ЭКОЛОГИЯ, 2013, № 1, с. 73-76
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 574.24+591.69-57
ИЗМЕНЕНИЕ ВОСПРИИМЧИВОСТИ ГУСЕНИЦ Gallería mellonella
К АНАМОРФНЫМ ЭНТОМОПАТОГЕННЫМ АСКОМИЦЕТАМ ПРИ ПАРАЛИЗАЦИИ ЭКТОПАРАЗИТОИДОМ Habrobracon hebetor
© 2013 г. В. Ю. Крюков, Н. А. Крюкова, В. В. Глупов
Институт систематики и экологии животных СО РАН 630091 Новосибирск, ул. Фрунзе, 11 E-mail: krukojf@mail.ru Поступила в редакцию 04.06.2012 г.
Ключевые слова: микозы насекомых, Ascomycota, анаморфы, паразитоиды, восприимчивость, специализация.
DOI: 10.7868/S0367059713010071
Анаморфные энтомопатогенные аскомицеты Beauveria, Isaria, Metarhizium представлены преимущественно низкоспециализированными видами, способными поражать сотни видов насекомых разных отрядов. Данные грибы имеют космополитическое распространение и обитают в самых разнообразных биоценозах. Их конидио-споры находятся в почве, лиственном опаде, ва-лежной древесине, на поверхности и во внутренних тканях растений (Ownley et. al., 2010).
Для успешного заражения хозяев анаморфны-ми энтомопатогенными грибами обычно требуются весьма высокие дозы, составляющие тысячи, десятки и даже сотни тысяч конидий на одну особь, но в природе воздействие на насекомых таких доз инфекции не может быть частым (Борисов и др., 2001). Однако эти дозы могут быть значительно снижены для насекомых, ослабленных такими факторами, как субоптимальные температуры, присутствие сопутствующих инфекций, воздействие синтетических инсектицидов. Особую роль в изменении чувствительности насекомых к энтомопатогенным грибам играют парази-тоиды (Roy, Pell, 2000). Следует отметить, что большинство исследований в системе хозяин — энтомопатоген — паразитоид проводились на моделях с использованием эндопаразитических перепончатокрылых (Roy, Pell, 2000). Лишь в немногих работах описаны изменения чувствительности хозяев к анаморфным грибам под воздействием эктопаразитоидов парализаторов (Draganova, Balevski, 2000).
Ранее нами было показано иммуносупрессив-ное действие яда Habrobracon hebetor Say на личинок Galleria mellonella L., проявляющееся в подав-
лении активности фенолоксидазы в гемолимфе, а также снижении уровня инкапсуляции (Kryukova et al., 2011). Поскольку данные показатели иммунитета могут быть связаны с устойчивостью к эн-томопатогенам (Hajek, St. Leger, 1994), мы предположили, что парализация гусениц H. hebetor может повышать эффективность заражения аско-мицетами.
Цель настоящей работы — оценить восприимчивость гусениц Galleria mellonella L. к грибам Beauveria, Isaria, Metarhizium под влиянием парализации Habrobracon hebetor Say.
В работе использованы культуры энтомопатоген-ных грибов Beauveria bassiana s. l. (штамм Сар-31), Metarhizium anisopliae s. l. (штаммы P-72, Мак-1), Isaria farinosa (Holmsk.) Fr. (штамм Pgm-2), I. fu-mosorosea Wize (штамм Pad-2). Конидии грибов нарабатывали общепринятыми методами на среде Сабуро.
Биотестирование проводилось на лабораторных популяциях G. mellonella и H. hebetor. К гусеницам V возраста G. mellonella, содержащихся в чашках Петри (d = 90 мм), на 14 ч подсаживали самок H. hebetor из расчета 3 самки на 10 гусениц. Затем на брюшко парализованных гусениц топи-кально наносили 5 мкл водной суспензии грибов с определенным титром конидий. В другой серии опытов личинок сначала инокулировали конидиями грибов, а через 2 сут к ним подсаживали самок H. hebetor на 14 ч. В контрольных вариантах нативных личинок G. mellonella инокулировали соответствующими дозами инфекции. Эксперименты включали также контрольные варианты без инфицированния грибами. Насекомых содержали при 28°С и 90—95% RH в темноте. Учеты
74
КРЮКОВ и др.
Рис. 1. Гибель от микозов у непарализованных (1) и парализованных Н. НеЬеОг (2) гусениц О. те11опе11а (титр — 2.5 х 105 кон/ос., п = 30, вертикальные линии — ошибки средних арифметических, * — Р < 0.05). Гибель от микозов в необработанных грибами контролях — 0%.
смертности от грибов проводили на протяжении 11—15 сут.
Для определения ЬС50 грибов для гусениц О. те11опе11а использовали 7 доз — от 5 х 101 до 5 х х 107 конидий на одну особь (кон/ос.) с шагом в один порядок.
Для установления влияния на развитие микоза личинок бракона, питающихся на парализованных гусеницах О. те11опе11а, гусениц содержали индивидуально в чашках Петри (^ = 60 мм). Смыв конидий с гусениц, проросших мицелием грибов, осуществляли водой с добавлением Твина-20 (0.03%) с использованием шейкера (ВюБап) при
1000000
о
В
о 1)
К
Ч о «
и
иди
я
о
100000
10000
1000
100
10
Ü
Рис. 2. ЬС50 В. bassiana для незараженных (1) и зараженных Н. НеЬеОг (2) гусениц О. те11опе11а (п = 240, вертикальные линии — 95%-ные доверительные интервалы).
3 тыс. об/мин. Затем проводили подсчет конидий с помощью гемоцитометра и пересчет их количества на одну погибшую гусеницу.
Достоверность отличий в смертности насекомых определяли с помощью двувыборочного t-те-ста, показатели LC50 — методом Спирмена-Кер-бера.
Установлено, что у гусениц, парализованных браконом, значительно увеличивается восприимчивость к тестируемым грибам (рис. 1). Так, ави-рулентный для G. mellonella штамм Pgm-2 I. farinosa привел к микозу 63 ± 2% парализованных личинок. Для остальных культур смертность при указанном титре увеличивалась у парализованных гусениц в 2.7—11.4 раза. Показано, что после парализации паразитоидом LC50 B.bassiana снижается почти в 5000 раз (рис. 2). Для успешного прохождения и завершения микоза была достаточной очень низкая доза инфекции (114 кон/ос.), при которой эффективное заражение нативных насекомых невозможно.
Присутствие или отсутствие личинок H. hebetor, питающихся на парализованных гусеницах G.mellonella, не влияло на исход грибного заболевания. Так, у парализованных, но не зараженных браконами гусениц доля колонизированных и впоследствии проросших мицелием B.bassiana составила 96% (n = 56), а у зараженных гусениц — 95% (n = 41). Как правило, личинки бракона питались на гусенице одновременно с колонизацией ее тела грибом, затем они плели коконы рядом
ИЗМЕНЕНИЕ ВОСПРИИМЧИВОСТИ ГУСЕНИЦ
75
с хозяином или на некотором расстоянии от него. За это время гусеница полностью колонизировалась грибом. Личинки старших возрастов или куколки паразитоида обычно (в 79% случаев) погибали и в последующем обрастали мицелием гриба. Продукция дочернего поколения конидий гриба на гусеницах, зараженных и незараженных браконом, достоверно не различалась (P > 0.05) и составляла в среднем 1.4 ± 0.25 х 108 кон/ос. Не выявлено зависимости между количеством личинок браконов (от 0 до 6), закончивших питание на пораженных грибом гусеницах, и урожайностью конидий на трупах G. mellonella (r = 0.05,p = 0.83, n = 21).
В последующих экспериментах проводили сравнительную оценку смертности гусениц от B. bassiana в зависимости от того, когда гриб попадает на кутикулу насекомых: до или после парализации браконом. В условиях, когда гриб попадал на кутикулу после парализации паразитои-дом, микоз проходил более успешно и быстро (рис. 3), однако и в том случае, когда парализация происходила после инокуляции грибом, смертность от микоза достоверно увеличивалась по сравнению с вариантом без парализации (p < 0.01).
Ранее было обнаружено повышение восприимчивости гусениц чешуекрылых к энтомопато-генным аскомицетам при заражении эндопарази-тоидами Microplitis croceipes Cres. (Braconidae) (King, Bell, 1978), Oomyzus sokolowskii Kurd. (Eu-lophidae) (Dos Santos et al., 2006), а также под действием яда Pimpla hypochondriaca Retz. (Ichneu-monidae) (Dani et al., 2004). В.Р. Ел-Суфти и E. Фухрнер (El-Sufty, Führer, 1981a, б) показали, что заражение эндопаразитоидом Apantelesglorneratus L. (Braconidae) личинок белянки Pieris brussicae L. усиливает проникновение гриба B. bassiana через кутикулу гусениц. Однако после проникновения гриба через покровы микоз развивался медленнее из-за фунгистатических свойств гемолимфы, обусловленных присутствием в ней личинок Apanteles. Сходные тенденции были отмечены этими же авторами (El-Sufty, Führer, 1981б, 1985) на модели Cydia pornonella L. (Tortricidae) — Ascogaster quadridentatus Wesm. (Braconidae) — B. bassiana. Следует отметить, что гусеницы огневки Plodia in-terpunctella Hbn., зараженные H. hebetor, значительно активнее инвазировались энтомопатогенными нематодами Heterorhabditis по сравнению с незара-женными гусеницами (Mbata, Shapiro-Ilan, 2010).
На модели G. mellonella — H. hebetor — B. bassi-ana ранее не отмечалось повышения чувствительности к аскомицету у зараженных браконом гусениц (Draganova, Balevski, 2000), что, вероятно, было связано с использованием высоких доз патогена (LT90 — 6 сут). Проведенное нами исследо-
Смертность от гриба, % 100
80
60
40
20
0
11 13
Время после инокуляции, сут
Рис. 3. Динамика смертности от микоза В. Ьазз1апа при инокуляции грибом до и после парализации Н. hebetor. 1 — парализация, а через 14 ч инокуляция; 2 — инокуляция, а через 48 ч парализация; 3 — только инокуляция. Титр — 500 кон/ос., п = 50. Вертикальные линии — ошибки средних арифметических. Гибель от микозов в необработанных грибами контролях — 0%.
вание с использованием пониженных титров инфекции и авирулентных культур показало резкое повышение восприимчивости к энтомопатоген-ным грибам у гусениц, парализованных Н. hebetor. Мы предполагаем, что подобные явления могут быть широко распространены и в природе. Так, если хозяин в момент парализации контактирует с субстратом, несущим конидии грибов, либо сублетальная грибная инфекция уже развивалась в/на кутикуле насекомого, то вероятность колонизации его тела грибом значительно увеличится. В случае открыто живущих хозяев при нападении паразитоида высока вероятность того, что обездвиженная жертва может оказаться на поверхности почвы, служащей резервуаром для энтомопа-тогенных аскомицетов. При этом для успешного развития микоза будет достаточно небольшого количества конидий. Кроме того, известно, что число парализованных паразитоидами хозяев превышает число тех, на которых в последующем будут отложены яйца (Тобиас, 2004), что увеличивает количество ресурса для
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.