Карбоксилэстеразы принадлежат к суперсемейству многофункциональных карбоксилэстераз / холинэстераз (CCE).Они повсеместно распространены в большинстве живых организмов, включая животных, насекомых, растения и микробы. CCE, в отношении их физиологических и биохимических функций, можно разделить на три группы: диета / детоксикация, гормональная / семиохимическая обработка и нейроразвитие [72]. AChE является основной мишенью для фосфорорганических и карбаматных инсектицидов, которые ингибируют активность ферментов. Такое ингибирование AChE вызывает чрезмерное возбуждение нервов, блокировку нейротрансмиссии и гибель насекомых.Нечувствительность АХЭ к органофосфатам и карбаматам является одним из важных механизмов устойчивости к инсектицидам. Изменения AChE приводят к эффективному механизму устойчивости к инсектицидам OP и карбаматам, а именно к нечувствительности к участкам целевого фермента, ацетилхолинэстеразы (AChE) [73, 74].

Для тестирования устойчивости к органофосфатам и карбаматам, вызванной измененным AChE, большое значение имеет определение кинетических констант, особенно константы Михаэлиса-Ментен (Km).Он измеряет сродство фермента к его субстрату [42].

Первый случай АХЭ с пониженной чувствительностью к пестицидам был описан Smissaert в 1961 г. [75]. Иоаннидис и др. [76] впервые охарактеризовали полевую популяцию устойчивого к карбофурану CPB. Было установлено, что устойчивость является аутосомной и монофакториальной, что приводит к снижению чувствительности AChE к ингибированию карбофурана. Исследование неочищенного ферментного препарата [77] показало, что AChE из штамма AZ-R имел 2,4-кратное снижение аффинности к ацетилтиохолину (ATCh) по сравнению с AChE из чувствительного (SS) штамма.

Как отмечалось ранее, измененная ацетилхолинэстераза играет решающую роль в устойчивости к органофосфатам и карбаматам [76, 78, 79]. Измерение активности AChE обычно используется в качестве биомаркера воздействия различных пестицидов [80]. Кинетический анализ AChE был использован для объяснения устойчивости некоторых штаммов насекомых и селективности некоторых фосфорорганических и карбаматных инсектицидов. Во многих различных исследованиях описана устойчивость CPB к OP и CB [46, 77, 81, 82].Об устойчивости к азинфосметилу сообщалось в CPB; высокий уровень устойчивости (136-кратный) у почти изогенного штамма CPB (AZ-R) был обусловлен множественными механизмами устойчивости, включая снижение проникновения, усиление метаболизма ксенобиотиков и нечувствительность к целевым участкам [83]. Russel et al. [84] предполагают, что межвидовые сравнения биологических анализов и биохимических данных позволяют предположить две основные модели устойчивости к OP / CB, возникающие в результате нечувствительности AChE: устойчивость типа I, которая обычно более эффективна для карбаматов, и устойчивость модели II, по крайней мере, столь же эффективна для органофосфаты, как и карбаматы, а в некоторых случаях могут даже быть специфичными для органофосфатов.

Роль ацетилхолинэстеразы (AChE) как основного механизма для удаления возбуждающего нейромедиатора, ацетилхолина (ACh), из холинергических синапсов и его роль в качестве сайта-мишени для органофосфатных и карбаматных ингибиторов и накопления ACh в результате ингибирования AChE приводит к длительной стимуляции и, во многих случаях, к десенсибилизации рецепторов ACh, в конечном итоге к серьезным неврологическим нарушениям и, в конечном итоге, к смерти [85]. Поскольку АХЭ вызывает смерть, в качестве инсектицидов были разработаны необратимые ингибиторы: органофосфаты и карбаматы.Они имеют свойства, подобные ацетилхолину, но являются полусубстратами, что в конечном итоге приводит к необратимому ингибированию фермента. Это ингибирование приводит к накоплению ацетилхолина в синапсах (активный центр фермента, следовательно, занят и неспособен гидролизовать его нормальный субстрат), что, в свою очередь, оставляет рецепторы ацетилхолина постоянно открытыми, что приводит к гибели насекомого [75].

Популяции CPB, устойчивые к азинфосметилу, содержали две мутации в AChE (S291G и R30K), которые делали фермент менее чувствительным к азинфосметилу и карбофурану [73, 86].У штамма, устойчивого к карбофурану, наличие двух мутаций (I392T и S291G) не приводило к устойчивости, но наличие только одной (S291G) придавало высокую устойчивость к карбофурану и среднюю устойчивость к азинфосметилу [73]. По сравнению с восприимчивым штаммом, из-за измененной ацетилхолинэстеразы, устойчивость штамма к азинфосметилу имела пониженное сродство к субстрату для ATCh и азинфосметилоксона [87]. Модификации ацетилхолинэстеразы, приводящие к устойчивости, могут быть селективными.Было обнаружено, что в то время как один устойчивый штамм был очень нечувствителен к арилкарбаматам, другой штамм с тем же пораженным ферментом был очень нечувствителен к органофосфатам, но не к арилкарбаматам. Такие изменения в AChE сделали еще один устойчивый штамм более чувствительным к α-чаконину, гликоалкалоиду, присутствующему в картофеле, и ингибитору AChE. Кроме того, модифицированный AChE также имел повышенную чувствительность к томатину, который также является гликоалкалоидом, присутствующим в томатах [78].

Zhu и Clark [77] продемонстрировали, что менее объемные субстраты, такие как ATCh, плохо взаимодействуют с AChE из штамма AZ-R, чем AChE из штамма SS CPB.Такое соотношение структура-активность может указывать на то, что подобное изменение аминокислотных остатков имело место в размере ацильного кармана в AChE из штамма AZ-R и привело к изменению профиля субстрата и ингибитора.

Целевое место применения фосфорорганических (ФО) и карбаматных инсектицидов одинаково; они подавляют активность AChE. Функция ацетилхолинэстеразы (AChE) заключается в расщеплении ацетилхолина (ACh - нейромедиатор) в холинергических синапсах насекомых.Было показано, что мутации в локусе, кодирующем AChE, придают нечувствительность сайта-мишени к фосфорорганическим и карбаматным инсектицидам, что приводит к модификации AChE (MACE). Ряд других аминокислотных замен в AChE придает устойчивость к инсектицидам, и эти мутации обычно находятся рядом с активным сайтом фермента или внутри него. Такие мутации AChE, связанные с устойчивостью к инсектицидам, в основном известные как Ace у Drosophila, также наблюдались у других видов, включая L.decemlineata . На основании биологических анализов и литературы, модифицированный / нечувствительный AChE придает два основных типа устойчивости к OP / карбаматам [84]. Устойчивость типа I характеризуется значительно более высокими коэффициентами устойчивости (RR) (гораздо большее снижение чувствительности AChE на биохимическом уровне) к карбаматам, чем к фосфорорганическим инсектицидам. Сопротивление типа II характеризуется соотношениями сопротивлений (и / или снижением чувствительности AChE), которые приблизительно эквивалентны как для карбаматов, так и для OP.Есть также несколько видов, для которых сообщалось о нечувствительности AChE и для которых были собраны молекулярные данные, но для которых не сообщалось о профилях устойчивости как для OP, так и для карбаматов. Для CPB были зарегистрированы оба паттерна.

В нескольких случаях каждого паттерна секвенирование генов выявило молекулярную природу изменения, ведущего к пониженной чувствительности к ингибиторам. Хотя пока невозможно с полной уверенностью установить механизм, с помощью которого эти структурные изменения изменяют чувствительность к ингибиторам.Ser мутация в оксиан-ионной дыре, тогда как изменения Pattern II могут приводить к сужению щели, ведущей к активному сайту, который ограничивает доступ ингибиторов и, предположительно, самого ACh. Нечувствительность к ингибиторам может сопровождаться сниженной способностью к гидролизу АХ. Всегда ли это вредно для организма, неясно, поскольку обычно считается, что, как и у позвоночных, AChE присутствует у насекомых на уровне, значительно превышающем уровень, необходимый для основных неврологических функций в нормальных физиологических условиях.

Биохимические исследования с использованием аффинно очищенного AChE из штамма SS установили, что AChE, связанный с CPB, обладает типичными характеристиками других AChE и состоит из двух различных молекулярных форм: основная форма (92%) представляет собой гидрофильный димер, тогда как второстепенная форма (8%) представляет собой амфифильный димер. Обе молекулярные формы имели практически одинаковые молекулярные массы и изоэлектрические точки. Аминокислотный анализ показывает, что молярные проценты аминокислот AChE из CPB были в высокой степени сопоставимы с теми, которые ранее сообщались для AChE из Drosophila [77].

Согласно Жу и Кларку [77], сродство (Km) и эффективность гидролиза (Vmax) AChE, очищенного из почти изогенного азинфосметил-устойчивого (AZ-R) штамма CPB, к выбранным субстратам, включая ацетилтиохолин, ацетил- ( 5-метил) тиохолин и пропионитиохолин были ниже, чем у AChE, очищенного из чувствительного (SS) штамма. AChE из штамма SS значительно ингибировался более высокими количествами ацетилтиохолина и ацетил- (fj-метил) тиохолина, тогда как AChE из штамма AZ-R активировался более высокими количествами всех четырех исследованных субстратов.

Наконец, важно отметить результаты токсикологических тестов и измерения активности AChE в популяциях CPB в Сербии, устойчивых к OP и карбаматам [88]. Порядок уровней сопротивления ФП и карбаматов был полностью противоположным. Эксперименты показали, что ацетилхолинэстеразная (AChE) активность CPB очень выражена и легко измеряется. При постоянной концентрации AChE увеличение концентрации субстрата вызовет положительное, линейное и зависимое усиление реакции.То же самое относится к реакции с постоянной концентрацией субстрата и повышенными концентрациями фермента. На активность AChE существенно влияет не только расположение, но и концентрация субстрата (йодид ацетилтиохолина ATChI). Учитывая, что ATChI (субстрат) в повышенных концентрациях ингибирует нормальную активность AChE, можно сделать вывод, что измененный AChE влияет на изменение порядка популяции. Общая активность AChE коррелирует с определенной устойчивостью к карбаматам.

6. Комплексный подход к борьбе с CPB

Рекомендация IRAC [89] заключается в том, что наиболее эффективная стратегия борьбы с устойчивостью к инсектицидам - ​​это сделать все возможное, чтобы предотвратить ее появление. Рекомендуется разрабатывать и применять программы IRM (интегрированное управление сопротивлением) как часть более крупной программы IPM. Полевые исследователи и энтомологи должны сосредоточиться на трех основных компонентах: мониторинг вредителей, уровни экономического ущерба и интеграция нескольких стратегий контроля.Важно широко применять экономические пороги (ЭП) (использование инсектицидов только в том случае, если популяции вредителей могут вызвать экономические потери, превышающие стоимость инсектицида плюс его применение, или если существует угроза для здоровья населения). Комплексные стратегии контроля: используйте как можно больше различных стратегий контроля, включая использование синтетических инсектицидов, биологических инсектицидов [90, 91, 92, 93, 94], полезных насекомых (хищников / паразитов) [2, 95], методов культивирования, трансгенных растений. растения (где разрешено), севооборот, устойчивые к вредителям сорта сельскохозяйственных культур, а также химические аттрактанты или отпугивающие средства [96, 97, 98, 99, 100].

Применение инсектицидов должно быть правильно рассчитано по времени с учетом наиболее уязвимых стадий жизни насекомых-вредителей. Очень важно использовать нормы расхода и интервалы нанесения, рекомендованные производителем и в соответствии с местными правилами расширения сельского хозяйства.

Интегрированная борьба с вредителями (IPM) с сокращенным применением синтетических инсектицидов требует все большего использования альтернативных методов защиты растений. Наряду с систематическим мониторингом устойчивости к инсектицидам [6, 12, 89], применение экстрактов растений с антифидантным и репеллентным действием могло бы стать одним из инструментов в эффективной программе IPM [101, 102, 103].

Согласно Буато [7], нашего понимания экосистемы картофеля и ряда профилактических и лечебных методов контроля достаточно для применения целостного подхода к борьбе с насекомыми-вредителями. Гармонизация концепций должна стимулировать интеграцию методов борьбы с насекомыми за пределы уровня отдельного вредного организма. Самая большая проблема - объединить плохие и хорошие методы борьбы, а также традиционные и устойчивые (или органические) средства защиты растений. Для этого потребуется научиться управлять непредсказуемостью (неопределенностью) экологически обоснованных методов IPM.Активное адаптивное управление (AAM) - это один из подходов, который был предложен для управления различными типами неопределенности [104]. Исследования и открытость к новым идеям будут важны для гармонизации различных подходов к борьбе с насекомыми и систем защиты посевов картофеля [7].

Благодарности

Эта работа была поддержана Министерством образования и науки Республики Сербия, грант №III 46008.

Также мы хотели бы поблагодарить доктора Антона Забеля и доктора Ивана Сивчева.

Смотрите также

• 
  Настойка из забродившей вишни на водке
• 
  Настойка боярышника на спирту
• 
  Как приготовить кедровую настойку на самогоне
• 
  Настойка прополиса при тонзиллите
• 
  Что можно лечить настойкой прополиса
• 
  Черногория настойка горький лист
• 
  Настойка на малине с водкой простой рецепт
• 
  Настойка кропиви собачої
• 
  Как сделать настойку прополиса
• 
  Черный орех настойка спиртовая
• 
  Настойки на хрене рецепты