Введение к работе
Актуальность работы. Детоксицирующие ферменты в
жизнедеятельности насекомых имеют огромное значение. Они участвуют в
формировании резистентности насекомых к инсектицидам, деградации
токсичных метаболитов кормового растения и метаболизме различных
биологически активных веществ. Среди прочих факторов, на
функционирование данных ферментов у насекомых могут влиять
инфекционные заболевания [Соколова, Сундуков, 1998; Кольчевская,
Кольчевский, 1988; Kucra, 1978; Madziara-Borusiewiez, Kucera, 1978;
Shiotsuki, Kato, 1999; Sujak et al., 1978]. Однако исследования в данной
области имеют фрагментарный характер и, в основном, касаются
неспецифических эстераз и фосфатаз. Кроме того, практически не изучены
факторы, приводящие к изменению спектра и активности детоксицирующих
ферментов при заражении насекомых энтомопатогенными
микроорганизмами, связь данных ферментов с механизмами резистентности насекомых к возбудителям болезней, и, наконец, влияние инфекций, сопровождаемых изменением спектра или/и активности детоксицирующих ферментов, на чувствительность насекомых к инсектицидам. Следует также отметить, что работ по влиянию микозов на спектр и активность детоксицирующих ферментов ранее не проводилось, хотя известно, что энтомопатогепиые грибы широко распространены в популяциях насекомых [Hajek, Leger, 1994; Schan et al., 1994; Zieminicka, 1997] и вполне могут быть одним из существенных факторов, влияющих на функционирование данных ферментов. Не исключено, также, что детоксицирующие ферменты, участвуя в деградации токсинов патогена, могут играть весьма значительную роль при формировании резистентности насекомых к возбудителям болезней и, в частности, к энтомопатогенным грибам.
Цель исследования. Целью данной работы явилось изучение влияния микозов на функционирование детоксицирующих ферментов у насекомых и роли данных ферментов при формировании резистентности насекомых к энтомопатогенным грибам.
Задачи исследования.
-
Исследовать влияние микозов на изменение спектра и активности микросомальных монооксигеназ, неспецифических эстераз и глутатион-8-трансфераз;
-
Изучить влияние микозов на изменение чувствительности насекомых к химическим инсектицидам;
-
Определить роль детоксицирующих ферментов при формировании резистентности насекомых к энтомопатогенным грибам.
Научная новизна. Впервые изучено изменение спектра и активности микросомальных монооксигеназ, неспецифических эстераз и глутатин-S-трансфераз у насекомых при микозах. Наиболее существенные изменения зарегистрированы в спектре неспецифических эстераз. Показано, что
экспрессия дополнительных изоформ эстераз, регистрируемая у насекомых при инфицировании энтомопатогенными грибами, снижает их чувствительность к инсектицидам. Ингибирование эстераз фосфорорганическими соединениями резко повышает восприимчивость насекомых к микозам. По-видимому, это является одной из причин, обусловливающих синергизм между грибными биопрепаратами и химическими инсектицидами.
Практическая ценность. Результаты, полученные в ходе проведенных исследований, дополняют наши знания о свойствах детоксицирующих ферментов и механизмах резистентности насекомых к энтомопатогенным грибам. В диссертационной работе раскрыты факторы, обусловливающие синергизм биопрепаратов на основе энтомопатогенных грибов и химических инсектицидов и предложены оригинальные подходы к созданию новых препаративных форм биопрепаратов.
Апробация работы и публикации. Основные результаты диссертационной работы были доложены на отчетной сессии ИСиЭЖ СО РАН 26 апреля 2000 г., на заседании микробиологического общества 10 апреля 2000 г., на конференции "Паразиты в природных комплексах и рисковые ситуации" в июне 1998 г. (г. Новосибирск, ИЭВСиДВ СО РАСХН), на конференции "Взаимоотношения паразита и хозяина" в декабре 1998 г. (г. Москва), на международной конференции "Сохранение и защита горных лесов" в октябре 1999 г. (Кыргызстан, г. Ош). По материалам диссертации опубликовано 3 работы, 2 работы находятся в печати.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа объемом 123 листов машинописного текста состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения. Работа содержит 17 рисунков и 5 таблиц. Список литературы включает 252 работы. В приложении приведены сведения о происхождении штаммов энтомопатогенных грибов и статистическая обработка экспериментальных данных.
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность к.б.н. Т.К. Кальвиш за созданную ей коллекцию энтомопатогенных грибов, некоторые из которых были использованы в экспериментах данной работы, старшему научному сотруднику лаборатории структуры генома ИЦиГ СО РАН к.х.н. Н.М. Слынько за предоставленные для работы реактивы и научные консультации, оказанные при подготовке диссертационной работы, научному сотруднику лаборатории экспертных систем ИХКГ СО РАН к.б.н. А.А. Алексееву - за реактивы для проведения исследований, зав. лаборатории биохимии чужеродных соединений ИМБиБ СО РАМН к.б.н. АЛО. Гришановой и аспиранту Т-В. Зуевой - за возможность проведения некоторых биохимических исследований в их лаборатории. Автор также выражает признательность ведущему научному сотруднику лаборатории патологии насекомых к.б.н. С. А. Бахвалову и старшему научному сотруднику к.б.н. А.В. Ильиных за сделанные ими ценные замечания к диссертационной работе.