Препарат от жука колорадского: Средство защитное от колорадского жука Avgust Жукоед 9 мл купить по цене 105.0 руб. в ОБИ

Жук способен к быстрой адаптации к тому или иному средству, поэтому, чтобы не получилось вывести насекомых, резистентных к тому или иному инсектициду, или сразу нескольким из них, рекомендуется время от времени менять применяемые средства для защиты картофеля и других овощей. Для этого нужно выбирать не просто разные наименования средств, но и следить за тем, чтобы у них были разные активные компоненты.

Основными действующими веществами против колорадских жуков являются:

• Авермектины. Являются продуктом жизнедеятельности грибов-стрептомицетамов. Могут также быть получены и промышленным способом. Наиболее часто в состав инсектицида против жука входит такая модификация, как авертин-Н или аверсектин-С. Первый хорошо воздействует на личинок и взрослых особей, второй – на все формы жука, включая яйца и куколки. Следует, однако, помнить, что и кишечные и контактные препараты на основе авермектинов являются малоопасными для человека, однако, могут быть ядовиты для других насекомых, например, пчёл. Поэтому применять подобные препараты в близости от пасек рекомендуется с осторожностью.
• Пиретрины. Это вещества, которые содержатся в клетках растений семейства Астровые. Также могут быть синтезированы искусственно. Средства на их основе блокируют нервную систему жуков, вызывая их гибель. Также, как и предыдущая группа, они малотоксичны для людей, но ядовиты для рыб и пчёл. Кроме того, при высоких температурах (выше +25°С) их действие существенно ослабевает вплоть до полного его отсутствия.
• Фосфорные соединения. Средства против насекомых, принадлежащих к третьему классу опасности. При длительном малоконцентрированном воздействии у жуков вообще может выработаться иммунитет на препараты этой группы.
• Неоникотиноиды. Эти вещества используются для создания системных средств против колорадских жуков.

Как применяют инсектициды

Малотоксичность любого средства от насекомых не означает, что его можно применять, не опасаясь за своё здоровье. Это означает, что приобретение и использование подобных препаратов требует соблюдения определенных мер предосторожности.

Опрыскивание картофеля

Рассмотрим их:

• необходимо покупать только препараты, прошедшие сертификацию и соответствующие стандартам
• запрещено использовать средства по борьбе с насекомыми, имеющими истекший срок годности
• недоступность при хранении для детей или домашних животных
• условия хранения препаратов должны соответствовать их инструкции; как правило, это сухое, тёмное и прохладное место
• растворение яда в воде (или других растворителях) производится в точности по инструкции и в дозах, указанных там же;передозировка препарата может быть очень опасна как для людей, так и для окружающей среды
• каждый препарат совместим (или не совместим) с какими-либо другими препаратами; эта информация обязательно указывается в инструкции; применение несовместимых препаратов в одном и том же месте в одно и то же время запрещено
• следует готовить растворы для опрыскивания исключительно перед их применением (самое раннее – за два часа до опрыскивания)
• лучше всего производить опрыскивание картофеля в утреннее или вечернее время в сухую погоду
• лицо, занимающиеся опрыскиванием, должно быть одето в специализированную одежду – костюм, защищающий кожу от возможного попадания на них препарата; применение таких средств защиты, как очки, респиратор и перчатки является обязательным
• во время опрыскивания запрещено есть, пить, курить; разговаривать также не желательно
• если инсектицид попал на кожу, его рекомендуется смыть большим количеством проточной воды
• остатки раствора нельзя сливать в канализацию; их необходимо залить в вырытую ямку в земле где-нибудь на пустыре, потом эту ямку нужно закопать
• по окончании опрыскивания необходимо вымыть опрыскиватель, рабочую одежду тщательно выстирать, а самому работнику принять душ, помывшись хозяйственным мылом
• каждый инсектицид действует определённое время; повторная обработка до этого срока не допускается; время указано в инструкции.

Популярные средства от вредителя

Препараты, используемые для протравливания

Средства этого типа способны проводить защиту молодого картофеля лишь в течение какого-то определённого времени. После того, как это время подойдёт к концу, происходит химическое разложение инсектицида. Чтобы жуки по окончании этого периода не смогли повредить растения, необходимо участок обработать ещё раз, но применив при этом какое-либо иное средство.

Престиж, КС

Является препаратом системного принципа работы. Производитель – немецкий химический концерн «Байер». В состав препарата входят следующие активные вещества:

• имидиаклоприд; средство от насекомых, разработанное более десяти лет назад и имеющие прекрасную характеристику: защита клубней, обработанных им, сохраняет свою эффективность на протяжении полутора месяцев; помимо колорадского жука клубни будут защищены от цикад, тли, клещей; а почвенные паразиты (медведки, хрущи, проволочники и совки) будут обходить участок стороной;
• пенцикурон; средство против грибковых инфекций; время защиты картофеля от различных форм грибка составляет около 40 дней; в первую очередь к этим болезням относят фитофтороз и ризоктороз;

Средство относится к третьему классу опасности. Рабочая концентрация для применения этого средства составляет 1 к 20.

Нормы расхода следующие: на 1 кг картофеля расходуется 1 мл препарата. Производится предпосадочная обработка: клубни укладываются в одни слой на брезенте или грунте и производится их опрыскивание раствором, приготовленным ранее. Раствор имеет розовый цвет, поэтому стразу заметно, насколько хорошо клубни будут им покрыты. При высыхании раствора, на клубнях образуется тонкий слой плёнки.

После высыхания раствора клубни следует перевернуть, чтобы опрыскать их нижнюю часть. Потом их снова следует подсушить, а потом приступить к посадке. Это является обязательным: произвести посадку, чтобы высохли обе стороны картофеля, иначе эффективность средства заметно снизится. Также рекомендуется обрабатывать картофель рядом с местом посадки, чтобы во время его транспортировки не содрать плёнку инсектицида с тела клубня.

Поскольку средство попадает в стебель и листья растения, жуки, начиная питаться ими, сразу же погибают, при этом, даже не успев отложить яйца. В клубни, которые формируются на кусте заново, и которые потом будут сниматься в качестве урожая, средство не проникает. Дополнительной функцией препарата выступает стимуляция роста куста картофеля и антистрессовое воздействие, поскольку обработанные им экземпляры гораздо легче переносят уменьшение температуры и отсутствие воды. Когда заканчивается срок его действия, средство полностью разлагается на неопасные компоненты.

“подробнее о препарате” Престиж – https://prestizh-ks.ru/

«Табу»

Также системное средство против насекомых, в основе которого лежит тот же препарат, имидиаклоприд. Аналогично предыдущему препарату, производит комплексную защиту растения не только от колорадского жука, но и от проволочника и от других паразитов. Средство «Табу» может применяться совместно с фунгицидами.

Раствор делается следующим образом: в литре воды необходимо растворить 8 мл средства. Этого будет вполне достаточно для протравливания около центнера картофельных клубней. В состав этого препарата входят липкие поверхностно-активные вещества, способные создавать тонкую и прочную плёнку на его поверхности, удерживающую инсектицид вокруг клубня. Плёнка достаточно прочная, что позволяет провести протравку клубней далеко от места высадки; во время транспортировки защита с клубней не осыплется.

Для лучшей видимости протравленного слоя, он имеет розовый цвет. Поскольку при переворачивании проросшего картофеля возможно травмирование ростков, «Табу» может применяться для обработки клубней непосредственно в посадочных лунках. На опрыскивание 100 кв. м площади необходимо развести в 10 л воды 4 мл препарата. При этом, раствор необходимо сделать однородным; добиться этого можно следующим образом: в начале средство растворяется в стакане тёплой воды, а затем полученный стакан высококонцентрированного средства выливается в 10 литровую ёмкость.

Клубни размещаются в лунках, а потом их опрыскивают со средним расходом около 30 мл средства на один клубень. Яд пропитывает побеги и листья растения, однако в клубни не попадает. Срок действия препарата 1.5 месяца, что с учётом жизненного цикла колорадского жука, не даёт последнему успеть отложить яйца.

Средства для опрыскивания кустов

Средство «Актара»

Также системное средство, но основанное на препарате тиаметоксам. Обладает способностью практически мгновенно впитываться в листву и стебли картофельных кустов, превращая их в яд не только для жуков, но и для практически всех чешуекрылых.

Действие препарата основано на блокировании работы нервной системы насекомых, их гибель наступает примерно через сутки после его употребления; при этом в течение этих суток насекомые не могут есть.

Средство «КОРАДО»

Средство на основе имидиаклоприда. Обладает системным действием. Примерно через 60-80 минут после того, как попадает в организм насекомого, делает невозможным его питание. Гибель наступает примерно через 2-3 дня. Препарат недостаточно влагостоек, поэтому рекомендуется применять его при отсутствии ветра и осадков вечером или утром. В крайнем случае допускается применение препарата перед поливом (или дождём), но не позже, чем за 4 часа до него.

Средство упаковано в ампулы объёмом 1 и 5 мл или во флаконы по 10 мл. Расход средства на 100 кв. м составляет 1 мл на 10 л воды. Время действия средства – около 30 дней. Этим инсектицидом допускается обрабатывать картофель только один раз за сезон.

«Киллер»

Контактно-кишечный препарат, на основе соединений хлорпирифиса и циперметрина. Убивает почти всех вредителей картофеля, устойчивых к фосфороограническим соединениям. Рекомендуется применять в сухую безветренную погоду при температуре не выше +22°С.

Расход препарата около 100 мл на 100 кв. м. Данный объём растворяют в 10 л воды. Период активности препарата – 3 недели. Также, как и другими инсектицидами допускается обработка им картофеля только один раз за сезон. Причём, эта обработка не должна проходить позже, чем за месяц до сбора урожая.

Памятник жуку. От «благодарных» фермеров Венгрии в честь 50 лет его появления в стране

6.7 Total Score

Защита посевов картофеля от вредителей в виде колорадского жука и его личинок проводится в течение всего года. Если участок невелик в размерах, могут подойти даже очень простые методы, заключающиеся в банальном ручном сборе насекомых, однако, более крупные пространства, где ведётся даже полупромышленное выращивание картофеля, требуют применения специализированных средств. Поэтому всегда необходимо иметь под рукой весь комплекс необходимых препаратов и технических средств по работе с ними, чтобы быть готовому встретить врага.

Простота ухода

7

Безопасность

8

ᐉ Препараты для защиты картофеля от колорадского жука Киев

Купить средства для защиты картофеля от колорадского жука в Киеве

Когда люди начинают заниматься выращиванием картофеля для себя или на продажу, они часто сталкиваются с такой проблемой, как колорадские жуки. Эти насекомые могут сделать все труды напрасными и очень легко уничтожить все посадки растения. Иногда они превращаются в настоящее бедствие для владельцев земельных участков. При этом справиться с жуками различными домашними способами и растворами не всегда получается. Это насекомое спокойно переживает даже самую холодную зиму в глубоких слоях почвы, а потом снова возвращается на картофельные посадки ранней весной.

В настоящее время появились безопасные средства для уничтожения насекомых, которые показывают хороший результат при первичной обработке картофельного поля. При этом многие владельцы участков знают, что хорошую эффективность показывают также препараты для допосадочной обработки картошки от колорадского жука.

Зеленые листья позволяют картофелю набрать необходимую массу и накопить крахмал за счет фотосинтеза. Если жуками уничтожается ботва растения, то это приводит к загниванию клубней, что связано с недостаточным поступлением к ним питательных веществ. Чтобы избежать подобных проблем, необходимо средство для обработки картофеля перед посадкой от колорадского жука.

Биопрепараты применяют уже весной, когда верхние слои земли достаточно прогреются. В это время жуки будут появляться на поверхности земли. Эти насекомые становятся особенно активными, когда цветет сирень. Примерно через две недели после начала ее цветения можно начинать использовать препараты для обработки картофеля перед посадкой от колорадского жука. При этом специалисты советуют придерживаться следующих правил:

1. Если жуки появляются в большом количестве, то нужно обрабатывать сорта картошки, которые созревают позднее. На культурах с ранним сбором урожая препараты начинают использовать при обнаружении яиц насекомых.
2. Обработку посадок нужно заканчивать примерно за месяц до того момента, когда начнется выкапывание картошки. За это время растворы превратятся в земле в абсолютно безопасные вещества.
3. Если используется средство для опрыскивания кустов картошки от колорадского жука, то стоит знать, что на улице должно быть сухо. Также не должно быть и сильного ветра. Соблюдение данных условий позволит сохранить активные вещества на поверхности листьев. Если своевременно начинать обработку листовой части растений, то можно быстро и навсегда избавиться как от жуков, так и их личинок. Это будет важным условием для того, чтобы обеспечить растению нормальный вегетативный период.
4. Также нужно опрыскивать ботву в дневное время суток, чтобы избежать негативного воздействия росы.
5. Во время цветения картофеля обработку нельзя проводить, чтобы не навредить клубням растения, которые только начинают формироваться. Кроме того, применение любого препарата против жуков может отпугнуть насекомых, опыляющих картошку. После того, как цветки увянут, можно снова начинать обрабатывать поверхность листьев. Также можно применять препарат для обработки клубней картофеля от колорадского жука. Благодаря такому способу, который называется протравливанием, можно получить высокие урожаи данной культуры.

Препараты для уничтожения колорадских жуков на картофеле — «Живая Земля»

В нашем интернет магазине можно выгодно приобрести следующие биопрепараты от этих насекомых:

• Лепидоцид;
• Актоверм;
• Битоксибацилин БТУ и многие другие.

При этом купить средства защиты картофеля от колорадского жука в Киеве у нас можно по самым низким ценам. Использование этих препаратов позволит получить быстрый эффект, причем с минимальным вложением труда. Данные средства отличаются высокой эффективностью, безопасностью и простотой в использовании. Единственное требование, которое важно соблюдать при их применении, заключается в точном соблюдении инструкции. В ней подробно описываются дозы препаратов, периодичность, а также время их применения. Мы предлагаем препараты, которые можно использовать как на маленьких огородах, так и на больших картофельных полях.

Препараты против колорадского жука и Народные средства — Топ 14

Автор Анастасия Хахалева На чтение 13 мин. Просмотров 2.1k. Опубликовано 09.07.2020

Один из самых известных и распространенных вредителей культур на наших огородах – колорадский жук. Бороться с ним можно как с помощью ряда превентивных мер, так и используя различные средства. Мы подготовили для вас топ-14 лучших препаратов для борьбы с колорадом:

Препараты против колорадского жука

Далее подробнее о каждом из препаратов, его особенностях и правилах применения.

Эффективные препараты против колорадского жука

Актеллик

Инсектоакарицид, который оказывает контактное, кишечное и фумигатное (воздействует в качестве газа) действие. Отлично подойдет для борьбы как с колорадским жуком, так и рядом других листогрызущих и сосущих вредителей (например, с клещами).

Актеллик держится на поверхности на протяжении трех дней после опрыскивания. Период защиты длится 7-10 дней, в зависимости от погодных условий. Максимальное рекомендованное количество обработок – 2.

Для использования концентрат препарата необходимо развести в воде (6 мл на 5 л воды). Норма затрат Актеллика составляет 2-5 л на дерево (если опрыскиваются садовые посадки), в зависимости от размера и высоты растения; либо 5 л на 1 сотку овощных и ягодных культур.
Подробная информация об Актеллике, с характеристиками и инструкцией

Обратите внимание: обрабатывать культуры лучше в безветренную и пасмурную погоду, так препарат окажет наилучшее влияние.

Кораген

В отличие от многих инстектицидов, Кораген абсолютно безопасен для полезных насекомых (например, пчел), низкотоксичен для животных, птиц, рыб и людей. Не накапливается в обрабатываемой культуре.

Сам препарат выполнен очень качественно и обладает рядом положительных характеристик: хорошо разливается, не имеет неприятного запаха, не образовывает пену, безопасен для хранения.

Самый хороший эффект от колорадского жука Кораген оказывает при использовании до начала выхода личинок. Период защиты длится около 1 месяца. Норма расхода на картофеле – 60 мл на 1 га. Количество обработок – 2.

Амплиго

Инсектицид от компании Syngenta. Надежно контролирует всех вредителей на культуре и борется с ними на разных стадиях развития. Плюс препарата – это его быстродействие. Уже спустя сутки после применения Амплиго, он оказывает необратимое воздействие на насекомых.

Культуру данный препарат защищает на протяжении 2-3 недель.

Важно отметить, что Амплиго показывает хороший результат при разных температурах (от +10 до +30°С). Он также устойчив к смыванию дождем, после того как полностью высохнет на листе культуры.

Норма затраты для Амплиго – 5 литров рабочего раствора на 1 сотку. Для приготовления приготовьте любую удобную емкость (например, банку), добавьте содержимое фирменного пакета и хорошо смешайте. После этого долейте еще около 1 литра воды. Полученную смесь переместите в бак для опрыскивания и залейте необходимым количеством воды.
Подробнее о препарате Амплиго.

Волиам Флекси

Известен своим воздействием на широкий спектр вредителей: от различных гусениц и личинок, до жуков, двукрылых, сосущих насекомых. Ним возможно опрыскивать как растения так и почву, для большего охвата.

Плюс данного средства защиты, что он не смывается дождем уже через час после нанесения и не зависит от температуры.

Защита Волиама длится около 10 дней. Первый эффект заметен уже спустя два часа после обработки. Полное уничтожение насекомых происходит на протяжении 24 часов. При использовании препарата в закрытом грунте, можно работать с растением уже через 2 дня, в открытом – через неделю.

Для борьбы с колорадским жуком на картофеле, необходимо придерживаться следующих правил:

— обработку проводить во время вегетации растения;

— расход препарата составляет 200 мл на 1 га;

— необходимое количество рабочего раствора – 200-400 л на 1 га;

— придерживаться срока ожидания в 14 дней.

Подробнее о составе и преимуществах препарата:
https://semena.cc/ru/4265-voliam-fleksi-insektitsid-kontsentrat-suspenzii-syngenta.html

Аншлаг

Контактно-системный инстектицид с тремя составляющими. Также хорошо поможет против моли, тли, трипсы, долгоносиков, плодожерки, капустянки и др.

Производить обработку Аншлагом можно после появления вредителей. При необходимости и повторном появлении жуков, следует повторить.

Для применения на картофеле против колорадского жука, используют 1-1,5 мл средства на 4-6 л воды. Лучше всего использовать средство в утреннее или вечернее время, когда нет слишком высокой температуры (до +25°С) и ветра нет, либо же он очень медленный (до 5 м/с).

Подробная информация об Аншлаге, с характеристиками и инструкцией.

Патриот

Контактно-системный инсектицид, который воздействует больше чем на 200 разновидностей вредных насекомых. Не опасен для растений, если следовать инструкции применения. Появление устойчивости у вредителей-насекомых исключено.

Применяется на картофеле и зерновых. Оптимальный период обработки: фаза вегетации или период появления вредителей.

Достаточно продолжительный защитный период.

Норма внесения для противодействия колорадскому жуку на картофеле: 1,0-1,5 мл на 3- 5 л воды.

Больше о Патриоте и его применении.

Борей Нео

Данное средство защиты очень быстро воздействует на насекомого, путем попадания в его кишечник и воздействия на нервную систему. Таким образом препарат оказывает «нокдаун-эффект» уже спустя сутки.

Обратите внимание, что данный препарат очень токсичен для пчел. Поэтому, важно чтобы участок для обработки находился примерно на 4-5 км расстояния от места обитания пчел. Примерный срок опасного воздействия Борей Нео – 5-6 суток.

Норма использования данного средства защиты для картофеля и томатов составляет 200-400 мл на 1 га. Расход рабочего вещества – 100-200 л на 1 га. Не совместим с щелочными препаратами.

Детальный состав Борей Нео.

Турбо Престо

Инсектицид системного действия против широкого спектра вредных насекомых. Применяется на овощных, бахчевых, плодовых культурах и винограде.

Его преимущества:

— Продолжительный защитный период (30 дней и больше)

— Быстрое воздействие на вредителей (15-20 минут)

— Небольшая кратность опрыскиваний (Достаточно одной обработки на весь сезон)

— Широкий спектр действия (больше 100 видов вредителей)

— Низкий уровень резистентности.

Больше о составе и применении Турбо Престо.

Дантоп

Действует очень быстро. Как взрослые насекомые, так и личинки гибнут уже спустя 6-11 минут.

Происходит это при контакте с рабочим раствором, либо при поедании растения, на котором проводилась обработка. Спустя всего 1,5-2 часа вредители гибнут полностью.

Интересно, что данное средство защиты также уменьшает объем личинок, которые в будущем могут появиться из отложенных насекомыми яиц.

Хорошо работает в паре с другими средствами защиты растений. Если планируете использовать препарат не только против колорадского жука, а, например, для защиты рапса, то проводите обработку до начала бутонизации.

Норма расхода Дантопа при защите картофеля 0,035-0,045 кг на 1 гектар.

Продается в виде гранул, которые необходимо растворять в воде.

Полное описание препарата Дантоп.

Матч

Оказывает защиту растений от колорадского жука до повреждения плодов. Имеет уникальный механизм действия и не теряет эффективности даже при высоких температурах.

Устойчив к дождям и не оказывает вредного влияния на членистоногих и теплокровных.

Подавляет и задерживает процесс развития насекомых. Поэтому, при использовании на яйцах насекомых – не дает тем вылупиться, а при воздействии на личинку – заставляет ее погибнуть до перехода на новую стадию.

Матч рекомендуется чередовать с другим инсектицидами, чтобы не вызвать у насекомых привыкание.

Препарат разводят в воде. Норма расхода при обработке картофеля составляет 300 мл на 1 га.

Рабочей жидкости необходимо 200-300 л на 1 га.

Все характеристики препарата Матч: https://semena.cc/ru/11708-match-insektitsid-kontsentrat-emulsii-syngenta.html

Прованто Отек

Инсектицид, имеющий системно-контактное действие.

Его основные преимущества:

— Обладает широким спектром воздействия.

— Быстрое воздействие на вредителей

— Долгосрочный эффект

— Исключает возможность формирования устойчивости у вредителей

Норма расхода: 7 мл на 3-5 л воды на 1 сотку.

Лучшее время для опрыскивания: утро или вечер, подходящие погодные условия: отсутствие ветра.

Так же стоит убедится, что пчелы еще/уже не летают. Обработка производится посредством опрыскивателя. Максимальное число обработок – 2. Подробнее о составе и преимуществах Прованто Отек.

Проклейм

Инсектицид, защищающий овощные, плодовые культуры и виноград от чешуекрылых вредителей. Быстродействующий, благодаря чему не боится осадков и испарений.

Воздействует на нервную систему насекомых-вредителей. Защитный период – 14 дней.

Лучшее время для обработки – массовое откладывание яиц, зарождение личинок.

Не опасен для других растений. Максимальная количество обработок: 2. Небольшой период ожидания — 5–10 дней

Будьте осторожны: нельзя использовать Проклейм в баковых смесях с фунгицидами с основной фасотил-алюминия, и препаратами со щелочной реакцией.

Наиболее подходящее время для обработки: период вегетации. Норма расхода на картофеле, томатах и баклажанах от колорадского жука: 1 мл на 5 л воды на одну сотку. Полный состав и варианты применения Проклейма.

АТО Жук

Инсектицид для большинства овощных и плодовых растений. Интересно, что оказывает положительное воздействие на новые побеги, что появляются уже после момента обработки; повышает качество урожая.

АТО Жук не вызывает привыкания, не вреден для растений, экологичен. Результат первого действия можно заметить уже спустя несколько минут после применения. Защищает на протяжении трех недель.

Норма расхода препарата при использовании на картофеле 1-1,5 мл на 3-5 л воды на одну сотку. Раствор наносится равномерно на всё растение. Обработку следует проводить в сухую погоду, при средних температурах.
Детали применения АТО Жук.

Обратите внимание: АТО Жук совместим с большинством средств защиты, кроме щелочных.

Престо

Инстектицид системного действия. Применяется для защиты овощных, бахчевых, зерновых культур от ряда насекомых-вредителей (сосущие, скрытноживущие, листогрызущие). Длительное защитное действие: минимум 21 день. Престо стойкий к смыванию дождями и иными видами осадков.

Быстродействующий – начинает уничтожение вредителей уже через полчаса после обработки.

Норма расхода на картофеле против колорадского жука 0,1 — 0,2 л /га.

Достаточно одной обработки. Подробнее о составе и преимуществах препарата: https://semena.cc/uk/11710-presto-insektitsid-vassma.html

Биопрепараты от колорадского жука

Биологические методы борьбы всегда актуальны — особенно на небольших участках. которые находятся возле дома. Если же вы поклонник биологических препаратов, тогда можете воспользоваться такими средствами как Битоксибацилин, Актофит, Боверин, Актарофит, Фитоверм.

Преимущества использования таких биопрепаратов:

• дополнительное укрепление и подкормка растения;
• гарантированное отсутствие вредного эффекта для полезных насекомых, животных и людей;
• невозможность выработать насекомыми иммунитет;
• необходимость меньших затрат препаратов на площадь.

Однако учтите, что такие препараты, как правило, более дорогостоящие, не хранятся долго и могут действовать намного медленнее, чем химические аналоги.

Народные средства против колорадского жука

Народные методы борьбы облегчают задачу в борьбе с колорадским жуком, а в отдельных случаях, могут сократить объем колонии. Иногда помогают и народные средства. Вот несколько приемов, которые могут пригодиться.

Не секрет, что колорад забирается под землю еще в осенний период. Он зарывается на глубину до метра, где и пересыпает на время мороза. Теплая зима – явный признак того, что жук появится на посадках в обильном количестве.

При посадке культуры – добавьте щепотку золы, кукурузной муки или хвойных опилок. Они не только будут способствовать росту, но и слегка отпугнут жука. Также золу можно развести водой (2 литровые банки золы на 10 литров) и настоять двое суток. Этим раствором можно опрыскать листья.

Частично отпугнуть жука помогут календула, кориандр и настурция, которые посажены около картофеля. Обратите внимание, что не рекомендуется высаживать рядом с картофелем укроп.

Со списком растений, которые отпугивают колорадских жуков и других вредителей растений можно ознакомится в статье:

Растения-защитники или какие растения отпугивают вредителей

Для этого применяют экстракты таких растений, как девясил, мята, черная смородина, укроп, чистотел, одуванчик, горький перец или чеснок. Экстракты данных растений разводят в 10-литровой емкости воды и также опрыскивают ими листья культуры.

Кратность обработок – минимум 3, начиная с появления первых ростков. Для лучшего закрепления на растении, в растворы можно добавлять мыло. Как и химические препараты, растворы с экстрактами лучше чередовать, дабы не вызвать привыкание колорада.

Деготь против колорадского жука

Березовый деготь – это продукт переработки древесины, который получают из верхних слоев коры дерева с высоким содержанием смолы. Он прекрасно отпугивает вредоносных насекомых, но при этом является безопасным для растений, людей и животных.

Для обработки растений используют деготь, который продается в аптеках и ветеринарных магазинах.

Для приготовления раствора растворите 30 мл березового дегтя и 30 г мыла в 10 л воды. Смесь рекомендуется использовать сразу. Обработайте растения смачивая веник или сделав отверстия в крышке бутылки.

Средством можно вымочить клубни картофеля перед посадкой или полить почву после высадки. Для профилактики опрыскивания можно проводить каждые 7-10 дней.

Горчица против колорадского жука

Горчица способна не только отпугнуть, но и уничтожить колорадского жука на растениях. Как взрослые особи, так и прожорливые личинки не переносят ее специфический запах. Для этого горчичный порошок можно рассыпать между рядами и на листья пасленовых культур.

Также можно приготовить раствор для опрыскивания. Для этого залейте 100 г горчичного порошка 2 л кипятка и настаивайте сутки. После этого отфильтруйте настой и добавьте воды до общего объема в 10 л. Для того чтобы раствор не стекал с листьев к нему можно добавить 50 мл жидкого мыла. Профилактическую обработку можно повторять раз в 10-14 дней.

Уксус против колорадского жука

Резкий запах уксуса эффективно отпугивает колорадского жука и не вызывает привыкания. Чтобы не пожечь растения для обработки используют 9%-ний уксус, который растворяют в ведре холодной воды. Раствор можно использовать сразу.

Для усиления эффекта к уксусу можно добавить 100 г горчичного порошка. Обрабатывать растения можно каждые 5-7 дней для профилактики и борьбы с колорадскими жуками.

Безусловно, в борьбе помогут те, кто обычно питается им. Это насекомые (жужелицы, златоглазки) и птицы, в частности, скворцы и цесарки. Также часто нападают на жуков божьи коровки.

Некоторые хозяйства специально содержат цесарок, которые активно питаются колорадскими жуками.

Все эти методы борьбы с колорадским жуком уже много лет активно используются, как крупными фермерами, так и простыми огородниками. Конечно же, появления вредителя на овощах не избежать, но все же стоит всегда проводить профилактику, а именно: удалять сорняки, избавляться от растительных остатков, соблюдать севооборот и т.д. Это поможет уменьшить общее количество вредоносных насекомых на участке.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Средства от колорадского жука | Средства от насекомых и грызунов, дезинсекция и дератизация, доставка по России

Практически каждый из нас, у кого есть дача или дом в деревне, очень хорошо знает, что такое борьба с колорадским жуком. Какое количество урожая погибает благодаря этому вредителю. Сколько картошки он погубил!

Избавиться от него достаточно сложно. Особенно, если не использовать средства от колорадского жука. Они очень живучи, способны даже пережить суровую русскую зиму, если к ней приходят в виде взрослой особи.

Выглядит колорадский жук достаточно специфически. Размером до 10 мм, окрас имеет оранжевый, панцирь белый в черную полоску. Развиваются они из личинки во взрослую особь примерно за месяц. За одну кладку они выводят до 550 яиц.

Первое средство против колорадского жука — профилактика, в данном случае предупреждение появления колорадского жука при посадке клубней картофеля. Список возможных манипуляций можно найти в интернете. Второе — ручной сбор насекомых. Занятий это не очень приятное, но по-настоящему действенное. И хорошо подходит как воспитательная мера для детей и внуков.

И третье, самое надёжное средство — отрава от колорадского жука. Инсектицидов на рынке великое множество, обработка ими происходит по разным схемам. Единственное, чем сходны все химические средства — тем, что с одного раза невозможно полностью избавиться от вредителя. Обрабатывать придётся не менее 3-х раз. При этом, если при посадке была проведена профилактическая работа, уже со второй попытки можно полностью истребить колорадского жука на картофеле.

Препараты для уничтожения колорадского жука можно найти на нашем сайте. Огромный плюс в том, что за счёт особого спроса на них, имеется огромное количество различных средств по достаточно низким ценам. Всё это, и специальные приспособления, чтобы проводить дезинсекцию на огороде было удобнее, можно у нас. Мы с удовольствием предоставим как сами препараты, так и инструкции по их применению.

Кораген ампула 1мл от колорадского жука и др. вредителей (120шт/кор) Новинка 2020г

Инсектицид Кораген – однокомпонентный препарат нового поколения, который помогает избавиться от вредителей картофеля, яблони, виноградной лозы и томатов.

Кораген имеет уникальный механизм действия, благодаря чему молекула препарата была награждена многочисленными премиями и наградами за инновационность и безопасность для окружающей среды. Недаром лозунг Кораген звучит «Действительно чудо науки!».

Инсектицид нового поколения, обладающий уникальным механизмом действия против личинок и имаго колорадского жука, чешуекрылых, в том числе хлопковой совки и карадрины. За пределами РФ инсектицид Кораген широко применяется для защиты капусты, томатов, баклажанов, лука, перца, винограда и других культур. Препарат действует при контакте и при поступлении в кишечник насекомых.

Действующее вещество связывается с рианидиновыми рецепторами, активируя высвобождение и разрушение кальциевых хранилищ гладкой и полосатой мускулатуры, вызывая ослабление регуляции мышц, паралич и гибель насекомых. Препарат имеет одновременное действие против гусениц всех возрастов и яиц вредителя.

Кораген имеет исключительные показатели безопасности для полезной энтмофауны и насекомых-опылителей, что делает его незаменимым препаратом для систем интегрированной защиты.

Кораген действует на разных стадиях развития вредителя:

Овицидное действие (яйца) варьируется в зависимости от срока обработки и плотности популяции вредителя. Наибольшая овицидная активность наблюдается при применении препарата Кораген до начала яйцекладки или по отложенным яйцам.

Ови-ларвицидное действие ( отродившиеся личинки во время или сразу после выхода из яйца ) наблюдается во время прогрызания отрожденной личинкой обработанной поверхности яйца. Вследствие этого происходит мгновенная интоксикация личинки, которая потом погибает, не успев выйти из яйца, или погибает сразу после выхода.

Ларвицидное действие (личинки погибают вследствии кишечно- контактного действия) характеризуется высокой эффективностью против гусениц вредителя и происходит двумя путями: кишечное действие – при попадании препарата в желудок гусеницы при питании; контактное действие – при попадании на кожные покровы гусеницы. Наибольшее ларвицидное действие наблюдается при поедании вредителем обработанной поверхности.

Перераспределение инсектицида Кораген в растении происходит за счет трансламинарного передвижения хлорантранилипрола через клетки эпидермиса стебля и по проводящим сосудам ксилемы, что способствует попаданию действующего вещества в новый прирост.

Препарат Кораген характеризуется длительным периодом защитного действия (до 3-х недель), благодаря трансламинарному проникновению действующего вещества, его химической стабильностью в разных погодно-климатических условиях и высокой остаточной инсектицидной активностью.

Инсектицид Кораген обладает высокой дождестойкостью, благодаря быстрому трансламинарному действию. Препарат устойчив к смыванию дождем после высыхания на поверхности растений. Дождь, прошедший спустя 1-2 часа после обработки, не приводит к снижению эффективности данного инсектицида.

Достоинства инсектицида Кораген:

Новый механизм воздействия на рецепторы вредителя позволяет полностью исключить резистентность.

Инсектицид эффективен в борьбе с совками, листовёртками, колорадским жуком и плодожорками.

Борется с насекомыми, которые находятся на разных стадиях развития (уничтожает имаго, гусениц и личинок).

Действие препарата начинается через несколько часов после обработки.

На активность Корагена не влияют погодные условия.

Препарат устойчив к смыванию при поливе и атмосферных осадках.

Средство удобно в использовании и хранении, очень экономично.

Кораген безопасен для внешней среды, пчёл, людей.

Применение:

Виноград (Листовертка гроздевая) -2,5 мл на 10 л. Количество обработок 2, срок защиты 21 день.

Томат (Колорадский жук и хлопковая совка) 1 мл /10л для открытого грунта, 4 мл /10 л для закрытого грунта. Томаты опрыскивают при появлении вредителей. Количество обработок -1, срок защитного действия -21 день.

Картофель (Колорадский жук) -0,5 мл /10 л. Посадки картофеля опрыскивают при появлении личинок. Количество обработок 1, срок защитного действия 14 дней.

Яблоня (Листовёртка, яблонная плодожорка) -1,5-2 мл/10л. Обработку яблони проводят при появлении на ней вредных насекомых. Количество обработок-2, срок защитного действия 21 день.

Colorado Potato Beetle — обзор

2 OT / VP-подобная передача сигналов у жуков

Первые доказательства существования OT / VP-подобной сигнальной системы у жуков были получены в начале 1980-х годов после иммуноокрашивания центральной нервной системы. (ЦНС) колорадского жука, Leptinotarsa ​​decemlineata с антителами против вазопрессина и окситоцина (Veenstra, 1984; Veenstra, Romherg-Privee, & Schooneveld, 1984). Совсем недавно присутствие OT / VP-подобного пептида, обозначенного как инотоцин, было предсказано на основании данных о последовательности генома красного мучного жука Tribolium castaneum и клонировано (Aikins et al., 2008; Stafflinger et al., 2008). Гены, кодирующие инотоцин, вероятно, присутствуют у многих других видов жуков, основанных на предсказаниях генома или транскриптома, в то время как L. decemlineata , по-видимому, даже имеет две разные копии этого гена (Liutkevičiūtė et al., 2016). Согласно имеющимся данным, CLITNCP R G * ^a является наиболее распространенной пептидной последовательностью у жуков, в то время как L. decemlineata содержит как CLITNCP K G *, так и CLITNCP I G * в качестве предполагаемых инотоцин-подобных пептидов ( Люткявичюте и др., 2016).

Рецептор инотоцина был предсказан у нескольких видов жуков на основе доступных последовательностей генома или транскриптома (Liutkevičiūtė et al., 2016), но был клонирован и охарактеризован только у T. castaneum (Aikins et al., 2008; Stafflinger и др., 2008). Как и ожидалось, этот рецептор представляет собой GPCR и активируется мономерной формой инотоцина (CLITNCPRG *). Рецептор T. castaneum также может быть активирован двумя другими аналогами, которые были протестированы, поскольку они были ранее идентифицированы с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) у мигрирующей саранчи, Locusta migratoria (Proux et al., 1987). Это антипараллельный и параллельный димер нонапептида, который активировал рецептор как частичный агонист и имел примерно в 10 и 80 раз меньшую активность, чем мономер, соответственно (Aikins et al., 2008; Keov, Liutkevičiūtė, Hellinger, Кларк и Грубер, 2018). Кроме того, окситоцин, вазотоцин, изотоцин (ОТ-подобный пептид у рыб; Godwin & Thompson, 2012) и конопрессин могут вызывать ответ (но только в более высоких концентрациях, чем любая из форм инотоцина), тогда как вазопрессин и другие нейропептиды насекомых [такие как как кардиоактивный пептид ракообразных (CCAP), адипокинетические гормоны I и II (AKH I и AKH II) и коразонин (CRZ)] не могли.Из этих результатов кажется, что рецептор инотоцина из T. castaneum больше похож на ОТ, чем на VP ( сравните с предпочтением изолейцину в положении 3 пептида). Это подтверждается гомологией аминокислотной последовательности рецептора жука с его аналогами человека (~ 40% сходства с рецептором ОТ человека по сравнению с 37–38% с рецептором VP человека; Aikins et al., 2008; Keov et al. , 2018; Stafflinger et al., 2008).

In situ гибридизация и иммуногистохимические исследования тканей ЦНС из T.castaneum , L. decemlineata и мучной червь Tenebrio molitor показали, что инотоцин синтезируется одной парой нейронов с клеточными телами, расположенными в субэзофагеальном ганглии (Aikins et al., 2008; Veenstra, 1984; Veenstra et al. , 1984). Эти два нейрона симметрично проецируются по всей ЦНС, от мозга до терминального ганглия брюшной полости. Интересно, что иммуноокрашивание периферических нервов у T. castaneum не наблюдалось, что предполагает главную центральную роль и, возможно, второстепенную периферическую (Aikins et al., 2008). Более того, анализ экспрессии рецептора инотоцина у этого вида показал, что он высоко экспрессируется в ЦНС (в основном в голове), тогда как в мальпигиевых канальцах и задней кишке экспрессия незначительна, что дополнительно подтверждает эту идею (Aikins et al., 2008; Stafflinger et al., 2008). Хотя мало что известно о роли инотоцина в in vivo и у жуков, есть указание на то, что он может играть роль в диурезе как у T. castaneum , так и у T. molitor. Инъекция мономерного инотоцина взрослым особям T. castaneum вызвала немедленный диуретический ответ, измеренный в испарительной камере, в то время как ни один из димеров не был активен. В T. molitor был проведен эксперимент ex vivo путем инкубации мальпигиевых канальцев с различными тканями и пептидами инотоцина. Единственное условие, при котором инотоцин (мономер) индуцировал увеличение экскреции, было при инкубации с ЦНС вместе с комплексом corpora cardiaca / corpora allata (CC / CA).Без комплекса CC / CA (только ЦНС) или при инкубации только с инотоцином мальпигиевы канальцы не выделяли воду. Опять же, антипараллельный димер инотоцина не был способен вызвать какой-либо ответ. Диуретический гормон, который, как было показано, вызывает диурез в мальпигиевых канальцах (Aikins et al., 2008; Furuya, Schegg, Wang, Kingt, & Schooley, 1995), накапливается и высвобождается комплексом CC / CA T. molitor (Wiehart, Torfs, Van Lommel, Nicolson, & Schoofs, 2002). Следовательно, этот экспериментальный результат предполагает косвенную роль инотоцина в диурезе (например, через центральную передачу сигналов вместо периферического действия).Действительно, была выдвинута гипотеза, что инотоцин может воздействовать на CC / CA T. molitor , вызывая высвобождение диуретического гормона, который, в свою очередь, запускает экскрецию воды из мальпигиевых канальцев (Aikins et al., 2008), и то же самое может Встречаются у T. castaneum (рис. 1).

Нокдаун-исследования OT / VP-подобной передачи сигналов с использованием РНК-интерференции (RNAi) также были выполнены на T. castaneum , но подавление транскриптов предшественников и рецепторов у этого животного не повлияло ни на один из отслеживаемых процессов: общая смертность, время развития на стадии куколки, поведение кладки яиц, вылупление яиц и смертность при высокой солевой нагрузке (Aikins et al., 2008). Хотя эти эксперименты по нокдауну не оказали заметного эффекта, все же существует вероятность того, что инотоцин играет у жуков дополнительную роль, помимо диуреза. Другие подходы, которые можно использовать для изучения OT / VP-подобной передачи сигналов, включают модуляцию рецептора аналогами инотоцина, которые можно вводить животному. Потенциально полезными аналогами, которые могут быть использованы для этой цели, являются атозибан, хорошо известный синтетический аналог окситоцина, и калата B7, циклотид растительного происхождения (Keov et al., 2018). Кроме того, их структуры могут также служить источником для развития дополнительных лигандов рецепторов.

Колорадские жуки на приусадебных участках

Как защитить растения от колорадских жуков

Обработка колорадских жуков в домашних садах может быть 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, так как 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 не забывайте регулярно проверять 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 или 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
• Спиносад — производится из почвенной бактерии Saccharopolyspora spinosa . Действует примерно 10-14 дней.

ВНИМАНИЕ: Упоминание пестицида или использование ярлыка пестицида предназначено только для образовательных целей.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 временем сбора урожая.

Грибок Metarhizium robertsii и нейротоксический инсектицид влияют на иммунитет кишечника и микробиоту колорадских жуков

CAS Статья Google Scholar

Как колорадские жуки побеждают пестициды

Newswise. Колорадский жук — известный вредитель и своего рода неудержимый гений.

Современная эра пестицидов началась в 1860-х годах, когда фермеры Среднего Запада начали уничтожать этих жуков, распыляя на них краску под названием «Парижский зеленый», содержащую арсенат меди.Жуки вскоре преодолели этот яд, а также арсенат свинца, ДДТ ртути, дильдрин и более пятидесяти других пестицидов. Сначала с любым новым химическим веществом погибает много жуков, но ни один из них не живет долго. Жуки вырабатывают сопротивление, обычно в течение нескольких лет, и продолжают весело пробираться через огромные гектары картофеля на фермах и садах по всему миру.

Ученые плохо понимают, как это существо выполняет эту уловку. Текущая эволюционная теория, сфокусированная на ДНК, не может объяснить быстрое развитие устойчивости к пестицидам.Хотя у жуков много генетических вариаций, новые мутации ДНК, вероятно, не появляются достаточно часто, чтобы позволить им развивать устойчивость ко многим типам пестицидов так быстро — снова и снова.

Но теперь первое в своем роде исследование значительно приближается к объяснению.

Группа исследователей под руководством профессора Иоланды Чен из Университета Вермонта показала, что даже небольшие дозы неоникотиноидного пестицида имидаклоприда могут изменить то, как жук управляет своей ДНК. Новое исследование предполагает, что для защиты от пестицидов жуку не нужно менять свой генетический код.Вместо этого команда обнаружила, что жуки реагируют, изменяя регуляцию своей ДНК, включая или выключая определенные гены в процессе, называемом «метилированием ДНК». Эти так называемые эпигенетические изменения позволяют жукам быстро активировать механизмы биологической защиты — возможно, вводя их в действие. перегрузить уже существующие гены, которые позволяют жуку переносить широкий спектр токсинов, обнаруженных в растениях картофеля.

Прилив ферментов или более высокая скорость выведения могут позволить насекомому блокировать каждый новый пестицид с помощью тех же древних биохимических средств, которые оно использует для преодолеть естественную защиту растений — вместо того, чтобы полагаться на тяжеловесный эволюционный процесс случайных мутаций, появляющихся в ключевых генах, который постепенно приведет к снижению эффективности пестицида.

Самое главное, новое исследование показывает, что эти изменения, вызванные даже небольшими дозами пестицида, могут передаваться потомкам как минимум через два поколения. «Мы обнаружили такие же паттерны метилирования ДНК у поколения внуков. Это было удивительно, потому что они не подвергались воздействию инсектицида », — говорит Чен.

Было показано, что у некоторых других видов насекомых воздействие пестицидов изменяет метилирование ДНК. И некоторые эпигенетические изменения, как было замечено, передаются будущим поколениям видов, которые размножаются бесполым путем, например, крошечное ракообразное Daphnia magna .«Но долгое время считалось, что эпигенетика сбрасывается во время полового размножения», — говорит Кристиан Бревик, ведущий автор нового исследования, получивший докторскую степень, работая в лаборатории Чена. «То, что эти изменения могут передаваться через несколько циклов полового размножения будущим поколениям насекомых — это ново».

Исследование было опубликовано в декабрьском выпуске журнала Evolutionary Applications .

С беговой дорожки?

За последние полвека исследователи в области сельского хозяйства и химические компании потратили миллионы на разработку инновационных химических соединений, чтобы попытаться убить этого жука, наносящего ущерб в сотни миллионов долларов, и почти все в конечном итоге потерпели неудачу.«Возможно, пришло время отказаться от пестицидов и попытаться внедрить все более токсичные химические вещества — и признать, что эволюция происходит независимо от того, что мы в них бросаем», — говорит Иоланда Чен. «Мы могли бы более стратегически подходить к пониманию того, как работают эволюционные процессы, и вкладывать средства в более экологические подходы, которые сделают сельское хозяйство более устойчивым».

Революция в эволюции

Эпигенетика становится все более актуальной областью. о том, как экологические стрессы — от голода до загрязнения воздуха и пестицидов — могут добавлять или удалять химические метки в ДНК организма, переключая генетический переключатель, который изменяет его здоровье и поведение.

Метилирование ДНК впервые было показано при раке человека в 1983 году, а с начала 2000-х годов эпигенетическая революция в биологии начала показывать, как изменение окружающей среды может включать или выключать определенные гены, приводя к глубоким изменениям в организме без изменения его ДНК. И хорошо известно, что многие насекомые в сельскохозяйственных районах развивают устойчивость к пестицидам; это не только колорадские жуки. Более шестисот видов животных выработали устойчивость к более чем трем сотням пестицидов, о чем сообщается в десятках тысяч сообщений со всего мира.Растущее количество исследований показывает, что многие из них связаны с эпигенетическими механизмами.

В своем эксперименте ученые UVM вместе с коллегой из Университета Висконсина собрали взрослых жуков с органических ферм в Вермонте. Они разделили потомство, обработав их разными дозами пестицида имидаклоприда — некоторые высокие, некоторые низкие, некоторые менее токсичным химическим веществом, подобным имидаклоприду, а некоторые просто водой. По прошествии двух поколений у жуков, чьи дедушки и бабушки обрабатывали пестицидами любой уровень, наблюдалось снижение общего метилирования, тогда как у жуков, подвергшихся воздействию воды, этого не наблюдалось.Многие из участков, где ученые обнаружили изменения в метилировании, связаны с генами, связанными с устойчивостью к пестицидам. Параллельная реакция на все виды обработки пестицидами предполагает, что «простое воздействие инсектицидов может иметь длительные последствия для эпигенетики жуков», — говорит Чен.

Одно дело — предположить, что стресс изменяет конкретный организм, и совсем другое — предположить, что физические характеристики, которые он приобретает в результате стресса или поведения, могут передаваться из поколения в поколение.Кузнец, окрепший в результате упорного труда, не должен ожидать, что ее дети тоже будут необычайно сильными. Так почему же стресс приводит к длительным изменениям?

Об основах эпигенетики до сих пор ведутся споры, отчасти потому, что она была связана с в значительной степени дискредитированными теориями «наследования приобретенных признаков» — древней идеей, восходящей к Аристотелю и наиболее прочно связанной с Жан-Батистом Ламарком, девятнадцатым поколением. Французский естествоиспытатель века, который предположил, что организмы передают характеристики, которые используются или не используются, своему потомству.

Хотя идеи Ламарка ранее были дискредитированы биологами-эволюционистами, революция в эпигенетике проясняет, что эволюция путем естественного отбора не должна просто полагаться на случайные выгодные мутации, обнаруживаемые в генетическом коде. В случае колорадских жуков, изученных в UVM, исследование предполагает, что пестициды могут переключать целый ряд эпигенетических переключателей, некоторые из которых могут усилить выработку существующей защиты от токсинов, в то время как изменения в метилировании ДНК могут высвободить части ДНК. называются транспонируемыми элементами.«Эти элементы также называются« прыгающими генами »и наиболее тесно связаны с вирусами, — говорит Чен, профессор кафедры растений и почвоведения UVM и сотрудник Института окружающей среды Гунда. — Из-за их вредного воздействия на хозяина. геномах, они обычно подавляются метилированием ДНК ». Но новое исследование предполагает, что воздействие пестицидов может их высвободить, позволяя генерировать больше мутаций, связанных с устойчивостью к пестицидам.

Короче говоря, динамическое взаимодействие между эпигенетикой и генетикой указывает на объяснение в значительной степени необъяснимой реальности быстрой эволюции и пестицидов. сопротивление.Как эти изменения передаются через несколько поколений сексуальной рекомбинации, остается загадкой, но новое исследование убедительно показывает, что это так. «Нам нужно больше узнать, — говорит Чен, — как люди могут лучше управлять эволюцией».

Секвенирование, сборка De Novo и аннотация колорадского картофельного жука, Leptinotarsa ​​decemlineata, транскриптом

Аннотация

Фон

Колорадский жук ( Leptinotarsa ​​decemlineata ) является основным вредителем и серьезной угрозой выращиванию картофеля во всем северном полушарии.Несмотря на его большое значение для биологии инвазии, фенологии и борьбы с вредителями, с геномной точки зрения о L. decemlineata известно немного. Мы подвергли образцы транскриптомов взрослых и личинок европейских L. decemlineata массивно-параллельному секвенированию ДНК 454-FLX, чтобы охарактеризовать базальный набор генов этого вида. Мы создали комбинированный набор данных по взрослым особям и личинкам, включая общедоступные данные о личинках средней кишки, которые читает Roche 454, и предоставили базовые аннотации.Нас особенно интересовали гены, специфичные для диапаузы, и гены, участвующие в устойчивости к пестицидам и Bacillus thuringiensis (Bt).

Результаты

Используя пиросеквенирование 454-FLX, мы получили в общей сложности 898 048 прочтений, которые вместе с общедоступными 804 056 чтениями личинок средней кишки были собраны в 121 912 контигов. Мы создали репозиторий интересующих генов со 101 из 108 генов, специфичных для диапаузы, описанных в Drosophila montana ; и 621 контиг, вовлеченный в устойчивость к инсектицидам, включая 221 CYP450, 45 GST, 13 каталаз, 15 супероксиддисмутаз, 22 глутатионпероксидазы, 194 эстеразы, 3 металлопротеиназы ADAM, 10 кадгеринов и 98 кальмодулинов.Мы обнаружили 460 предполагаемых miRNA и предсказали значительное количество однонуклеотидных полиморфизмов (29 205) и микросателлитных локусов (17 284).

Выводы

Этот отчет о сборке и аннотации транскриптома L. decemlineata предлагает новое понимание генов, связанных с диапаузой и резистентностью к инсектицидам, у этого вида и обеспечивает основу для сравнительных исследований с другими видами насекомых. Эти данные также откроют новые возможности для исследователей, использующих L.decemlineata в качестве модельного вида и для исследований по борьбе с вредителями. Наши результаты обеспечивают основу для проведения в будущем экспрессии генов и функционального анализа в L. decemlineata и улучшают наше понимание биологии этого инвазивного вида на молекулярном уровне.

Образец цитирования: Kumar A, Congiu L, Lindström L, Piiroinen S, Vidotto M, Grapputo A (2014) Sequencing, De Novo Assembly and Annotation of the Colorado Potato Beetle, Leptinotarsa ​​decemcrimecriata .PLoS ONE 9 (1): e86012. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0086012

Редактор: Джон Паркинсон, Госпиталь для больных детей, Канада

Поступила: 17 марта 2012 г .; Принята к печати: 9 декабря 2013 г .; Опубликован: 23 января 2014 г.

Авторские права: © 2014 Kumar et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Финансирование: Исследование финансировалось Университетом Падуи (Progetto di Ateneo 2008: CPDA084531 / 08) для AG и Академией Финляндии (проекты 118456 и 131406) для LL. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

Введение

Колорадский жук, Leptinotarsa ​​decemlineata (Say), является основным дефолиатором картофеля во всем северном полушарии [1] — [5].И личинки, и взрослые особи питаются растениями картофеля, нанося ущерб картофельным полям и финансовые потери фермеров [6]. Жук является родным для Мексики и юго-востока США [7], где он обитает на таких диких пасленовых, как Solanum rostratum и S. angustifolium [8]. Переход на картофель произошел где-то до 1850 г. в США [9], когда картофельное хозяйство достигло ареала распространения жука [2]. Жук быстро распространился по США, достигнув восточного побережья до 1880 г. [2], а в Европу (во Франции) был случайно завезен в 1920-х гг.За 50 лет он распространился по Европе, за исключением Великобритании и Скандинавии. Его текущий диапазон составляет 16 миллионов км ² в Северной Америке, Европе и Азии. В настоящее время он распространяется дальше на восток, а также в более высокие широты [9] — [12].

Несколько факторов способствовали высокому успеху жука как вселенца и вида вредителя: адаптация к картофелю-хозяину, высокая плодовитость, способность синхронизировать его жизненный цикл через диапаузу и высокая способность развивать устойчивость к инсектицидам [1], [13].Диапауза — это физиологическое состояние покоя, которое позволяет насекомым избегать неблагоприятных условий, таких как суровые зимы или засуха. Решение войти в диапаузу в основном определяется продолжительностью дня, но зависит от доступности пищи, температуры и влажности [14] — [17]. Таким образом, диапауза является важнейшим компонентом фенологии насекомых [18]. Что еще более важно, устойчивость к инсектицидам может взаимодействовать с диапаузой у насекомых, включая L. decemlineata [19] — [22]. Это придает диапаузе центральную роль в борьбе с насекомыми-вредителями [23], [24].Более полное понимание диапаузы и ее влияния на особенности жизненного цикла насекомых даст представление о других биологических процессах и поможет в планировании новых стратегий борьбы с вредителями [25].

Первое крупномасштабное применение инсектицидов в сельскохозяйственных культурах было для подавления L. decemlineata [3]. Инсектициды были очень успешными в борьбе с этим серьезным вредителем, пока в середине 1950-х годов он не развил широко распространенную устойчивость к ДДТ [2]. В лабораторных условиях у жука с тех пор выработалась устойчивость как минимум к 52 различным соединениям, охватывающим все основные классы пестицидов, включая пиретроиды, органофосфаты, неоникотиноиды [1], и, только в лабораторных популяциях, также к Bacillus thuringiensis (Bt). [26], [27].Несмотря на это, инсектицидные соединения остаются наиболее часто используемым и единственным эффективным средством борьбы с популяциями жуков. В то же время растет беспокойство по поводу эволюции резистентности и экологических последствий увеличения доз инсектицидов [1], [28].

Жук важен как для базовой, так и для прикладной биологии — от инвазивной биологии, фенологии насекомых до борьбы с вредителями. Фактически L . decemlineata был включен в проект геномов насекомых i5k (http: // arthropodgenomes.org / wiki / Main_Page; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject/PRJNA171749) в 2012 г. [29]. Первый черновой вариант генома без аннотаций был доступен, когда наша рукопись находилась на окончательной подготовке, и поэтому он не мог быть включен в наш анализ. Генетические исследования биологии L. decemlineata и ее устойчивости к химическим пестицидам и Bt основывались на клонировании генов на основе гомологии, низкоэффективном секвенировании EST [18], [30], [31] и др. Недавно средняя кишка личинок жуков была подвергнута пиросеквенированию 454 [32].

Методы секвенирования нового поколения, такие как пиросеквенирование 454, являются экономически эффективными методами для характеристики транскриптома видов насекомых, у которых отсутствует полностью секвенированный геном [33] — [35]. Более глубокое секвенирование метода 454 и точный вызов базы позволяют выполнять сборку транскриптома de-novo и характеризовать гены без эталонного генома. Огромное количество тегов экспрессируемых последовательностей, полученных с помощью этого метода, облегчает обнаружение и идентификацию новых генов и анализ экспрессии генов, обеспечивая эталонный транскриптом для микрочипов кДНК.Он также облегчает идентификацию таких новых генетических маркеров типа I, как микросателлиты и SNP, для популяционного геномного анализа и анализа локусов количественных признаков (QTL) [36], [37].

Мы использовали пиросеквенирование на основе титана 454 FLX для создания значительного набора данных считываний транскриптов транскриптома L. decemlineata . Вместе с общедоступными считываниями личинок средней кишки [32] мы получили 121 912 контигов, из которых 41,15% были похожи на известные белковые или нуклеотидные последовательности.Мы провели идентификацию in silico генетических маркеров типа I и охарактеризовали гены, представляющие интерес для диапаузы, путей детоксикации и белков-мишеней инсектицидов. Мы аннотировали объединенную сборку, включая 8 993 стенограммы, доступные в NCBI (июнь 2012 г.). Все данные и сборка доступны на http://www.bio.unipd.it/~grapputo/CPB-Webpage. Наши результаты послужат основой для проведения будущих исследований экспрессии генов и функционального анализа в L. decemlineata и улучшат наше понимание биологии этого инвазивного вида на молекулярном уровне.

Результаты и обсуждение

Характеристики сборки транскриптома

Используя метод пиросеквенирования Roche 454, мы получили 456 909 считываний транскриптомов от взрослых жуков и 444 435 считываний от личинок жуков, всего 901 344 считывания, соответствующие 64,23 Мбп. После этапа очистки для удаления адаптеров, низкокачественных оснований и загрязняющих веществ (бактерий, вирусов и картофельных последовательностей) мы остались с 445 257 (97,45% от исходных считываний) и 442 791 (99,63%) считыванием для взрослых особей и личинок, соответственно.Эти считывания были объединены с общедоступными 839 061 считыванием личинок средней кишки Roche 454 [38], которые после очистки, как описано выше, дали 804 056 (95,83%) считываний. Всего 1702 104 чтения из этих трех наборов данных были собраны в 117 848 контигов и 4064 синглтона, в общей сложности 121 912 частичных транскриптов ( Таблица S1, ) с использованием ассемблера Mira 3.2 [39]. Длина контигов варьировала от 41 до 7034 п.н., в среднем 537 п.н. ( рисунок S1 и таблица S1 ). Синглтоны варьировались от 40 до 583 п.н. при средней длине 214 п.н. ( таблицы 1, и S1 ).Контиги и синглтоны имели среднее содержание GC 36% и 35% соответственно ( Таблицы S1) . Это было ниже, чем содержание GC (46%) транскриптома красных мучных жуков ( Tribolium castaneum ), что позволяет предположить, что геном L. decemlineata может быть очень богат AT, как показано у других насекомых [40].

Для простоты мы не будем делать дальнейших различий между контигами и синглетонами и будем называть их контигами, если не указано иное.

Анализ BLAST

Из 121912 л.decemlineata , 41,15% показали значительное сходство (значение E <1e ^-3 ) с белками в неизбыточной (nr) базе данных GenBank. Хотя для этого анализа мы использовали пороговое значение E-значения <1e ^-3 , большинство совпадений было ниже этого порога, то есть между 1e ^-4 и 1e ^-180 (, рис. 1A, ). Как мы и ожидали, основная часть последовательностей с совпадениями в GenBank совпадала с белками насекомых (79,23%) (, рис. 1B, ).Среди насекомых наибольшая доля совпадений составила T. castaneum — 37,8% (, рис. 1B, ). В отличие от L. decemlineata имеет только 2,81% совпадений, что подтверждает небольшой объем аннотированной геномной информации, доступной по этому виду.

Рис. 1. Сводка результатов BLAST для транскриптомных последовательностей в сравнении с неизбыточной (nr) базой данных Genbank.

А . Распределение E-значения предполагает, что большинство совпадений находится в диапазоне от 1e ⁻⁵ до 1e ⁻¹⁰⁰ (синий пунктирный квадрат). В . Таксономическое распределение лучших совпадений BLAST контигов L. decemlineata . Большинство фракций принадлежат насекомым, к двум ведущим видам относятся жуки T. castaneum (красная полоса) и L. decemlineata (зеленая полоса). Низкое количество совпадений с L. decemlineata связано с низким охватом этого жука в текущей базе данных nr.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0086012.g001

Задание онтологии GO

Функциональная аннотация является важным требованием для понимания транскриптомных данных немодельных организмов.Онтология генов (GO) облегчает функциональную характеристику генов, транскриптов и белков многих организмов с точки зрения клеточных компонентов, биологических процессов и молекулярных функций независимо от вида [41]. В настоящее время этот подход является стандартным методом подтверждения общей аннотации 454-секвенированных данных транскриптома [42] — [46]. Мы использовали этот метод для функциональной аннотации транскриптов L. decemlineata с помощью пакета Blast2GO [41].

Производное л.decemlineata были отнесены к трем функциональным группам на основе терминологии ГО: биологический процесс, молекулярная функция и клеточный компонент (, таблица S2, ). Мы проследили 42208 контигов до терминов биологического процесса (, рис. 2, ) со следующими пятью главными категориями: катаболический процесс (5453), передача сигнала (2919), углеводный метаболический процесс (2869), процесс модификации белка (2696) и дифференцировка клеток (2603). . Точно так же 18 738 контигов были отнесены к терминам клеточных компонентов (, рис. 2, ), пять главных компонентов: белковый комплекс (5878), митохондрия (2174), рибосома (1560), плазматическая мембрана (1453) и нуклеоплазма (1408).Наконец, 20 438 контигов были связаны с терминами молекулярной функции (, фиг.2, ) с нуклеотидным связыванием (6058), пептидазной активностью (2037), связыванием ДНК (1881), структурной молекулярной активностью (1593) и активностью регулятора фермента (948). пять высших категорий. Все термины GO в этих трех категориях перечислены в Таблице S3. Далее, мы присвоили 667 ферментных кодов (ЕС) 16 656 контигам (, таблица S3, ), охватывающим все шесть групп, EC1 – EC6, с самыми высокими номерами транскриптов, присвоенными EC2, а самыми низкими — EC5 (, таблица S3, ).Всего 539 транскриптам было присвоено более одного ферментативного кода.

Аннотированные контиги представлены на веб-сайте нашей группы (http://www.bio.unipd.it/~grapputo/CPB-Webpage/).

Анализ ферментативных путей

Мы сопоставили 16 656 контигов с 663 ферментами 134 различных эталонных канонических путей в Киотской энциклопедии генов и геномов (KEGG) (, таблица S4, ). Охват транскриптомных последовательностей на путь варьировал от 1 до 888; тогда как охват этих последовательностей на фермент варьировал от 1 до 224.Было 17 путей, охваченных более чем 250 последовательностями ( Рисунок 3A, ). В первую пятерку вошли: метаболизм пуринов (888 последовательностей; KEGG map00230), метаболизм крахмала и сахарозы (596; map00500), окислительное фосфорилирование (553; map00190), метаболизм азота (525; map00910) и метаболизм пиримидина (410; map00240). Еще 23 пути KEGG имели диапазон охвата от 150 до 250 предполагаемых ферментативных последовательностей (, фиг. 3B, ). Отношение контиговых последовательностей к одноэлементным последовательностям в путях KEGG было приблизительно 3.4∶1. Сходные результаты для путей KEGG наблюдались для транскриптомов других насекомых [43] — [46].

Идентификация предполагаемых микроРНК

MicroRNAs (miRNAs) представляют собой небольшие некодирующие РНК, которые играют важную роль в регуляции экспрессии генов и белков в различных биологических процессах [47], [48]. Чтобы идентифицировать предполагаемые новые микроРНК в транскриптоме L. decemlineata , мы просканировали все известные последовательности микроРНК многоклеточных животных из базы данных miRNAs (miRBase — Release 20, June 2013) [49].Мы идентифицировали 460 предполагаемых miRNA, как показано в таблице S5.

Сравнение транскриптомов взрослых особей и личинок

Так как каждое считывание было помечено библиотекой происхождения перед сборкой, мы смогли идентифицировать те контиги, образованные считыванием транскриптома взрослого или личиночного, а также одного из двух транскриптомов личинки. Из 212 912 контигов, полученных из объединенной сборки трех наборов данных, 43 050 содержали считывания как от взрослых особей, так и от личинок, в то время как 19811 и 59 051 содержали считывания только от взрослых особей и только от личинок (полный набор данных личинок [FL] + личинка средней кишки [ML] набор данных).Сравнение двух личиночных транскриптомов позволило идентифицировать контиги, полностью состоящие из считываний одной и той же библиотеки. Эти предполагаемые специфические контиги составляли 18 470 для FL и 30 540 для ML.

Гены, представляющие интерес

Мы провели поиск гомологии между последовательностями L. decemlineata и модельными геномами насекомых, такими как Drosophila и Tribolium , уделяя особое внимание генам, предположительно участвующим в диапаузе, детоксикации и устойчивости к инсектицидам.

Гены, связанные с диапаузой.

Мы просканировали белковые последовательности, кодируемые восемью транскриптами, которые, как ранее сообщалось, подавляются, когда жуки входят в фазу поддержания диапаузы при развитии диапаузы [18]. Эти расшифровки суммированы в Таблице S6 . Чтобы выяснить, сколько гомологов найдено в нашем наборе данных транскриптомов по сравнению с Drosophila и Tribolium , мы использовали серпин в качестве тестового примера. Суперсемейство серпинов характеризуется высококонсервативным доменом 35-50 кДа, и эти ингибиторы протеаз играют важную роль в регуляции протеолитических каскадов [50], [51].Около 30 различных серпинов были ранее идентифицированы у других насекомых с помощью некоторых изоформ, подвергнутых альтернативному сплайсингу [52] — [54]. Мы сообщаем о 41 контиге, гомологичном серпинам, из транскриптома L. decemlineata , который включает большинство серпинов, известных у насекомых, по данным байесовского филогенетического дерева (, рис. 4, ). Некоторые серпины являются специфичными для Drosophila , включая альтернативно сплайсированные изоформы Spn4 / Spn42 ( Рисунок 4, ) [52] — [54]. Точно так же, как показывает филогенетическое древо, L.decemlineata представляет несколько серпинов, вероятно возникших в результате нескольких событий дупликации (красный на рис. 4 ), как ранее сообщалось в T. castaneum на хромосоме 8 [53], предполагая, что это событие дупликации может быть общим для всех Cucujiformia или даже для всех. Жесткокрылые.

Рисунок 4. Байесовская филогения серпинов из геномных последовательностей T. castaneum и D. melanogaster и транскриптомных последовательностей L. decemlineata .

Несколько серпинов специфичны для D.melanogaster (зеленая рамка) со многими изоформами Spn4 с альтернативным сплайсингом (синоним Spn42, розовая рамка), тогда как специфичные для жуков Spn4-подобные серпины отмечены желтым. L. decemlineata имеет несколько тандемно-дублированных серпинов (красный прямоугольник), как ранее сообщалось у T. castaneum на хромосоме 8 [53]. Дерево было основано на модели белка WAG + G + I и рассчитано на 10 342 000 поколений. В узлах указаны значения апостериорной вероятности. Последовательности именуются префиксом из трех букв, обозначающих вид (Dme — D.melanogaster , Tca — T. castaneum , Ld — L. decemlineata ), за которыми следуют либо идентификаторы доступа и название в NCBI (для Dme и Tca), либо название контига (для Ld).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0086012.g004

Недавнее исследование Drosophila montana раскрыло 108 генов, которые играют важную роль в фотопериодической репродуктивной диапаузе [55]. При сканировании этих 108 генов в транскриптоме жука был обнаружен 101 ген, охватывающий различные функциональные категории (, таблица 2, ) с различными гомологами, перечисленными в , таблица S7, .Семь генов-кандидатов на диапаузу, отсутствующих в этой объединенной сборке, были: disco, couch potato (cpo), CrebB17A, inaF, узким брюшком (na), nnchung (nan) и timeless. Таблица S7 также показывает результаты идентификации специфичных для набора данных транскриптов, указывающих на то, что все эти 101 транскрипты, участвующие в репродуктивной диапаузе у дрозофилы, экспрессировались как у личинок, так и у взрослых жуков. С нашими данными мы не смогли исследовать дифференциальную экспрессию этих транскриптов на разных стадиях, и поэтому необходимы дальнейшие исследования, чтобы оценить, играют ли эти гены роль в диапаузе жуков.

Предполагаемые транскрипты, участвующие в устойчивости к инсектицидам.

С момента первого применения инсектицидов против колорадского жука в 1950-х годах этот вредный организм развил устойчивость ко всем основным классам химических инсектицидов (см. Обзоры в [1], [28]). Механизмы устойчивости могут быть очень разнообразными даже в пределах небольшой географической области [56], включая множество различных генов, включая цитохром Р450 моноксигеназы (CYP), глутатион-S-трансферазы (GST), супероксиддисмутазы (SOD), каталазы (CAT), ADAM. металлопротеазы (ADAM), кадгерины (CADH), кальмодулины (CALM), глутатионпероксидазы (GPX), эстеразы и аскорбатпероксидазы.CYP насекомых также важны в метаболизме вторичных метаболитов растений [57] и Zhang et al. [58] обнаружили 38 активированных CYP у колорадских жуков, когда насекомых кормили пасленовыми.

Мы создали каталог генов, предположительно участвующих в устойчивости к инсектицидам у L. decemlineata из транскриптома, собранного здесь, используя поиск по гомологии BLAST [59] при значениях E ниже 1e ^-3 и перечисленных в таблице 3 . Контиги, кодирующие эти гены, не обязательно являются полными ORF, и поэтому вполне вероятно, что несколько контигов соответствуют одному и тому же гену.Из нашего набора данных трудно отличить аллели одного и того же гена от недавних событий дублирования, поскольку мы секвенировали пул многих людей. Следовательно, количество генов на семейство генов можно было переоценить. Однако количество генов, указанное в Табл. 4 , меньше, чем количество, указанное в комаре Culex pipiens quinquefasciatus [60].

GST представляют собой разнообразное семейство ферментов, которые играют центральную роль в устойчивости насекомых к инсектицидам.GST могут метаболизировать инсектициды, облегчая их восстановительное дегидрохлорирование или за счет реакций конъюгации с восстановленным глутатионом с образованием водорастворимых метаболитов, которые легче выводятся из организма [61], [62]. Один или несколько GST вовлечены в устойчивость к органофосфатам в Musca domestica , к хлорорганическим 1,1,1-трихлор-2,2-бис ( p -хлорфенил) этану (ДДТ) в D. melanogaster . и пиретроидам в Nilaparvata lugens [63].Мы исследовали статус GST в собранном нами транскриптоме и сравнили с T. castaneum и D. melanogaster. Мы обнаружили 45 контигов, гомологичных GST в последовательностях транскриптомов L. decemlineata , и их количество сравнимо с другими насекомыми с расширением подгруппы эпсилон и дельта, как показано на байесовском филогенетическом дереве (, рис. 5, ). GSTZ обнаружены у многих видов эукариот, включая насекомых [64]. Они участвуют в детоксикации ксенобиотиков, содержащих хлорид шелкопряда, Bombyx mori [62], [65].Мы обнаружили один контиг (Ld_c3961), гомологичный S-трансферазам глутатиона дзета-класса (GSTZ). Этот класс GST не наблюдался у красных мучных жуков и у комара C. p. quinquefasciatus [60].

Рисунок 5. Байесовская филогения GST из геномных последовательностей T. castaneum и D. melanogaster и транскриптомных последовательностей L. decemlineata .

Дерево было основано на модели белка WAG + G + I и использовалось для 9 248 000 поколений.В узлах отмечены значения апостериорной вероятности. Последовательности обозначаются префиксом из трех букв, обозначающих вид (Dme — D. melanogaster , Tca — T. castaneum , Lde — L. decemlineata ), за которыми следуют либо идентификаторы доступа, либо название в NCBI (для Dme и Tca) или имя контига (для Ld). GST от N. vectensis (Nve) использовали в качестве внешней группы.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0086012.g005

Лабораторные популяции L. decemlineata показали устойчивость к кристаллическим (Cry) белкам, полученным из Bacillus thuringiensis (Bt) [26], [27 ].Трансгенные культуры, продуцирующие токсины и Cry-белки Bt, по-прежнему широко используются для борьбы с насекомыми-вредителями. Механизмы устойчивости различны у разных видов, и устойчивость к Bt была предметом нескольких исследований также у жуков [27], [66], [67]. На L. decemlineata было показано, что металлопротеиназа ADAM служит рецептором токсина Cry3Aa [68]. Токсин Cry3Aa специфически связывается с кальмодулином (CalM) кальций-независимым образом [69], а также с токсин-связывающими фрагментами кадгерина [70].Мы учли эти три гена в нашем анализе и, используя научную литературу, составили каталог тех генов, которые, как известно, участвуют в устойчивости к Bt, включая несколько транскриптов, недавно выделенных из Diabrotica virgifera , демонстрирующих ответы на токсин Bt Cry3Bb1 [ 71]. Мы проследили эти транскрипты в нашей сборке и обнаружили, что большинство из них присутствует (, таблица 3, ) с контигами Ld_c74929, Ld_rep_c32791 и Ld_c240, наиболее близкими совпадениями для ADAM, CalM и кадгерина, соответственно.

Мы выбрали актин среди генов, сверхэкспрессированных в D. virgifera , реагирующих на Bt (из , таблица S8, ), и исследовали, сколько гомологов актина экспрессируется в транскриптоме жука. Мы просканировали транскрипты актина у L. decemlineata и сравнили их с известными актинами у T. castaneum и D. melanogaster . Актин является основным сократительным белком, обнаруженным во всех эукариотических клетках, и составляет 1-2% от общего клеточного белка эукариотических геномов [72], [73].Несколько актин-подобных белков, известных как актин-связанные белки (ARP), также присутствуют в различных эукариотических организмах. Существует по крайней мере восемь различных подсемейств ARP, консервативных у насекомых с различными физиологическими ролями, такими как полимеризация актина (ARP2-3), хроматическое ремоделирование (ARP4-6 и ARP8) и подвижность динеина (ARP1 и ARP10) [72], [73] ]. Мы идентифицировали несколько контигов, гомологичных большинству обычных актинов и актин-родственным белкам (ARP) T. castaneum и D.melanogaster , как показано на байесовском филогенетическом дереве ( Рисунок 6, ) .

Рисунок 6. Байесовская филогения актина и родственного актину белка (ARP) из геномных последовательностей T. castaneum и D. melanogaster и транскриптомных последовательностей L. decemlineata.

Дерево было основано на модели белка BLOSUM + G и использовалось для 10 927 000 поколений. В узлах отмечены значения апостериорной вероятности. Последовательности именуются префиксом из трех букв, обозначающих вид (Dme — D.melanogaster , Tca — T. castaneum , Ld — L. decemlineata ), за которыми следуют либо идентификаторы доступа и название в NCBI (для Dme и Tca), либо название контига (для Ld). Актин из N. vectensis (Nve) использовали в качестве внешней группы.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0086012.g006

Таким образом, мы просканировали комбинированную сборку транскриптома взрослых и личинок L. decemlineata на предмет интересующих генов. Мы обнаружили сопоставимое количество генов, которые были сохранены в двух других моделях насекомых, T.castaneum и D. melanogaster . Мы также составили байесовское филогенетическое дерево для трех репрезентативных генов из этого набора данных. Количество совпадений было обычно выше для личинки, чем для транскриптома взрослой особи, поскольку оно было выше для ML, чем для набора данных FL. Это могло быть связано с большим количеством считываний, секвенированных для транскриптома личинок средней кишки, которые генерировали в 1,65 раза больше контигов, чем наши наборы данных. Альтернативная гипотеза заключается в том, что большинство рецепторов-мишеней Bt специфически экспрессируются в средней кишке.

Статус часто встречающихся эукариотических доменов белка Pfam

Белковые домены являются строительными блоками белков, а также их эволюционно консервативными единицами. База данных Pfam — это большая коллекция множественных сравнений последовательностей, охватывающая приблизительно 13 000 семейств белков [74]. Курируемые белковые домены в Pfam широко используются при аннотации новых геномов и транскриптомов. Мы проследили полные домены Pfam в транскриптоме L. decemlineata с помощью CLC Genomics Workbench 6.05 [75]. Мы обнаружили в общей сложности 8 927 транскриптов, связанных со всеми доменами эукариотического белка pfam с E-значениями ниже 1e ^-3 . Цинковый палец типа C2h3 возглавил эти верхние домены с общим числом совпадений 878 (, таблица 4, ). Домены цинковых пальцев представляют собой относительно небольшие белковые мотивы, которые содержат несколько пальцевидных выступов, которые образуют тандемные контакты с их молекулой-мишенью, такой как ДНК, РНК, белок или липид, и регулируют экспрессию генов у разных эукариот во время различных процессов, таких как спецификация фоторецепторных клеток и Дифференцировка [76], [77] Развитие глаз [78] и личиночно-куколочный метаморфоз [79] у жуков регулируются этими белками цинковых пальцев.Мы обнаружили 850 доменов WD40, участвующих в передаче сигнала, регуляции транскрипции, контроле клеточного цикла, аутофагии и апоптозе [80].

Мы обнаружили два домена, несущих тетратрикопептидные повторы, TPR_1 и TPT_2 в 419 и 516 транскриптах соответственно. Эти мотивы участвуют в межбелковых взаимодействиях [81], [82].

Мы также обнаружили 145 доменов цитохрома P450 в транскриптомных последовательностях L. decemlineata при значениях E ниже 1e ^-3 . Цитохром P450 играет важную роль в метаболизме ксенобиотиков, и существует известная корреляция между индуцированными уровнями этих генов P450 и устойчивостью к синтетическим инсектицидам [83].

Gag белки опосредуют теломер-специфическую транспозицию ретротранспозонов для поддержания теломера у Drosophila [84], [85] и аналогичная роль белков gag ожидалась у L. decemlineata . Мы обнаружили 108 доменов, связанных с активностью обратной транскриптазы, что свидетельствует о переносимости активности у этого жука. Кроме того, мы обнаружили 159 транскриптов, связанных с доменом трипсина, классическим доменом сериновой протеазы.

Молекулярные маркеры

Мы идентифицировали 29 205 предполагаемых однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) в 8 181 последовательностях ( таблица 5 и таблица S9 ).Это число, вероятно, является заниженной оценкой количества SNP у этого вида, поскольку мы собрали образцы только в Европе, где L. decemlineata подверглись событию основателя во время вторжения на евразийский континент со значительным сокращением генетического разнообразия [10]. . Среди этих SNP 18,882 были переходами (Ts) и 10 383 были трансверсиями (Tv) с отношением Ts к Tv 1,8À1. Мы также предсказали 17 284 повтора одиночных последовательностей (SSR или микросателлиты). Большинство этих микросателлитов были динуклеотидными повторами (n = 13 473), в то время как 3294 были трехнуклеотидными, 416 тетра-нуклеотидными и 101 были пента-нуклеотидными повторами ( таблица 6 и таблица S10 ).Эти молекулярные маркеры, которые еще предстоит проверить с помощью дизайна праймеров и ПЦР-амплификации, могли бы создать платформу для исследовательского сообщества для изучения экологии, биологии и генетики L. decemlineata [86]. Эти маркеры, будучи связанными с EST, также могут служить подходящим инструментом для выявления следов селективного давления из-за естественного или антропогенного стресса.

Выводы

Мы создали новый генетический ресурс для L. decemlineata , вида, имеющего большое значение в области биологии инвазий.Основными результатами этого исследования являются: (1) общая аннотация генов, экспрессируемых L. decemlineata ; (2) идентификация значительного количества ферментативных путей из этих транскриптов; (3) каталог предполагаемых SNP и микросателлитных маркеров, которые после валидации могут облегчить идентификацию полиморфизмов внутри и между популяциями L. decemlineata ; и (4) характеристика представляющих интерес генов: генов, участвующих в диапаузе, детоксикации и устойчивости к инсектицидам. L. decemlineata является важным видом жуков-вредителей и обычно используется для изучения взаимодействия растений с травоядными и устойчивости к инсектицидам. Поэтому сборка транскриптома имеет большое значение для этого сообщества. Новый генетический ресурс и предполагаемые кандидаты на miRNA, установленные нашим исследованием, обеспечивают новое понимание биологии L. decemlineata .

Материалы и методы

Мы обобщили весь наш подход к анализу транскриптома L. decemlineata в Рисунок 7 .

Образцы жуков в Европе

жуков было собрано в четырех полевых популяциях: две в северо-восточной Италии (Кампосампьеро 45 33 39,72 — 11 56 52,08 и Монтелло 45 47 49,10 — 12 07 17,85) и две в России (одна у Петроского 61 48 28,81 — 34 7 51 и один под Уфой 54 47 05,26 — 55 57 57,69). Официальных разрешений на сбор жуков не требовалось. Владельцы земли разрешили доступ к полям, которые не находились на охраняемых территориях. В проекте не участвовали ни находящиеся под угрозой исчезновения, ни охраняемые виды.Получены разрешения на вывоз жуков в Финляндию (Evira DNr: 4140/0614/2008). Жуков из России и Camposampiero выращивали в финской лаборатории (разрешение Evira DNr: 3861/541/2007) на растениях картофеля Ван Гога при постоянной температуре 23 ° C. Жуков из Монтелло выращивали в лаборатории в Падуе (для выращивания жуков в Италии разрешения не требуются) на картофеле Моналиса и при постоянной температуре 24 ° C. Жуков спаривали в лаборатории, а личинок выращивали на растениях картофеля до появления взрослых особей.Половина образцов из Санкт-Петербурга и Кампосампьеро выращивалась в условиях короткого дня (12L∶12D) для индукции диапаузы, а другая половина — в условиях длинного дня (18L∶6D). Двадцать три взрослых, 12 самок и 11 самцов (6 особей на популяцию, за исключением Монтелло, 5 особей), были собраны через определенные промежутки времени — от появления взрослых особей до диапаузы — и сохранены либо при -80 ° C, либо в РНК позже при -20 °. С. В общей сложности 142 личинки были собраны на разных возрастных стадиях (от 1 до 4) из четырех популяций и сохранены либо при -80 ° C, либо в РНК позже при -20 ° C.Десять этих личинок (первая возрастная стадия) из Монтелло подвергались воздействию листьев картофеля, погруженных в раствор 3 мг / мл Bacillus thuringiensis var tenebrionis , штамм NB 176 sierotype H 8a8b кристаллические белки (Novodor FC; Serbios).

Выделение РНК и создание библиотеки кДНК

была выделена из 23 взрослых особей и 142 личинок L. decemlineata с использованием набора RNeasy Mini Kit (Qiagen) в соответствии с протоколом производителя для тканей животных. РНК экстрагировали из 20 мг ткани головы, грудной клетки или брюшка взрослых жуков, из головы личинок 3 ^{-го возраста} и 4 ^{-го возраста} и из пулов всех возрастов 1 ^-го и 2 ^-го -го возраста. личинки.Экстрагированную РНК проверяли на целостность и размер, а затем определяли количественно с использованием набора для анализа Quant-IT RNA BR (Invitrogen). Отдельные экстракты разбавляли до концентрации 100 нг / мкл. Экстракция проводилась в двух разных лабораториях, и были получены два пула равных количеств РНК, один для России и Camposampiero и один для Montello, как для взрослых особей, так и для личинок. Каждый пул, состоящий всего из 5 мкг РНК, хранили в чистом этаноле и отправляли в ООО «Евроген Лабс», Москва. Два пула взрослой и два личиночных РНК использовали для синтеза дцкДНК с использованием подхода SMART [87].Полученные SMART амплифицированные кДНК были объединены (соотношение: пула Россия / Camposampiero и пула Montello), а затем нормализованы с использованием метода нормализации DSN [88] для уменьшения избыточного количества транскриптов. Нормализация включала денатурацию / реассоциацию кДНК, обработку дуплекс-специфической нуклеазой (DSN [89]) и амплификацию нормализованной фракции с помощью ПЦР.

454 пиросеквенирование

Примерно 20 мкг нормализованной кДНК было использовано для создания библиотек секвенирования (одна для взрослых особей и одна для личинок) в BMR Genomics, Падуя, Италия, в соответствии с описанным протоколом [90].Секвенирование выполняли на половинном планшете для каждого набора данных в пиросеквенаторе серии 454 GS-FLX titanium (Roche Applied Science).

Предварительная обработка 454 считывания последовательностей

Необработанные чтения из двух библиотек были извлечены из 454 пирограмм SFF с помощью альтернативы sff_extract 0.2.10 с открытым исходным кодом. Последовательность и качества были помечены для библиотеки происхождения. Мы предварительно обработали необработанные считывания последовательности 454 с помощью модуля est_process пакета est2assembly 1.13 [91], который выполняет удаление адаптера секвенирования, маскирование областей низкой сложности, качественную обрезку, обнаружение и удаление поли A / T.Мы дополнительно очистили наборы данных от загрязняющих веществ, таких как последовательности бактерий, вирусов, 18S РНК и Solanum tuberosum , используя Deconseq [92] с параметрами: охват ≥90% и идентичность ≥94%. Эти шаги предварительной обработки с помощью est2assembly и Deconseq также были выполнены на общедоступном наборе данных о личинках средней кишки.

Сборка из 454 последовательностей читает

Мы собрали считанные транскриптомные последовательности из трех наборов данных (взрослые, полная личинка [FL] и личинка средней кишки [ML]) с помощью одного раунда сборки с использованием MIRA 3.2 ассемблер [39] на «EST» и «точный» режим использования. Настройки, принятые для этого раунда сборки de novo , были определены технологией пиросеквенирования 454 (mira -job = denovo, est, precision, 454 –notraceinfo). Сводка параметров и качества этой сборки представлена ​​в File S1 .

Аннотация набора транскриптомных данных с использованием поиска по гомологии

Мы аннотировали последовательностей транскриптомов L. decemlineata путем поиска сходства с использованием BLASTX [59].Мы использовали пакетный поиск сходства BLAST для всего транскриптома локально по базе данных неизбыточных (nr) пептидов (загруженной в октябре 2010 г., включая все неизбыточные трансляции CDS GenBank + PDB + SwissProt + PIR + PRF) с E-значениями <1e ⁻³ . Мы использовали пакет Blast2GO [41] для функциональной аннотации транскриптов, применяя функцию для сопоставления терминов GO транскриптам с совпадениями BLAST, сгенерированными в результате поиска BLAST по номеру nr. Для аннотации использовались только онтологии, полученные из совпадений с E-значениями <1e ^-3 , отсечениями аннотаций> 25 и весом GO> 1.

Таксономические классификации аннотированных контигов были рассчитаны с использованием MEGAN 4 [93] на основе абсолютных лучших совпадений BLAST после исключения контигов с несколькими лучшими записями BLAST.

Идентификация транскриптов для конкретных стадий

Чтобы идентифицировать транскрипты, которые были однозначно экспрессированы либо на личиночной, либо на взрослой стадии, мы использовали тот же подход, что описан Vidotto et al. [94] для идентификации специфичных для библиотеки контигов для оценки полноты транскриптома.Первые комбинированные контиги были классифицированы как «взрослые», «личинки» или «обычные» на основе состава ридов. Контиги личинок были далее разделены на контиги FL и ML, если они происходили из полных наборов данных по личинкам и личинкам средней кишки, соответственно. Наконец, общие контиги были фракциями контигов, составленных считыванием из обеих библиотек, а затем представленных транскриптами, которые, как считается, экспрессируются на двух стадиях развития. Мы выполнили двунаправленный BLASTN [59] между контигами, специфичными для библиотек, и контигами, которые выровнены более чем на 80% своей длины, при этом значения e выше 1e ^-50 считались неспецифичными для библиотеки и затем перемещались в общую фракцию.Непрямое вычитание также выполняли для учета контигов, представляющих неперекрывающиеся фрагменты одного и того же транскрипта, которые не были собраны вместе. Контиги, специфичные для библиотеки, были исследованы на предмет сходства с полным набором кДНК T. castaneum , хранящимся в Ensembl Metazoa release-17 (февраль 2013 г.), с использованием TBLASTX [59]. Контиги, специфичные для библиотеки, совпадающие с одними и теми же объектами, с более высокими значениями e-values, чем 1e ⁻⁶ и охватом запроса> 80%, считались принадлежащими к общей фракции.

Обнаружение молекулярных маркеров

микроспутников идентифицировали с помощью программы Msatfinder версии 2.0.9 [95]. SNP были предсказаны с помощью CLC Genomics Workbench 6 [75] с критерием не менее 4 чтений, поддерживающих либо консенсус, либо вариант в пределах минимум 10 чтений.

Обнаружение miRNA

Мы просканировали собранные последовательности относительно всех известных последовательностей miRNA из miRbase Release 20 (июнь 2013) с использованием набора BLAST [59] с E-значениями <1e ^-3 .

Поиск интересующих генов и филогенетический анализ

Мы проследили все интересующие гены в транскриптомных последовательностях, используя набор BLAST [59] с E-значениями <1e ^-3 . Мы выровняли белковые последовательности из D. melanogaster , T. castaneum и те, которые были выделены из транскриптома L. decemlineata для конкретного рассматриваемого суперсемейства белков, используя инструмент выравнивания MUSCLE [96] с настройками по умолчанию. Все филогенетические деревья были построены с использованием байесовского подхода с двумя прогонами, количеством поколений и белковой моделью, как показано на рисунках 4–6, и 25% -ным периодом выгорания в MrBayes 3.2 [97]. Лучшая модель белка для каждого гена оценивалась с помощью TOPALi V2.5 [98].

Обнаружение домена Pfam

Мы провели поиск всех эукариотических белковых доменов в транскриптоме L. decemlineata , используя функцию поиска доменов Pfam (которая использует программное обеспечение HMMER [99]) в модуле анализа белков в CLC Genomics Workbench 6.05 [70] с E-значениями. <1e ⁻³ .

Дополнительная информация

Таблица S1.

Список контигов с частотами нуклеотидов, длиной и процентным содержанием GC из транскриптомных последовательностей L.decemlineata . Контиги именуются с суффиксом в соответствии с аннотациями, предоставленными ассемблером MIRA 3.2 [39], следующим образом: c — «нормальный» контиг; rep — это контиги, содержащие только повторяющиеся области; и s — синглтоны (контиги, составленные из одного чтения).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0086012.s002

(XLS)

Таблица S7.

Список предполагаемых генов, участвующих в диапаузе у D. montana и их гомологов у L.decemlineata транскриптом. В таблице также показано количество контигов, идентифицированных как специфичные для библиотеки для каждого гена. ФЛ — полная личинка; ML — midgut-larva Red — гены не обнаружены в сборке L. decemlineata .

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0086012.s008

(XLSX)

Благодарности

Выражаем благодарность A. Lyytinen и P. Lehmann за помощь в выращивании жуков, G. Gentile и K. Liukkunen за подготовку образцов РНК, S.Боману и М. Удалову за помощь в сборе жуков. Благодарим М. Иверсена за редактирование языка. Центр передового опыта в области эволюционных исследований Ювяскюля предоставил лаборатории.

Вклад авторов

Задумал и спроектировал эксперименты: AG LL SP LC. Проведены эксперименты: AG SP LL. Проанализированы данные: AK AG MV LC. Внесенные реагенты / материалы / инструменты анализа: AG LL. Написал статью: AK AG LL SP LC MV.

Список литературы

1. 1.Алехин А., Бейкер М., Мота-Санчес Д., Дивели Г., Графиус Э. (2008) Устойчивость колорадского жука к инсектицидам. Am J Pot Res 85: 395–413.
2. 2. Касагранде Р.А. (1987) Колорадский жук: 125 лет бесхозяйственности. Бюллетень ESA 33: 142–150.
3. 3. Готье Н.Л., Хофмастер Р., Семел М. (1981) История борьбы с колорадскими жуками. В: Лашомб Дж. Х., Касагранде Р. А., редакторы. Достижения в области борьбы с вредителями картофеля Страудсбург, Пенсильвания: издательство Hutchinson Ross.
4. 4. Вебер Д.К., Ферро Д.Н. (1994) Колорадский жук: разнообразный жизненный опыт представляет собой проблему для менеджмента. В: Zehnder GW, Powelson ML, Jansson RK, Raman KV, редакторы. Достижения в области биологии и борьбы с вредителями картофеля. Пол, Миннесота: APS Press. С. 256–259.
5. 5. Смит И.М., Чарльз Л.М.Ф. (1998) Карты распространения карантинных вредных организмов в Европе: CABI.
6. 6. Заяц JD (1990) Экология и управление колорадским жуком. Анну Преподобный Энтомол 35: 81–100.
7. 7. Башня WL (1906) Исследование эволюции хризомелидных жуков рода Leptinotarsa ​​. Страудсбург, Пенсильвания: Вашингтонский институт Карнеги.
8. 8. Алехин А., Чен Ю.Х., Удалов М., Бенковская Г., Линдстрём Л. (2013) Глава 19 — Эволюционные соображения в борьбе с вредителями картофеля. Насекомые-вредители картофеля. Сан-Диего: Academic Press. Pp. 543–571.
9. 9. Вебер Д. (2003) Колорадский жук: вредитель в движении. Pestic Outlook 14: 256–259.
10. 10. Boman S, Grapputo A, Lindstrom L, Lyytinen A, Mappes J (2008) Количественный генетический подход для оценки инвазивности: географические и генетические вариации в чертах жизненного цикла. Биол Инв 10: 1135–1145.
11. 11. ЕОКЗР (2003) Карты распространения карантинных вредителей в Европе, Leptinotarsa ​​decemlineta . Европейская и средиземноморская организация защиты растений (http://www.eppo.org).
12. 12. Grapputo A, Boman S, Lindstrom L, Lyytinen A, Mappes J (2005) Путешествие инвазивных видов по континентам: генетическое разнообразие североамериканских и европейских популяций колорадского жука.Мол Экол 14: 4207–4219.
13. 13. Forgash AG (1985) Устойчивость колорадского жука к инсектицидам. В: Ферро Д. Н., Восс Р. Х., редакторы. Материалы симпозиума по колорадскому жуку: XVII Международный конгресс энтомологов. С. 256–259.
14. 14. de Wilde J, Hsiao TH (1981) Географическое разнообразие колорадского жука и его заражение в Евразии. В: Лашомб Дж. Х., Касагранде Р. А., редакторы. Достижения в области борьбы с вредителями картофеля Страудсбург, Пенсильвания.: Издательство Хатчинсон Росс.
15. 15. Tauber MJ, Tauber CA, Obrycki JJ, Gollands B, Wright RJ (1988) Вольтинизм и индукция естественной диапаузы у колорадского жука, Leptinotarsa ​​decemlineata (Coleoptera, Chrysomelidae). Ann Entomol Soc Am 81: 748–754.
16. 16. Kort CAD (1990) Тридцать пять лет исследований диапаузы колорадского жука. Entomol Exp Appl 56: 1–13.
17. 17. Noronha C, Cloutier C (2006) Влияние возраста листвы картофеля и температурного режима на предиапаузу Колорадский картофельный жук Leptinotarsa ​​decemlineata (Coleoptera: Chrysomelidae).Environ Entomol 35: 590–599.
18. 18. Yocum GD, Rinehart JP, Larson ML (2009) Понижающая регуляция экспрессии генов между фазами инициации и поддержания диапаузы колорадского картофельного жука, Leptinotarsa ​​decemlineata (Coleoptera: Chrysomelidae). Eur J Entomol 106: 471–476.
19. 19. Бейкер МБ, Портер А.Х. (2008) Использование приоритета сперматозоидов для определения стоимости устойчивости к инсектицидам колорадского жука при перезимовании. Агр Лесной Энтомол 10: 181–187.
20. 20. Boivin T, Bouvier JC, Beslay D, Sauphanor B (2004) Изменчивость предрасположенности к диапаузе в популяциях насекомых с умеренным климатом: взаимодействие между генами устойчивости к инсектицидам и фотопериодизмом. Биол Дж. Линн Соц. 83: 341–351.
21. 21. Carriere Y, Roff DA, Deland JP (1995) Совместная эволюция диапаузы и устойчивости к инсектицидам — ​​проверка модели оптимальности. Экология 76: 1497–1505.
22. 22. Grewal PS, Power KT, Shetlar DJ (2001) Неоникотиноидные инсектициды изменяют поведение диапаузы и выживаемость зимующих белых личинок (Coleoptera: Scarabaeidae).Pest Manag Sci 57: 852–857.
23. 23. Таубер М.Дж., Таубер К.А. (1973) Количественная реакция на продолжительность светового дня во время диапаузы у насекомых. Природа 244: 296–297.
24. 24. Таубер MJ, Таубер CA, Масаки S (1986) Сезонная адаптация насекомых: Oxford University Press.
25. 25. Денлингер Д.Л. (2008) Зачем изучать диапаузу? Энтомол Res 38: 1–9.
26. 26. Whalon ME, Miller DL, Hollingworth RM, Grafius EJ, Miller JC (1993) Выбор штамма колорадского жука (Coleoptera, Chrysomelidae), устойчивого к Bacillus thuringiensis .J Econ Entomol 86: 226–233.
27. 27. Rahardja U, Whalon ME (1995) Наследование устойчивости к Bacillus thuringiensis subsp. tenebrionis CryIIIA дельта-эндотоксин колорадского картофельного жука (Coleoptera: Chrysomelidae). J Econ Entomol 8: 21–26.
28. 28. Алехин А. (2009) Выращивание колорадского жука на картофеле: современные вызовы и перспективы на будущее. В: Теннант П., Бенкеблия Н., редакторы. Картофель II Наука о фруктах, овощах и зерновых культурах и биотехнологии 3: Global Science Books Ltd.С. 10–19.
29. 29. Эванс Дж. Д., Браун С. Дж., Консорциум iK (2013) Инициатива i5K: развитие геномики членистоногих на благо знаний, здоровья человека, сельского хозяйства и окружающей среды. J Hered 104: 595–600.
30. 30. Петек М., Тернсек Н., Гаспарич М.Б., Новак М.П., ​​Груден К. и др. (2012) Комплекс генов, участвующих в адаптации личинок Leptinotarsa ​​decemlineata к индуцированной защите картофеля. Arch Insect Biochem Physiol 79: 153–181.
31. 31. Yocum GD, Rinehart JP, Chirumamilla-Chapara A, Larson ML (2009) Характеристика паттернов экспрессии генов во время фаз инициации и поддержания диапаузы у колорадского жука, Leptinotarsa ​​decemlineata .J Insect Physiol 55: 32–39.
32. 32. Pauchet Y, Wilkinson P, Chauhan R, Ffrench-Constant RH (2010) Разнообразие генов жуков, кодирующих новые ферменты, разрушающие клеточную стенку растений. PLoS One 5: e15635.
33. 33. Чой Дж.Х., Киджимото Т., Снелл-Руд Э, Тэ Х, Ян И и др. (2010) Открытие гена у рогатого жука Onthophagus taurus . BMC Genomics 11: 703.
34. 34. Pauchet Y, Wilkinson P, van Munster M, Augustin S, Pauron D, et al.(2009) Пиросеквенирование транскриптома средней кишки листоеда тополя Chrysomela tremulae выявило новые семейства генов у жесткокрылых. Биохимия насекомых, биол 39: 403–413.
35. 35. Vera JC, Wheat CW, Fescemyer HW, Frilander MJ, Crawford DL и др. (2008) Быстрая характеристика транскриптома немодельного организма с помощью пиросеквенирования 454. Мол Экол 17: 1636–1647.
36. 36. Морозова О., Херст М., Марра М.А. (2009) Применение новых технологий секвенирования для анализа транскриптомов.Анну Рев Геномикс Хум Генет 10: 135–151.
37. 37. Schuster SC (2008) Секвенирование следующего поколения трансформирует сегодняшнюю биологию. Nat Meth 5: 16–18.
38. 38. Pauchet Y, Wilkinson P, Vogel H, Nelson DR, Reynolds SE и др. (2010) Пиросеквенирование транскриптома средней кишки личинок Manduca sexta : сообщения для пищеварения, детоксикации и защиты. Насекомое Mol Biol 19: 61–75.
39. 39. Шевре Б., Пфистерер Т., Дрешер Б., Дризель А.Дж., Мюллер В.Е. и др.(2004) Использование ассемблера miraEST для надежной и автоматической сборки транскриптов мРНК и обнаружения SNP в секвенированных EST. Genome Res 14: 1147–1159.
40. 40. Ричардс С., Гиббс Р.А., Вайншток Г.М., Браун С.Дж., Денелл Р. и др. (2008) Геном модельного жука и вредителя Tribolium castaneum . Природа 452: 949–955.
41. 41. Гоц С., Гарсия-Гомес Дж.М., Терол Дж., Уильямс Т.Д., Нагарадж С.Х. и др. (2008) Функциональные аннотации и интеллектуальный анализ данных с высокой пропускной способностью с помощью пакета Blast2GO.Nucleic Acids Res 36: 3420–3435.
42. 42. Conesa A, Gotz S (2008) Blast2GO: комплексный пакет для функционального анализа в геномике растений. Int J Plant Genomics 2008: 619832.
43. 43. Бай X, Мамидала П., Раджарапу С.П., Джонс С.К., Миттапалли О. (2011) Транскриптомика постельного клопа ( Cimex lectularius ). PLoS One 6: e16336.
44. 44. Бай X, Ривера-Вега Л., Мамидала П., Бонелло П., Хермс Д.А. и др. (2011) Транскриптомные сигнатуры ясеня ( Fraxinus spp.) флоэма. PLoS One 6: e16368.
45. 45. Бай Х, Чжан В., Орантес Л., Джун Т.Х., Миттапалли О. и др. (2010) Объединение стратегий секвенирования следующего поколения для быстрого развития молекулярных ресурсов от инвазивных видов тлей, Aphis glycines . PLoS One 5: e11370.
46. 46. Миттапалли О, Бай Х, Мамидала П., Раджарапу С.П., Бонелло П. и др. (2010) Тканеспецифическая транскриптомика экзотического инвазивного насекомого-вредителя изумрудного ясенелистника ( Agrilus planipennis ).PLoS One 5: e13708.
47. 47. Бартель Д.П. (2009) МикроРНК: распознавание мишеней и регуляторные функции. Ячейка 136: 215–233.
48. 48. He L, Hannon GJ (2004) MicroRNAs: маленькие РНК, играющие большую роль в регуляции генов. Нат Рев Генет 5: 522–531.
49. 49. Козомара А., Гриффитс-Джонс С. (2011) miRBase: интеграция аннотации микроРНК и данных глубокого секвенирования. Nucleic Acids Res 39: D152–157.
50. 50. Kumar A, Ragg H (2008) Происхождение и эволюция серпина секреторного пути.BMC Evol Biol 8: 250
51. 51. Сильверман Дж., Берд П., Каррелл Р., Черч Ф, Кафлин П. и др. (2001) Серпины представляют собой расширяющееся суперсемейство структурно сходных, но функционально разнообразных белков. Эволюция, механизм торможения, новые функции и пересмотренная номенклатура. J Biol Chem 276: 33293–33296.
52. 52. Reichhart JM (2005) Верхушка еще одного айсберга: Drosophila серпинов. Trends Cell Biol 15: 659–665.
53. 53. Zou Z, Evans JD, Lu Z, Zhao P, Williams M, et al.(2007) Сравнительный геномный анализ иммунной системы Tribolium . Геном Биол 8: R177.
54. 54. Kruger O, Ladewig J, Koster K, Ragg H (2002) Широкое распространение серпиновых генов с множественными кассетами экзонов, содержащих реактивный центр, у насекомых и нематод. Ген 293: 97–105.
55. 55. Канкаре М., Салминен Т., Лайхо А., Весала Л., Хойккала А. (2010) Изменения в экспрессии генов, связанные с репродуктивной диапаузой взрослых особей у северных солодовых мух: исследование микрочипов генов-кандидатов.BMC Ecol 10: 3.
56. 56. Иоаннидис PM, Grafius E, Whalon ME (1991) Паттерны устойчивости инсектицидов к азинфосметилу, карбофурану и перметрину у колорадского жука (Coleoptera, Chrysomelidae). J Econ Entomol 84: 1417–1423.
57. 57. Schuler MA (2011) P450 во взаимодействии растений и насекомых. Biochim Biophys Acta 1814: 36–45.
58. 58. Zhang S, Shukle R, Mittapalli O, Zhu YC, Reese JC и др. (2010) Кишечный транскриптом галлицы, Mayetiola destructor .J. Физиология насекомых 56: 1198–1206.
59. 59. Альтшул С.Ф., Мэдден Т.Л., Шаффер А.А., Чжан Дж., Чжан З. и др. (1997) Gapped BLAST и PSI-BLAST: новое поколение программ поиска в базе данных белков. Nucleic Acids Res 25: 3389–3402.
60. 60. Ян Л., Ян П, Цзян Ф, Цуй Н, Ма Э и др. (2012) Транскриптомный и филогенетический анализ Culex pipiens quinquefasciatus для трех семейств генов детоксикации. BMC Genomics 13: 609.
61. 61. Энаяти А.А., Рэнсон Х., Хемингуэй Дж. (2005) Трансферазы глутатиона насекомых и устойчивость к инсектицидам.Насекомое Mol Biol 14: 3–8.
62. 62. Фридман Р. (2011) Геномная организация семейства глутатион-S-трансферазы у насекомых. Mol Phylogenet Evol 61: 924–932.
63. 63. Che-Mendoza A, Penilla RP, Rodriguez DA (2009) Устойчивость к инсектицидам и S-трансферазы глутатиона у комаров: обзор. Afr J Biotechnol 8: 1386–1397.
64. 64. Board PG, Baker RT, Chelvanayagam G, Jermiin LS (1997) Zeta, новый класс трансфераз глутатиона у различных видов, от растений до людей.Biochem J 328 (Pt 3): 929–935.
65. 65. Yu Q, Lu C, Li B, Fang S, Zuo W. и др. (2008) Идентификация, геномная организация и паттерн экспрессии глутатион-S-трансферазы у тутового шелкопряда, Bombyx mori . Насекомое Biochem Mol Biol 38: 1158–1164.
66. 66. Фабрик Дж., Опперт С., Лоренцен Мэриленд, Моррис К., Опперт Б. и др. (2009) Новый Tenebrio molitor кадгерин является функциональным рецептором Bacillus thuringiensis Cry3Aa токсина.J Biol Chem 284: 18401–18410.
67. 67. Лосева О., Ибрагим М., Кандас М., Коллер С.Н., Бауэр Л.С. и др. (2002) Изменения протеазной активности и связывания токсина Cry3Aa у колорадского жука: последствия для устойчивости насекомых к токсинам Bacillus thuringiensis . Биохимия насекомых, биол 32: 567–577.
68. 68. Ochoa-Campuzano C, Real MD, Martínez-Ramírez AC, Bravo A, Rausell C (2007) Металлопротеаза ADAM представляет собой рецептор токсина Cry3Aa Bacillus thuringiensis .Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях 362: 437–442.
69. 69. Ochoa-Campuzano C, Sánchez J-RI, Real MD, Rausell C, Sánchez J (2012) Идентификация сайта связывания кальмодулина в домене i токсина Bacillus thuringiensis Cry3Aa. Архивы биохимии и физиологии насекомых 81: 53–62.
70. 70. Park Y, Abdullah MAF, Taylor MD, Rahman K, Adang MJ (2009) Повышение токсичности Bacillus thuringiensis Cry3Aa и Cry3Bb для личинок жесткокрылых с помощью связывающего токсин фрагмента кадгерина насекомого.Прикладная и экологическая микробиология 75: 3086–3092.
71. 71. Sayed A, Wiechman B, Struewing I, Smith M, French W. и др. (2010) Выделение транскриптов Diabrotica virgifera virgifera LeConte, отвечающих на Bacillus thuringiensis токсин Cry3Bb1. Насекомое Mol Biol 19: 381–389.
72. 72. Благословение CA, Угринова Г.Т., Гудсон Х.В. (2004) Актин и ARP: действие в ядре. Тенденции Cell Biol 14: 435–442.
73. 73. Goodson HV, Hawse WF (2002) Молекулярная эволюция семейства актинов.J Cell Sci 115: 2619–2622.
74. 74. Punta M, Coggill PC, Eberhardt RY, Mistry J, Tate J и др. (2012) База данных семейств белков Pfam. Нуклеиновые кислоты Res 40: D290 – D301.
75. 75. Knudsen T, Knudsen B (2013) CLC Genomics Benchwork 6. Доступно: http://www.clcbio.com. Проверено 20 сентября 2013 г.
76. 76. Klug A (1999) Пептиды цинковых пальцев для регуляции экспрессии генов. J Mol Biol 293: 215–218.
77. 77. Matthews JM, Sunde M (2002) Цинковые пальцы — складки во многих случаях.IUBMB Life 54: 351–355.
78. 78. Лю З., Фридрих М. (2004) Гомолог стекла Tribolium и эволюция глаз личинок насекомых. Дев Биол 269: 36–54.
79. 79. Parthasarathy R, Tan A, Bai H, Palli SR (2008) Фактор транскрипции широко подавляет преждевременное развитие взрослых структур во время личиночно-куколочного метаморфоза у красного мучного жука, Tribolium castaneum . Mech Dev 125: 299–313.
80. 80. Stirnimann CU, Petsalaki E, Russell RB, Muller CW (2010) Белки WD40 продвигают клеточные сети.Тенденции Biochem Sci 35: 565–574.
81. 81. Blatch GL, Lassle M (1999) Тетратрикопептидный повтор: структурный мотив, опосредующий межбелковые взаимодействия. Биологические исследования 21: 932–939.
82. 82. Smith DF (2004) Тетратрикопептидные повторяющиеся кохапероны в стероидных рецепторных комплексах. Шапероны клеточного стресса 9: 109–121.
83. 83. Feyereisen R (2006) Эволюция насекомого P450. Biochem Soc Trans 34: 1252–1255.
84. 84. Рашкова С., Карам С.Е., Келлум Р., Пардью М.Л. (2002) Белки Gag двух теломерных ретротранспозонов Drosophila нацелены на концы хромосом.J Cell Biol 159: 397-402.
85. 85. Рашкова С., Карам С.Е., Пардью М.Л. (2002) Элементно-специфическая локализация белков Gag ретротранспозона Drosophila происходит как в ядре, так и в цитоплазме. Proc Natl Acad Sci U S A 99: 3621–3626.
86. 86. Бехура С.К. (2006) Системы молекулярных маркеров у насекомых: современные тенденции и перспективы на будущее. Мол Экол 15: 3087–3113.
87. 87. Zhu YY, Machleder EM, Chenchik A, Li R, Siebert PD (2001) Переключение шаблона обратной транскриптазы: подход SMART для создания полноразмерной библиотеки кДНК.Биотехники 30: 892–897.
88. 88. Жулидов П.А., Богданова Е.А., Щеглов А.С., Вагнер Л.Л., Хаспеков Г.Л. и др. (2004) Простая нормализация кДНК с помощью дуплекс-специфической нуклеазы камчатского краба. Нуклеиновые кислоты Res 32: e37.
89. 89. Шагин Д.А., Ребриков Д.В., Кожемяко В.Б., Альтшулер И.М., Щеглов А.С. и др. (2002) Новый метод обнаружения SNP с использованием новой дуплекс-специфической нуклеазы из гепатопанкреаса краба. Genome Res 12: 1935–1942.
90. 90. Маргулис М., Эгхолм М., Альтман В.Е., Аттия С., Бадер Дж. С. и др.(2005) Секвенирование генома в микроизготовленных пиколитровых реакторах высокой плотности. Природа 437: 376–380.
91. 91. Papanicolaou A, Stierli R, Ffrench-Constant RH, Heckel DG (2009) Транскриптомы следующего поколения для геномов следующего поколения с использованием est2assembly. BMC Bioinformatics 10: 447.
92. 92. Schmieder R, Edwards R (2011) Быстрая идентификация и удаление загрязнения последовательностей из наборов геномных и метагеномных данных. ПлоС один 6.
93. 93. Huson DH, Mitra S, Ruscheweyh HJ, Weber N, Schuster SC (2011) Интегративный анализ экологических последовательностей с использованием MEGAN4.Genome Res 21: 1552–1560.
94. 94. Видотто М, Граппуто А, Боскари Э, Барбизан Ф, Коппе А и др. (2013) Секвенирование транскриптома и аннотация de novo критически исчезающего вида адриатического осетра . BMC Genomics 14: 407.
95. 95. Терстон М.И., Поле D (2005) Msatfinder: обнаружение и характеристика микроспутников. Доступно: http://www.genomics.ceh.ac.uk/msatfinder/. Проверено 20 апреля 2011 г.
96. 96. Marden JH, Fescemyer HW, Saastamoinen M, MacFarland SP, Vera JC и др.(2008) Вес и питание влияют на сплайсинг пре-мРНК мышечного гена, связанный с производительностью, энергией и историей жизни. Журнал экспериментальной биологии 211: 3653–3660.
97. 97. Ronquist F, Huelsenbeck JP (2003) MrBayes 3: байесовский филогенетический вывод в смешанных моделях. Биоинформатика 19: 1572–1574.
98. 98. Милн I, Линднер Д., Байер М., Хусмайер Д., Макгуайр Дж. И др. (2009) TOPALi v2: богатый графический интерфейс для эволюционного анализа множественных согласований на кластерах HPC и многоядерных рабочих столах.Биоинформатика 25: 126–127.
99. 99. Финн Р.Д., Клементс Дж., Эдди С.Р. (2011) Веб-сервер HMMER: интерактивный поиск сходства последовательностей. Nucleic Acids Res 39: W29–37.

Статус устойчивости колорадского жука Leptinotarsa ​​decemlineata к эндосульфану в провинциях Восточный Азербайджан и Ардебиль в Иране | Журнал насекомых

Аннотация

Три колорадских жука, Leptinotarsa ​​decemlineata (Say), популяции из Ардебиля, Бостанабаада и Аджабшира, были собраны с картофельных полей в провинциях Восточный Азарбайджан и Ардебиль в Иране и протестированы на устойчивость к эндосульфану.Возможные механизмы устойчивости были исследованы с использованием исследований синергизма и биохимических анализов. Лабораторные испытания показали, что штамм Bostanabaad был в 220 и 109 раз устойчивым по сравнению с чувствительным штаммом в 2003 и 2004 годах, соответственно. Коэффициенты устойчивости для штаммов Ajabshir и Ardabil составляли 19 и 18 соответственно. Поскольку у штамма Bostanabaad наблюдалась значительно большая устойчивость по сравнению с двумя другими, для этого штамма было проведено дополнительное исследование происхождения устойчивости.Два синергиста инсектицидов, пиперонилбутоксид и S, S, S-трибутилфосфоротритиоат, снижали устойчивость в 2,3 и 3,5 раза соответственно. Эти небольшие степени синергизма предполагают, что метаболизм не является источником значительной разницы в чувствительности между двумя штаммами. Это подтверждалось результатами биохимических анализов, которые показали, что активность глутатион-S-трансферазы в штамме Bostanabaad существенно не отличалась от чувствительного штамма. Эти результаты предполагают, что может быть задействована нечувствительность целевого сайта.

Введение

Колорадский жук, Leptinotarsa ​​decemlineata , является основным вредителем картофеля в большинстве картофелеводческих регионов мира, включая Иран. При отсутствии методов борьбы популяций L. decemlineata из могут полностью дефолиации растений картофеля. В целом растения картофеля чувствительны к дефолиации жуками до 60 дней после посадки (Zehnder and Evanylo 1989). Однако большая часть повреждений наносится в начале цветения, которое совпадает с формированием клубней и их наполнением (Hare 1990).Это насекомое было карантинным вредителем в Иране, но в 1984 г. было зарегистрировано из Ардебиля, основного региона выращивания картофеля в Иране (Nouri Ganbalani 1986).

Борьба с L. decemlineata в основном связана с использованием инсектицидов. Развитие устойчивости к хлорорганическим инсектицидам у L. decemlineata произошло быстро (Макдональд, 1976; Харрис и Свек, 1976; Харрис и Свек, 1981) и широко распространено. Устойчивость к фосфорорганическим, карбаматным и пиретроидным инсектицидам была зарегистрирована во многих местах (Harris and Svec 1981; Heim et al.1990; French et al. 1992; Пап и др. 1997). Это насекомое имеет высокий потенциал развития устойчивости к различным инсектицидным химическим веществам, включая недавно зарегистрированные продукты (Zhao et al. 2000; Cutler et al. 2005). Три основные причины такого высокого потенциала: высокая способность увеличивать популяцию за короткий период времени (Senanayake et al. 2000), отбор устойчивых особей из-за более высокой вероятности воздействия инсектицидов на всех активных стадиях (Follett et al. al.1993), а также перекрестная устойчивость к нескольким инсектицидам в результате одного механизма устойчивости или сосуществование нескольких механизмов устойчивости, приводящих к множественной устойчивости к нескольким инсектицидам (French et al. 1992). Помимо этого, другие факторы, такие как отсутствие севооборота в некоторых регионах и наличие местных популяций L. decemlineata, , могут привести к гомозиготности по устойчивости к инсектицидам.

Поскольку развитие резистентности может повлиять на эффективность имеющихся инсектицидов для л.decemlineata , понимание статуса устойчивости популяций L. decemlineata было бы полезно (French et al. 1992). Успешная стратегия управления резистентностью требует досконального знания механизмов резистентности (Иоаннидис и др., 1992).

Применение синергистов инсектицидов — одна из самых простых и быстрых процедур для получения предварительной информации о потенциальных механизмах устойчивости (Скотт, 1990). Пиперонилбутоксид ингибирует микросомальные монооксигеназы цитохрома P ₄₅₀ , а S, S, S-трибутилфосфоротритиоат (DEF) ингибирует эстеразы и глутатион-S-трансферазу.Поскольку эндосульфан не имеет сложноэфирной связи, в таких исследованиях синергизма DEF действует как ингибитор глутатион-S-трансферазы (Rufingier et al. 1999).

Эндосульфан является одновременно эффективным инсектицидом против L. decemlineata и экономичным, поэтому он был хорошо принят и использовался в течение нескольких лет картофелеводами во многих картофелеводческих регионах северо-западного Ирана. Следовательно, определение существования и возможных причинных механизмов устойчивости к этому инсектициду имеет первостепенное значение.Для достижения этой цели эндосульфан был протестирован на 4 ^{личинках возраста} из популяций L. decemlineata , а возможные механизмы устойчивости были изучены с использованием исследований синергизма и биохимических анализов.

Материалы и методы

Штаммы насекомых и условия выращивания

В 2003 и 2004 годах популяции колорадского жука были собраны на картофельных полях в округе Ардебиль в провинции Ардебиль, а также в округах Бостанабаад и Аджабшир в провинции Восточный Азарбайджан.В Бостанабааде поле, отобранное в 2004 году, отличалось от поля, отобранного в 2003 году. Восприимчивый штамм был предоставлен M. S. Goettel, Центр исследований сельского хозяйства и агропродовольствия Канады, Летбридж. Колонии этих насекомых выращивали в теплице при температуре 26 ± 2 ° C, относительной влажности 50 ± 5% и фотопериоде 16: 8 (L: D) на необработанной листве картофеля и контролировали устойчивость к инсектицидам.

Химическая промышленность

Эндосульфан технической чистоты (чистота 96%) был поставлен компанией Bayer Cropscience (www.bayercropscience.com). S, S, S-трибутилфосфоротритиоат (DEF) и пиперонилбутоксид были приобретены у Chem Service (www.chemservice.com) и Fluka Chemie (www.sigmaaldrich.com) соответственно. 1-хлор-2,4-динитробензол (CDNB) и восстановленный глутатион были приобретены у Merck (www.merck.de), сульфат меди и бицинхониновая кислота у Sigma-Aldrich Chemie (www.sigmaaldrich.com) и бычий сывороточный альбумин и этилен. диаминтетрауксусную кислоту приобретали у Carl Roth (www.carl-roth.de).

Биопробы

Биотесты были проведены с использованием личинок возрастом 24–48 часов 4 ^{-го возраста} года.Для получения однородных личинок для использования в биопробах личинок возрастом до 24 часов кормили в течение 24 часов в условиях выращивания. Инсектицид растворяли в ацетоне и аликвоты по 0,5 (в 2003 г.) или 1,0 мкл (в 2004 г.) наносили на мезонотум. Контрольным личинкам вводили 0,5 или 1,0 мкл ацетона. Диапазон доз эндосульфана для восприимчивых и устойчивых штаммов составлял 0,05–0,5 и 1–80 мкг на личинку, соответственно. Из-за технических трудностей в 2004 г. необходимо было изменить размер капель до 1 мкл, что, вероятно, увеличило площадь обрабатываемой поверхности кутикулы.

Обработанные личинки помещали в прозрачные пластиковые контейнеры размером 13 x 6,5 x 4 см и снабжали необработанной листвой картофеля. Обработанных насекомых держали при 26 ± 1 ° C и фотопериоде 16: 8 (L: D), а смертность регистрировали через 24 часа после обработки. Пораженные личинки считались живыми, если они могли двигать ногами и телом после прикосновения к одной ноге иглой. Во всех обработках использовалось пять уровней инсектицида, и каждая обработка состояла из 4–5 повторов. Пробит вариант SPSS использовался для анализа данных о дозе смертности (SPSS 1999).

Исследования синергизма

Синергистами, использованными в этом исследовании, были DEF и пиперонилбутоксид. Эти химические вещества растворяли в ацетоне и применяли местно за час до обработки эндосульфаном, используя ту же процедуру, которая описана выше. Каждая обработанная личинка получала 5 мкг DEF или 10 мкг пиперонилбутоксида. Это были самые высокие дозы синергистов, которые не показали гибели чувствительного штамма. Контрольным личинкам вводили пиперонилбутоксид или DEF.Дозы инсектицидов и процедура, использованная для анализа данных, были аналогичны описанным выше. Каждое лечение повторяли четыре раза.

Биохимические анализы

измеряли с использованием CDNB (Habig et al. 1974). Брюшко личинок четвертой стадии гомогенизировали в фосфатном буфере (100 мМ, pH 6,5), содержащем 5 мМ восстановленного глутатиона. Гомогенат центрифугировали при 11000 g и 4 ° ^{° C} , и супернатант использовали в качестве источника фермента.В конечном объеме 3 мл реакционная смесь состояла из 50 мкл супернатанта, 50 мкл 1 мМ CDNB в метаноле и 2,9 мл буфера. После добавления CDNB реакцию анализировали спектрофотометрически (Shimadzo, UV-2550) при 340 нм в течение 3 минут и рассчитывали активность с использованием коэффициента экстинкции 9,6 мМ ^-1 см ^-1 . Бланк состоял из 50 мкл CDNB и 2,95 мл фосфатного буфера; каждое лечение повторялось четыре раза. Для определения параметров Михаэлиса-Ментен начальная скорость реакции в результате шести различных концентраций CDNB (0.05-1 мМ) с фракцией фермента измеряли отдельно как в чувствительных, так и в устойчивых штаммах. Значения K _m и V _max были получены из графика Лайнуивера-Берка. Эти обработки были повторены трижды.

Содержание белка определяли методом бицинхониновой кислоты (Smith et al. 1985), используя бычий сывороточный альбумин в качестве стандарта.

Результаты

По сравнению с чувствительным штаммом, штамм Bostanabaad был в 220 и 109 раз устойчив к эндосульфану в 2003 и 2004 годах, соответственно.Коэффициенты устойчивости для штаммов Аджабшир и Ардебиль составили 19 и 18 соответственно (Таблица 1). Как показано в таблице 2, пиперонилбутоксид и DEF не синергизируют эндосульфан в чувствительном штамме, но усиливают токсичность эндосульфана в устойчивом штамме Bostanabaad. пиперонилбутоксид и DEF снижали сопротивление в 2,3 и 3,5 раза соответственно. Активность глутатион-S-трансферазы чувствительных и устойчивых штаммов L. decemlineata измеряли с использованием in vitro CDNB (таблица 3).Статистической разницы ( P > 0,05) между двумя штаммами не наблюдалось. Также не было различий ( P > 0,05) в V _max для активности глутатион-S-трансферазы по отношению к CDNB между чувствительными и устойчивыми штаммами. Сродство глутатион-S-трансферазы к CDNB, как указано более высоким K _m в устойчивых по сравнению с чувствительными штаммами, было значительно ( P <0,05) ниже в устойчивом штамме.

Статус устойчивости Leptinotarsa ​​decemlineata популяций

Синергизм эндосульфана с DEF и PBO в устойчивых и чувствительных популяциях Leptinotarsa ​​decemlineata

Синергизм эндосульфана с DEF и PBO в устойчивых и чувствительных популяциях Leptinotarsa ​​decemlineata

Активность и кинетические параметры GSH-трансферазы чувствительных и устойчивых штаммов Leptinotarsa ​​decemlineata

Активность и кинетические параметры GSH-трансферазы чувствительных и устойчивых штаммов Leptinotarsa ​​decemlineata4224 900142 . Восприимчивый . Устойчивый (штамм Bostanabaad) . Активность ^a (4) ^b 73,2 ± 7,6 61,9 ± 12,4 K _м ^c 154 ± 31,3 27 В _макс. ^a 66,5 ± 16,3 72,5 ± 6,6

Обсуждение

Было показано, что метаболизм на основе монооксигеназы и глутатион-S-трансферазы связан с устойчивостью к инсектицидам у L.decemlineata . Аргентинский и др. 1989 продемонстрировал, что эти ферментные системы участвуют в устойчивости к азинфосметилу и перметрину. Другие исследования также показали важность механизмов детоксикации у устойчивых штаммов L. decemlineata (Аргентина и др., 1992; Ахаммад-Сахиб и др., 1994; Чжао и др., 2000).

Наши результаты показывают, что оксидазы и глутатион-S-трансферазы могут участвовать в метаболизме эндосульфана у устойчивой популяции бостанабаад, но не могут нести единоличную ответственность за устойчивость к эндосульфану у этого штамма, поскольку лечение синергистами не может полностью решить проблему устойчивости. .Это говорит о том, что могут быть задействованы и другие механизмы. Lin et al. 1993 г. также не обнаружил, что метаболическая детоксикация является важным механизмом устойчивости к диэльдрину у Tribolium castaneum.

Хотя глутатион S-трансфераза является основной детоксицирующей ферментной системой при детоксикации инсектицидов (Hemingway 2000; Kostaropoulos et al. 2001), наши результаты биохимических анализов согласуются с данными синергизма и подтверждают лишь незначительный эффект глутатиона S. -трансфераза в детоксикации эндосульфана в устойчивом штамме L.decemlineata . Эти результаты в некоторой степени похожи на результаты, полученные Lin et al. 1993.

Хотя севооборот не является обычной практикой, используемой на картофельных полях в провинциях Восточный Азарбайджан и Ардебиль, некоторые севообороты выполняются с использованием пшеницы и люцерны в чередовании с картофелем. Поскольку размер сельскохозяйственных полей в регионе обычно невелик (0,5–1 га), не кажется, что эта довольно редкая практика может значительно затруднить развитие устойчивости L. decemlineata к инсектицидам.Среди сельскохозяйственных культур, выращиваемых в регионе, ни одна не рассматривается в качестве альтернативного хозяина для L. decemlineata , что означает, что различие между хозяевами, а также различие в типах инсектицидов, используемых для разных хозяев, не повлияют на развитие устойчивости у этих растений. насекомое. История использования эндосульфана и методов производства картофеля в наблюдаемых регионах может объяснить различия в наблюдаемых уровнях устойчивости.

Bostanabaad

Вредитель попал в регион в 1992 году.Агрия, которая является средне- и позднеспелым сортом, в основном высаживается в Бостанабааде и дает урожай L. decemlineata более 80 дней. Возможность долгосрочного ущерба требует распыления до четырех раз в год, из которых два-три распыления содержат эндосульфан. Эндосульфан был основным химическим веществом для борьбы с L. decemlineata с 1997 года в этом регионе. Использование этого химического вещества достигло пика в 2003 году, но за последние три года сократилось из-за отсутствия приемлемого контроля.Высокое давление отбора могло быть основной причиной высокого уровня устойчивости к эндосульфану, обнаруженного в Бостанабааде. О высокой частоте применения инсектицидов как важной причины развития резистентности сообщали и другие авторы (Zhao et al. 2000). Развитие сопротивления за такое довольно короткое время не является неожиданным. Быстрое развитие устойчивости L. decemlineata к хлорорганическим соединениям (Harris and Svec, 1981) и некоторым другим инсектицидам, таким как карбофуран (Ioannidis et al.1992) и абамектин (Argentine and Clark 1990). Хотя в 2004 году использование эндосульфана несколько сократилось, значительное снижение устойчивости к эндосульфану в 2004 году не могло быть оправдано только сокращением использования. Вместо этого возможно, что различия между полями в реакции насекомых на инсектицид могли быть основным фактором в этом отношении. Этот феномен также был продемонстрирован в других исследованиях (Heim et al. 1990; Tissler and Zehnder 1990).

Ардебиль

В Ардебиле химическая борьба с L. decemlineata проводилась с использованием фосфалона и, в меньшей степени, эндосульфана после его первоначальной вспышки. Использование эндосульфана стало основным подходом к управлению после значительного снижения эффективности фосфалона примерно в 1992 году. Интенсивное распыление эндосульфана в течение нескольких лет подряд сопровождалось нарушениями контроля, которые привели к отказу от этого химического вещества в Ардебиле после 1997 года. Основные используемые химические вещества для борьбы с этим вредителем после снижения эффективности эндосульфана были фосфорорганические, карбаматы и никотиноидные инсектициды, которые позволили бы избежать перекрестной устойчивости к эндосульфану.Более низкий уровень устойчивости в Ардебиле по сравнению с популяцией Бостанабаад, вероятно, связан с реверсией высокого уровня устойчивости, которая привела к неэффективности контроля в 1995–1996 гг. Такое снижение уровней устойчивости было зарегистрировано для устойчивых к ДДТ популяций L. decemlineata (McDonald, 1976). Снижение уровня резистентности в отсутствие ранее использовавшихся пестицидов является основой для управления резистентностью (ffrench-Constant et al. 1993a). Скотт и др. В 2000 г. указано, что устойчивые популяции австралийской овечьей мухи Lucilia cuprina теряли устойчивость к дильдрину в отсутствие воздействия, возможно, из-за затрат на приспособленность.Кроме того, устойчивость к перметрину (Follett et al. 1993), азинфосметилу (Zhu et al. 1996) и Bacillus thuringiensis Cry3A токсину (Whalon et al. 1993; Alyokhin and Ferro 1999) была связана с затратами на приспособленность устойчивых штаммов в размере L. decemlineata . Принимая во внимание эти результаты, снижение резистентности в популяции Ардебиля могло быть связано с соответствующими затратами на приспособленность. Другими возможностями частичного обоснования этого снижения сопротивления могло быть прекращение применения эндосульфана и давление отбора в этом районе.

Аджабшир

L. decemlineata впервые наблюдали на картофельных полях Аджабшира в 1989 г., но его повреждение было незначительным и до 1997 г. не требовалось регулярного химического контроля. взрослых особей появляются примерно в начале мая. Поскольку картофель собирают в конце июля, только первое поколение требует химического контроля, а второе поколение не наносит серьезного ущерба, поскольку приближающееся время сбора урожая обычно препятствует завершению развития личинок.Следовательно, воздействие инсектицидов только на небольшую часть населения может привести к низкой частоте отбора в сторону устойчивости. Использование инсектицидов, принадлежащих к различным группам химикатов в разных областях и в разные годы, также делает давление отбора на устойчивость менее серьезной проблемой в этом регионе. Это согласуется с Heim et al. 1990, который заявил, что наличие 3 ^-го и 4 ^-го поколений L. decemlineata без опрыскивания было одной из основных причин задержки развития или низкого уровня устойчивости к инсектицидам.Разница в количестве применений имидаклоприда (2–4 раза в год) в популяциях Лонг-Айленда L. decemlineata также была предложена как причина более высокого уровня устойчивости к этому инсектициду по сравнению с популяцией Мичигана, где применяли имидаклоприд. один раз в год (Zhao et al. 2000). Хотя доступность растения-хозяина в течение ограниченного времени и, как следствие, снижение давления отбора может задержать развитие устойчивости из-за высокой емкости л.decemlineata , чтобы адаптироваться к местным климатическим условиям и условиям выращивания картофеля (Senanayake et al. 2000), необходимо также учитывать регулярный мониторинг статуса устойчивости в этой популяции. Фипронил — новый инсектицид, зарегистрированный в Иране. Поскольку у некоторых устойчивых к циклодиену насекомых была обнаружена перекрестная устойчивость к фипронилу (Bloomquist 2001; Kristensen et al. 2005), рассмотрение фипронила для использования в программах управления L. decemlineata следует проводить с полным знанием статуса устойчивости этого вида. вредитель циклодиеновым инсектицидам.

Заключение

Поскольку высокий уровень устойчивости к эндосульфану у штамма Bostanabaad не может быть оправдан синергизмом и биохимическими исследованиями, необходимо провести дальнейшие исследования. Нечувствительность к сайтам-мишеням считается основной причиной устойчивости к циклодиенам (французский-Cch-Constant et al. 1993b; Anthony et al. 1995; Bass et al. 2004). Необходимы дополнительные эксперименты для дальнейшего изучения механизмов, участвующих в устойчивом к эндосульфану штамме L.decemlineata .

Поддержка этой работы была предоставлена ​​Советом аспирантуры Тебризского университета. Мы благодарим M. S. Goettel и R. Talaei за любезное предоставление чувствительного штамма L. decemlineata и Иранское агентство Dow-Elanco за поставку эндосульфана технической чистоты. Авторы выражают благодарность С. Аббаси за помощь в уходе за колониями насекомых и проведении экспериментов, а также А. Гарамалеки за организацию поездок для отбора проб.

Список литературы

.

1994

Полисубстратные монооксигеназы и другие ферменты, метаболизирующие ксенобиотики, у восприимчивого и устойчивого колорадского жука

Биохимия и физиология пестицидов

49

1

12

.

1999

Относительная приспособленность колорадского жука (Coleoptera: Chrysomelidae), устойчивого и чувствительного к Bacillus thuringiensis Cry3A токсину

Журнал экономической энтомологии

92

510

515

.

1995

Молекулярный анализ мутаций, связанных с устойчивостью к циклодиенам, среди популяций белокрылки сладкого картофеля Bemisia tabaci

Биохимия и физиология пестицидов

51

220

228

.

1989

Генетика и синергизм устойчивости к азинфос-метилу и перметрину у колорадского жука (Coleoptera: Chrysomelidae)

Журнал экономической энтомологии

82

698

705

.

1990

Селекция по устойчивости к абамектину у колорадского жука (Coleoptera: Chrysomelidae)

Наука о пестицидах

28

17

24

.

1992

Генетика и биохимические механизмы устойчивости к абамектину двух изогенных штаммов колорадского жука

Биохимия и физиология пестицидов

44

191

207

.

2004

Идентификация мутации Rdl в лабораторных и полевых штаммах кошачьей блохи Ctenocephalides felis (Siphonaptera: Pulicidae)

Наука о борьбе с вредителями

60

1157

1162

.

2001

ГАМК и глутаматные рецепторы как биохимические центры инсектицидного действия

Биохимические центры действия и устойчивости к инсектицидам

17

41

Спрингер-Верлаг

.

2005

Потенциал устойчивости колорадского жука (Coleoptera: Chrysomelidae) к новалурону

Журнал экономической энтомологии

98

1685

1693

.

1993а

Устойчивость к инсектицидам к циклодиену у Drosophila melanogaster (Meigen) связана с термочувствительным фенотипом

Биохимия и физиология пестицидов

46

73

77

.

1993b

Замена одной аминокислоты в рецепторном локусе подтипа A γ-аминомасляной кислоты ассоциирована с устойчивостью к циклодиеновым инсектицидам в популяциях Drosophila

Proceedings of the National Academy of Sciences USA

90

1957

1961

.

1993

Сравнительная приспособленность трех штаммов колорадского жука (Coleoptera: Chrysomelidae) в полевых условиях: пространственные и временные вариации при выборе инсектицидов

Журнал экономической энтомологии

86

1324

1333

.

1992

Типы устойчивости к инсектицидам среди колорадского картофельного жука, Leptinotarsa ​​decemlineata (Coleoptera: Chrysomelidae) популяций в Северной Каролине

Наука о пестицидах

36

95

100

.

1974

Глутатион S-трансферазы: первая ферментативная стадия образования меркаптуровой кислоты

Журнал биологической химии

249

7130

7139

.

1990

Экология и менеджмент колорадского жука

Ежегодный обзор энтомологии

35

81

100

.

1976

Чувствительность колорадского жука в Онтарио к инсектицидам

Журнал экономической энтомологии

69

625

629

.

1981

Устойчивость колорадского жука к карбофурану и некоторым другим инсектицидам в Квебеке

Журнал экономической энтомологии

74

421

424

.

1990

Исследование устойчивости к инсектицидам популяций картофельного жука штата Северная Каролина Колорадо (Coleoptera: Chrysomelidae)

Журнал экономической энтомологии

83

1229

1235

.

2000

Молекулярная основа двух противоположных метаболических механизмов устойчивости к инсектицидам

Биохимия и молекулярная биология насекомых

30

1009

1015

.

1992

Селекция, наследование и характеристика устойчивости к карбофурану у колорадского картофельного жука (Coleoptera: Chrysomelidae)

Наука о пестицидах

35

215

222

.

1986

Чувствительность популяций колорадского жука из штата Айдахо к четырем классам инсектицидов

Американский картофельный журнал

63

81

85

.

2001

Глутатион S-трансфераза в защите от пиретроидов у насекомых

Биохимия и молекулярная биология насекомых

31

313

319

.

2005

Перекрестная резистентность между дильдрином и фипронилом у немецких тараканов (Dictyoptera: Blattellidae)

Журнал экономической энтомологии

98

1305

1310

.

1993

Механизмы, лежащие в основе устойчивости к циклодиенам у красного мучного жука, Tribolium castaneum (Herbst)

Биохимия и физиология пестицидов

45

154

165

.

1976

Оценка нескольких новых инсектицидов для борьбы с колорадским жуком и статуса устойчивости к ДДТ в Южной Альберте

Журнал экономической энтомологии

69

659

664

.

1986

Колорадский жук (на персидском языке)

Публикации Тебризского университета

.

1997

Исследование статуса устойчивости колорадского жука к инсектицидам, Leptinotarsa ​​decemlineata , в Венгрии в период с 1987 по 1991 год

Наука о пестицидах

49

389

399

.

1999

Механизмы устойчивости к инсектицидам у тли Nasonovia ribisnigri (Mosley) (Homoptera: Aphididae) из Франции

Биохимия и молекулярная биология насекомых

29

385

391

.

1990

Изучение механизмов устойчивости к инсектицидам: методы, стратегии и подводные камни

Устойчивость к пестицидам у членистоногих

39

57

Чепмен и Холл

.

2000

Устойчивость к дильдрину у Lucilia cuprina (австралийская мясная муха): шанс, отбор и реакция

Наследственность

84

599

604

.

2000

Яйцекладка и диапауза в популяциях колорадского жука (Coleoptera: Chrysomelidae) из восточной части Центральной Миннесоты и долины реки Ред-Ривер на севере

Экологическая энтомология

29

1123

1132

.

1985

Измерение белка с использованием бицинхониновой кислоты

Аналитическая биохимия

150

76

85

SPSS

1999

SPSS 10.0.1 для Windows

SPSS Inc

Чикаго, Иллинойс

.

1990

Устойчивость к инсектицидам колорадского жука (Coleoptera: Chrysomelidae) на восточном берегу Вирджинии

Журнал экономической энтомологии

83

666

671

.

1993

Селекция штамма колорадского жука (Coleoptera: Chrysomelidae), устойчивого к Bacillus thuringiensis

Журнал экономической энтомологии

86

226

233

.

1989

Влияние степени и времени дефолиации колорадского жука (Coleoptera: Chrysomelidae) на производство клубней картофеля в Восточной Вирджинии

Журнал экономической энтомологии

82

948

953

.

2000

Наследование и синергизм устойчивости к имидаклоприду у колорадского жука (Coleoptera: Chrysomelidae)

Журнал экономической энтомологии

93

1508

1514

.

1996

Точечная мутация ацетилхолинэстеразы, связанная с резистентностью к азинфосметилу и снижением приспособленности колорадского жука

Биохимия и физиология пестицидов

55

100

108

Сокращения

Сокращения

• CDNB

  1-хлор-2, 4-динитробензол, DEF S, S, S-трибутилфосфоротритиоат

Это документ в открытом доступе. Мы используем лицензию Creative Commons Attribution 3.0, которая разрешает неограниченное использование при условии правильной атрибуции статьи.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License (http: // creativecommons.org / licenses / by / 3.0 /), что разрешает неограниченное повторное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Эффективность экстрактов некоторых лекарственных растений и эфирных масел против колорадского жука, Leptinotarsa ​​decemlineata Say (Coleoptera: Chrysomelidae).

Абстрактный

Аннотация