Колорадский жук (Leptinotarsa decemlineata) обычно не нуждается в представлении для тех, кто хоть раз в жизни выращивал картофель. Вредоносность его очень велика. Как и в случае со многими вредителями сельхозкультур, первым методом борьбы с ним были химические инсектициды, но колорадский жук быстро вырабатывает устойчивость к инсектицидам, снижая их эффективность. В настоящее время изучается новый подход к борьбе с колорадским жуком – использование элиситоров – фитогормонов, регулирующих рост и способных активировать защитные механизмы растений. Будучи летучими химическими веществами, переносимыми по воздуху, эти вещества могут влиять на поведение жуков.
В исследовании, опубликованном в журнале Journal of Insect Science, ученые из Университета штата Орегон и Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США описали тесты поведенческих эффектов двух таких элиситоров: по одному на основе фитогормонов жасмоновой кислоты и салициловой кислоты.
Колорадские жуки поедают листья картофеля и других представителей семейства пасленовых, включая баклажаны и томаты. Листья поедают как личинки, так и взрослые особи. Развивающиеся жуки проходят четыре личиночные стадии, и на четвертой стадии они поедают большую часть листьев за всю свою жизненную стадию. Жук отличается высокой репродуктивностью: каждая самка откладывает сотни яиц. При отсутствии контроля заражение колорадскими жуками может уничтожить весь урожай картофеля.
Исследование ДНК от 2018 года показало, что популяции вредителей колорадского жука, вероятно, являются местными для штатов Великих равнин на западе США. Наиболее распространенным местным хозяином колорадского жука был буйволов репейник (Solanum rostratum), дикий цветок из семейства пасленовых. С появлением и развитием индустрии картофелеводства популяции вредителей переключились на питание картофелем. Первая наблюдаемая вспышка колорадского жука на картофеле произошла в Небраске в 1859 году. С тех пор он быстро расширял свой ареал, достигнув реки Миссисипи в 1865 году, штата Мэн в 1872 году, Англии в 1875 году и континентальной Европы в 1877 году. Сегодня это проблемный вредитель для картофельных культур во многих частях Северной Америки, Европы и Азии.
Поскольку контроль колорадского жука агрохимическими инсектицидами становится все сложнее, для него разрабатывается более диверсифицированный, комплексный подход к борьбе с вредителями, включающий несколько направлений воздействия. Одним из таких подходов является прикладная химическая экология с использованием элиситоров. Именно эту стратегию представили Александр Бутчер, доктор философии, и Сильвия Рондон, доктор философии, из Университета штата Орегон, а также Джана Ли, доктор философии, и Райан Пол, доктор философии, из Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США в своем исследовании.
Летучие элиситоры могут влиять на поведение вредителей; они также обладают меньшей склонностью к формированию резистентности. «Поскольку эти летучие вещества часто играют решающую роль в поиске насекомыми хозяев и партнёров, развитие резистентности к ним было бы невыгодно для потомства. Таким образом, риск развития у вредителя резистентности к средствам борьбы на основе летучих веществ считается ниже, чем к традиционным инсектицидам», поясняют авторы работы.
Они изучили действие двух летучих элиситоров растительного происхождения, доступных в продаже в США: элиситора на основе жасмоновой кислоты под названием Blush 2X и элиситора на основе салициловой кислоты Actigard 50WG. Жасмоновая кислота содержится во многих растениях, включая жасмин; салициловая кислота, являющаяся активным ингредиентом аспирина, содержится в растениях семейства ивовых и жимолостных.
Ученые использовали специальное устройство, называемое Y-образным ольфактометром, в котором жук помещался в нижнюю часть Y-образной трубки, а образцы для анализа помещались в две верхние части Y-образной трубки.
Они также применили селекционные тесты для измерения выбора хозяина, времени выбора и времени пребывания взрослых особей колорадского жука. В экспериментах с растениями картофеля, обработанными Blush 2X, и растениями картофеля, опрысканными водой, 87% выбрали растения Blush 2X, а 10% — контрольные растения, опрысканные водой. Это предпочтение растений, обработанных Blush 2X, было статистически значимым.
В экспериментах с растениями картофеля, опрысканными Actigard 50WG и водой, только 23% жуков выбрали Actigard 50WG.
В тестах на время выбора исследователи не обнаружили существенной разницы во времени выбора для Blush 2X и Actigard 50WG. В тестах на время пребывания, то есть резидентности, время резидентности было значительно короче у жуков, выбравших Actigard 50WG, но не у жуков, выбравших Blush 2X.
Эти результаты согласуются с другими исследованиями, в которых колорадского жука привлекали растения картофеля, содержащим элиситоры на основе жасмоновой кислоты или её производных. В этом исследовании в тестах на выбор препарат Blush 2X привлекал колорадских жуков, а Actigard 50WG отпугивал их.
«Эта комбинация Blush 2X, привлекающего колорадских жуков, и Actigard 50WG, отпугивающего вредителей, может быть использована в методе борьбы «тяни-толкай», при котором вредителей можно отогнать от посевов и притянуть к посевам-ловушкам, где их опрыскивают инсектицидами. Использование ловушечных растений имеет то преимущество, что для достижения контроля требуется меньшее количество инсектицида, что может отсрочить возникновение резистентности к инсектицидам у вредителей, а Actigard 50WG предлагает дополнительные преимущества в виде коммерческой доступности и невысокой стоимости. Дополнительные исследования с использованием обоих этих элиситоров в системе полевых ловушек для выращивания растений имеет решающее значение для интеграции многообещающих результатов этого текущего исследования в программу борьбы с вредителями», предлагают свою стратегию контроля авторы работы.
Источник: Journal of Insect Science, doi.org/10.1093/jisesa/ieae112