Введение к работе
Актуальность работы. Мельничная огневка (Ephestia kuehniella Zell., Pyralidae) является широко распостраненным вредителем пищевых запасов. Использование в борьбе с ней традиционного для нашего сельского хозяйства химического метода защиты затруднено. Велика вероятность попадания инсектицида или продуктов его разложения в пищу человека. Кроме того, в закрытых помещениях гораздо сложнее уберечь работающих в них людей от негативного действия химических препаратов. Оптимальный метод борьбы с E.kuehniella должен совмещать в себе высокую экологическую безопасность и способность длительное время сдерживать численность вредителя на стабильно низком уровне. Этим требованиям вполне соответствует генетический метод, разработка которого для борьбы с мельничной огневкой ведется уже около 10-ти лет в Польше и Чехии (Росада,1988; Marec,1991; Магес et.al.,1996) и предполагает выпуск стерилизованных или мутантных насекомых в природные популяции вредителя.
Исследования последних лет (Anisimov, et.al., 1989; Anisimov,1993, 1998; Anisimov, Sbvedov, 1996; Анйсимав,'1997) показали, что наиболее сильное подав-ление популяции вредных "чешуекрылых в течении нескольких поколений может быть достигнуто путем выпуска "частично стерилизованных насекомых, облученных радиацией в'оптимальных дозах. Однако, в первом поколении эффективность генетической борьбы существенно снижается по сравнению с полной стерилизацией, особенно в случае выпуска насекомых без разделения полов.
Работы по созданию генетического метода борьбы, проведенные на мельничной огневке за последнее десятилетие, создают необходимые предпосылки для дальнейшей более глубокой разработки метода частичной стерилизации этого объекта: Одним из возможных направлений этой работы являются исследования разных агентов, индуцирующих стерильность, в частности, алкилирующих соединений, применение которых в отличии от радиации не требует дорогостоящего и труднодоступного оборудования для облучения. Другое направление связано с тем, что частота индуцированных генетических повреждений может быть модифицирована дополнительным действием экстремальной температуры. Этот эффект был изучен на Drosophila melanogaster при индукции мутаций радиацией и хемостерилянтами (Тихомирова, 1964, 1974; Анисимов,. 1976). Воздействие температуры увеличивает частоту индуцированных мутаций в сперматозоидах и оказывает серьезный повреждающий эффект на ооциты. Это создает возможность для снижения негативного эффекта выпуска самок и сохранения или повышения частоты наследственных изменений в гаметах самцов, положительно влияющих на эффективность генетической борьбы.
Цель и задачи работы. Целью работы является научное обснование эффективного и реалистичного' варианта генетического метода борьбы с мельничной огневкой путем частичной стерилизации насекомых хемостерилянтами при дополнительном действии повышенной температуры. Для этого необходимо было решить следующие задачи:
-
Изучить действие повышенных температур, разных доз хемостерилянтов и их комбинаций на основные показатели репродуктивного потенциала (половую активность, плодовитость, выживаемость, соотношение полов) у обработанных самок и самцов, а также у потомков F1 от обработанных самцов.
-
Разработать метод и оценить конкурентоспособность обработанных самцов мельничной огневки и их потомков F1.
-
Подобрать оптимальное сочетание температуры и дозы хемостерилянта, при котором стерильность самок будет максимальной, а конкурентоспособность обработанных самцов и их потомков затрагивается в минимальной степени.
-
Оценить потенциальную эффектдшнасть^ выпуска, в.. природную популяцию насекомых, подвергнутых коц5^\іщр^йВ^І^.^Л^У\^в\люхе^осггер\лпянта и повышенной температуры. -. :/ь^:^\-»^:г^Л/^--:-1^--^-^-- .'
Научная новизна работы. .Вп.ервьів.-снаг.-.мельничной: огневке проведено комплексное исследование действия,;'хёмо.^.ёруЙянт.ев (тиотэфа и диматифа ) с дополнительным действием экстремальной температуры на основные показатели репродуктивного потенциала у обработанных самцов и самок, а также у их потомков F1. Применена методика индивидуальных скрещиваний в родительском и первом дочернем поколении, что позволило выдвинуть ряд предположений о механизмах действия хемостерилянтов и температуры в сравнении с ионизирующей радиацией. Отмечен уникальный эффект - температурное воздействие на интактных самцов вызывало снижение в 2-3 раза плодовитости самок в их потомстве F1. Отработана методика оценки конкурентоспособности самцов мельничной огневки, прошедших обработку хемостерилянтами и повышенной температурой.
Практическая ценность исследования. Подобрано оптимальное соотношение дозы хемостерилянта и температуры, при которых практически не снижается конкурентоспособность обработанных самцов E.kuehniella и их потомков F1, а эффекты наследования стерильности (НС) проявляются сильнее, чем в случае применения только стерилянтов. С помощью компьютерных экспериментов показано, что дополнительное действие температуры после обработки хемостерилянтами может обеспечивать существенное снижение численности популяций вредителя при относительно низкой норме выпуска
частично стерилизованных самцов к природным (9:1). Воздействие повышенной температуры на обработанных стерилянтом насекомых вызывает значительное снижение репродуктивного потенциала стерилизованных самок и увеличивает сдвиг в соотношении полов F1 в сторону самцов, что открывает возможность для выпусков частично стерилизованных насекомых без разделения полов. Это позволит не затрачивать средства на системы автоматического разделения полов у мельничной огневки и делает использование метода выпуска частично стерилизованных насекомых более реальным в практическом отношении.
Апробация работы. Основные научные положения и выводы диссертации были представлены на семинарах и конференциях в Донецком Государственном Университете (1993,1994), на XXIX Всесоюзной научной студенческой конференции "Студент и научно-технический прогресс" в Новосибирске (1991г.). Диссертация обсуждена на заседании кафедры зоологии и Ученом Совете биологического факультета Донецкого госуниверситета. По материалам диссертации опубликовано 5 работ.