Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Одной из основных задач при разработке биологических препаратов на основе энтомопатогенных грибов является поиск и выделение новых перспективных штаммов-продуцентов. Во многих странах мира (Франция, Германия, Канада, США, Польша), в России и Казахстане сформировались научные направления по изучению энтомопатогенных грибов. Биологические особенности этих патогенов выделяют их в особую группу микроорганизмов, перспективных в качестве естественных регуляторов численности вредных членистоногих в агробиоценозах [9]. К сожалению, до настоящего времени исследования в этом направлении в Кыргызстане не проводились.

Целью нашей работы является определение видового состава энтомопатогенных грибов Кыргызстана и оценка вирулентности выделенных культур.

В задачи работы входит:

• сбор и выделение энтомопатогенных грибов в условиях Кыргызстана;
• определение видового состава изолированных культур;
• скрининг выделенных изолятов грибов по признаку вирулентности.

Методы испытаний

Полевые работы по сбору патологического материала проводились летом 2010-2011 годов (третья декада июля - первая декада августа) в пяти точках предгорной зоны Тянь-Шаня (две на севере республики и пять на юге). К сожалению, поражённые насекомые с признаками микозов были обнаружены только в трех последних из них. При этом подавляющее большинство патологического материала было (около 75%) собрано в государственном природном парке Кара-Шоро (Юго-западный Тянь-Шань, Ошская область, 1200 м над уровнем моря, 40.2° с.ш., 73.2°). Вероятно, отсутствие сборов в двух других точках было связано с не совсем удачным выбором времени для экспедиции. В результате проведенных работ было собрано более шестидесяти трупов насекомых с признаками микозов.

Анализ собранных образцов и выделенных культур показал, что все обнаруженные на погибших насекомых микромицеты относятся к двум отделам – Entomophthoromycota (=Zygomycota) и Ascomycota.

Среди энтомофторовых грибов было отмечено два вида - Entomophtora musca (Cohn) Fresen. на имаго высших мух и Zoophtora radicans (Brefeld) Batko на листоблошках. Оба указанных таксона являются типичными космополитами [6].

При этом энтомофтороз на муках в 2010 году в Кара-Шоро носил эпизоотийный характер. На площади около 1 га на листьях и ветвях деревьев вдоль берега горного ручья наблюдались тысячи поражённых насекомых. Для этого вида гриба такие массовые вспышки заболевания не совсем обычны. И, кроме того, чаше всего проявление микозов данной этиологии наблюдается позднее (конец августа, сентябрь).

Определенный интерес с точки зрения биологического разнообразия представляет выделенный в чистую культуру гриб Gibellula leiopus (Vuillemin in Maublanc) Mains. Это анаморфная стадия сумчатого гриба Torrubiella arachnopila var. leiopus Mains Koval, которая впервые была обнаружена нами на территории Кыргызстана. Данный вид обладает достаточно узкой специфичностью и паразитирует только на пауках.

G. leiopus до недавнего времени считался достаточно редким в странах СНГ. По данным Э.З. Коваль (1974), был обнаружен только на острове Кунашир (Россия) [6]. Однако в последние годы появились сообщения о его достаточно широком распространении в Европейской части России и сопредельных государствах [3].

Результаты и обсуждение

Всего из собранного материала удалось выделить в чистую культуру 57 природных изолятов анаморфных аскомицетов. Первичный анализ видового состава показал, что доминирующим видом является Вeauveria bassiana (Bals.-Criv.) Vuill. sensu lato. Его доля в структуре видового состава грибов составила 61,5% (рис. 1).

B. bassiana является типичным космополитом и встречается повсеместно. Поражает самых разнообразных насекомых практически из всех отрядов, а также клещей. Легко выделяется и хорошо культивируется на искусственных питательных средах различного состава как в поверхностной, так и в глубинной культурах. Около 40% всех существующих грибных биопрепаратов для контроля численности вредных членистоногих создано на основе именно этого вида [12].

На втором месте по встречаемости отмечены представители рода Isaria (Paecilomyces) (33%). Так же как и предыдущий вид, это типичный космополит с ярко выраженными энтомопатогенными свойствами.

Выявленный видовой состав грибов не совсем обычен. Из литературы известно, что в большинстве районов умеренного пояса Евразии доля В. bassiana среди выделяемых культур существенно выше и обычно превышает 80% [10]. При этом удельный вес грибов рода Isaria в видовой структуре патогенов значительно меньше.

Среди других изолированных видов с таксономической точки зрения привлекают внимание две культуры грибов из рода Lecanicillium, выделенных из имаго высших мух.

Рис. 1. Соотношение основных групп анаморфных аскомицетов, изолированных из погибших насекомых (2010-2011 гг.)

Таксономический анализ поражённых микозами насекомых показал следующую картину. Большинство трупов относятся к двум отрядам – жесткокрылые и двукрылые (31,5 и 28,9% соответственно). Далее примерно следуют чешуекрылые и перепончатокрылые (15,8 и 7% соответственно). Опять же в данном случае мы имеем дело с не вполне обычной ситуацией, поскольку чаще всего при сборах в лесной подстилке наиболее поражаемой микозами группой насекомых являются жуки.

Рис. 2. Групповой состав первичных насекомых-хозяев для выделенных изолятов энтомопатогенных гифомицетов (2006-2008 гг.)

Поскольку в последние два десятилетия в связи с бурным развитием молекулярно-генетических методов в таксономии грибов произошли значительные изменения, для более точной оценки видового состава выделенных грибов было проведено генотипирование отобранных рандомизированно из общей выборки изолированных культур десяти штаммов. Из них семь по морфологическим признакам отнесены к В. bassiana sensu lato и три к роду Isaria.

Для видовой идентификации штаммов нами был выбран локус ядерной ДНК - межгенный регион Bloc. [11].

Проведенные исследования показали, что все культуры, по морфологическим признакам идентифицированные как В. bassiana, относятся к одному гаплотипу криптического вида B. pseudobassiana Rehner & Humber (табл. 1). Здесь следует подчеркнуть, что в настоящее время классический вид В. bassiana по молекулярно-генетическим показателям был разделен на пять морфологически идентичных таксонов видового уровня [11].

Род Isaria представлен также только одним видом I. farinosa.

Таблица 1

Каталог молекулярных гаплотипов Bloc, характеризующих штаммы грибов родов Beauveria и Isaria, выявленных в настоящей работе в сравнении с записями, доступными в Генбанке

На следующем этапе исследований в лабораторных условиях была проведена первичная оценка биологической активности тридцати одного, отобранного рандомизированно, штамма грибов на личинках старших возрастов колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata Say).

Насекомых заражали водной суспензией конидий с титром 1x107 спор/мл.

Проведённые наблюдения показали, что смертность тест-насекомых практически во всех вариантах опыта была существенно выше по сравнению с контролем (табл. 2). При этом была выявлена значительная вариабельность штаммов по данному показателю. Итоговый уровень смертности (13-е сутки после заражения) варьировал в пределах от 28,6 до 100%. При этом существенно преобладали средневирулентные формы (уровень смертности 60-90%), доля которых превышала 51% (рис. 3). Удельный вес высоковирулентных штаммов составил 25,8%. При этом в данной группе культур лучшими по скорости гибели личинок вредителя были семь штаммов (BCd45-10,BCoc 43-11, BCu113-11, BLe48-11, BBr18-11, BBr35-11, PCoc410-11). Для них уже через неделю после инокуляции уровень смертности варьировал в пределах от 92,5 до 100%.

Таблица 2

Биологическая активность штаммов анаморфных аскомицетов в отношении личинок старших возрастов колорадского жука

Рис. 3. Соотношение культур анаморфных аскомицетов по признаку вирулентности на личинках колорадского жука

Выводы

Здесь особо следует отметить, что большинство энтомопатогенных анаморфных аскомицетов являются не специализированными видами. Поэтому с большой долей вероятности можно говорить о том, что если конкретный штамм проявляет высокую биологическую активность на одном виде вредителя, то он будет высоковирулентным и к другим видам фитофагов [8].

Сравнительный анализ данных по вирулентности В. bassiana sensu lato и грибов рода Isaria показал, что штаммы первой группы обладают более высокой биологической активностью в сравнении со второй. Так, если в первом случае доля высоковирулентных форм составила 33,3%, то во втором она не превышала 10%.

Таким образом, в качестве перспективных штаммов-продуцентов новых микоинсектицидов для контроля численности колорадского жука можно рекомендовать четыре штамма: BCu113-11, Bm312-11, BLe48-11 и PCoc410-11.