на правах рукописи
АЛЕКСЕЕВ
Михаил Анатольевич
Исследование скорости развития резистентности
к авермектинам в лабораторных условиях на примере
комнатной мухи, Musca domestica L. (Diptera, Muscidae)
Специальность:
03.00.09 – энтомология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Москва, 2009
Работа выполнена в ФГУН
«Научно-исследовательский институт дезинфектологии»
Федеральной службы по надзору в сфере
защиты прав потребителей и благополучия человека
Научный руководитель: | доктор биологических наук, профессор
|
Официальные оппоненты: | доктор биологических наук, профессор
|
доктор биологических наук
|
Ведущее учреждение: | Московский педагогический государственный университет (МПГУ) |
Защита состоится «___»___________2009 г. в «___» часов на заседании диссертационного совета Д.208.040.12 Москва, ул. Трубецкая, д. 8 стр. 2.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московской медицинской академии им. Москва, Нахимовский пр-т, д. 49.
Автореферат разослан «____»______________2009 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник | Фролова Александра Александровна |
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследований Комнатная муха Musca domestica является механическим переносчиком возбудителей ряда инфекционных заболеваний человека, в том числе такого опасного как холера. Один из наиболее эффективных путей борьбы с мухами – использование инсектицидов. В последние десятилетия во всём мире отмечается неэффективность в отношении комнатных мух ранее широко применявшихся инсектицидов из группы хлорорганических и фосфорорганических соединений, производных карбаминовой кислоты и пиретроидов (Рославцева, 2006). Одной из перспективных групп для введения в схемы борьбы с комнатными мухами являются авермектины, обладающие широким спектром биологического действия. В настоящее время они применяются для борьбы с тараканами и муравьями, а также другими членистоногими, имеющими эпидемиологическое и санитарно-гигиеническое значение (Strong, Brown, 1987; Хрусталёва, Дриняев, 2002). Благодаря механизму действия, принципиально отличающемуся от механизмов действия большинства ранее использовавшихся инсектицидов, авермектины могут занять своё место в программе ротации инсектицидов при борьбе с популяциями комнатных мух.
Цель работы:
Исследование скорости развития резистентности M. domestica к авермектинам А1 и А2 и к авермектиновому комплексу (аверсектину С) в лабораторных условиях и установление возможности их использования в борьбе с этим насекомым.
Задачи исследования:
1. Определение уровня чувствительности лабораторной расы комнатной мухи к индивидуальным авермектинам и авермектиновому комплексу.
2. Изучение скорости развития резистентности к авермектинам при селекции чувствительной лабораторной расы комнатной мухи.
3. Исследование перекрёстной резистентности мух селектированных рас к природным авермектинам и к инсектицидам из других классов химических соединений.
4. Изучение некоторых биологических характеристик рас комнатной мухи после селекции (жизнеспособность личинок и куколок, наличие видимых морфологических изменений у имаго).
Научная новизна
1. Впервые определена сравнительная контактная и кишечная активность авермектинового комплекса (аверсектина С) и его компонентов для M. domestica.
2. Впервые рассчитаны диагностические концентрации авермектинов при их топикальном нанесении на комнатных мух с целью их использования для оценки доли резистентных особей в популяциях.
3. Впервые изучена скорость развития резистентности к авермектинам А1 и А2 и аверсектину С у комнатной мухи в лабораторных условиях.
4. Впервые показано, что перекрёстная резистентность к инсектицидам из других групп у мух, селектированных авермектинами А1 и А2 и аверсектином С, не возникает даже после длительной селекции.
5. Впервые рассмотрено влияние длительной селекции авермектинами на некоторые биологические параметры M. domestica.
Практическая значимость
С участием автора разработаны две главы «МУ по определению уровня чувствительности синантропных насекомых к инсектицидам» (, , ) (утв. Комиссией по нормированию Роспотребнадзора 03.04.2008 г.). Материалы, полученные в результате проведения данного исследования, используются в лекционном цикле на кафедре дезинфектологии МПФ ППО ММА им. .
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
1. Авермектины проявляют высокую активность в отношении комнатных мух как при контактном, так и при кишечном пути поступления в организм. При топикальном нанесении наибольшей инсектицидностью обладает авермектиновый комплекс (аверсектин С).
2. Резистентность к авермектиновому комплексу (аверсектину С) и авермектинам А1 и А2 у комнатной мухи при селекции в лабораторных условиях развивается крайне медленно. Тем не менее, после длительной селекции аверсектином С у мух возникает групповая толерантность к авермектинам.
3. Селекция комнатных мух аверсектином С и авермектинами А1 и А2 не приводит к формированию перекрёстной резистентности к ФОС, производным карбаминовой кислоты, пиретроидам, фенилпиразолам, неоникотиноидам и спиносинам, но может влиять на жизнеспособность личинок и куколок экспериментальных рас.
4. Длительная селекция авермектинами не ведёт к достоверному повышению частоты появления новых наружных морфологических изменений у комнатных мух, в сравнении с таковой у чувствительной расы.
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на IX съезде Всероссийского научно-практического общества эпидемиологов, микробиологов и паразитологов "Итоги и перспективы обеспечения эпидемического благополучия населения Российской Федерации" (Москва, 2007); на XIII съезде РЭО (Краснодар, 2007); на Всероссийских научных конференциях, посвященных 70-летию (2003) и 75-летию (Москва, 2008) НИИД; на VI международной конференции по городским вредителям – ICUP-2008 (Венгрия, Будапешт, 2008), на межлабораторных семинарах, заседаниях Методической комиссии по проблемам дезинсекции и дератизации и Учёных советах НИИ дезинфектологии (2003–2008 гг.).
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 143 страницах и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследований, трёх глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка цитированной литературы (38 отечественных и 110 зарубежных источников) и приложения. Работа иллюстрирована 19 таблицами и 7 рисунками.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ.
Благодарности. Выражаю искреннюю благодарность и признательность за терпение, постоянную поддержку и помощь на всех этапах исследования своему научному руководителю, д. б.н. профессору ; д. б.н. и д. б.н. – за ценные советы и замечания, сотрудникам лаборатории «Фармбиомед» и лично – за предоставление образцов авермектинов, – за неоценимую помощь в работе и при разведении насекомых, ёвой – за содействие на завершающем этапе работы, а также всему коллективу отдела проблем дезинсекции НИИД за создание благоприятной атмосферы при проведении исследований.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение. Обоснована актуальность темы, поставлены цель и задачи исследования.
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Приведены данные литературы по чувствительности комнатных мух и рыжих тараканов к инсектицидам группы авермектинов. Рассмотрен механизм действия авермектинов на целевые объекты. Представлены литературные данные по резистентности к авермектинам комнатных мух и рыжих тараканов.
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
В качестве биологического материала в лабораторных экспериментах использовали 3-5-дневных комнатных мух M. domestica чувствительной расы Cooper и 2-3-недельных самцов чувствительной инсектарной культуры рыжих тараканов B. germanica, культивируемых в ФГУН НИИД Роспотребнадзора.
Исследования проводили в лаборатории проблем дезинсекции НИИ дезинфектологии в 2002–2008 гг. В общей сложности проведено более 500 опытов, в которых использовано около 450 тыс. комнатных мух и не менее 5 тыс. самцов рыжих тараканов.
В экспериментах использовали действующие вещества (ДВ) авермектинов: аверсектин С 20% ЭК и хроматографически чистые авермектины А1, А2, В1 и В2 (все – производства «Фармбиомед», Россия), а также абамектин (92,4%, Сингента, Швейцария). Кроме того, для исследования перекрёстной резистентности применяли инсектициды из других групп химических соединений: ФОС – трихлорфон 97% (Россия), хлорпирифос 99% (Dursban R, Дау АгроСайенсес, США), фентион 90% (Жанг Кемикал Корп., Китай); производные карбаминовой кислоты – метомил 98,2% (Шанхай Шенг Агрокемикал Ко Лтд., Китай), пропоксур 99% (Байер, Германия); пиретроиды – перметрин 92% (Шарда Интернэшнл, Индия), дельтаметрин 98,1% (Тагрос Кемикалс, Индия), циперметрин 95% (Шарда Интернэшнл, Индия), альфациперметрин 98% (Ротам Групп Индия Лтд., Индия); фенилпиразолы – фипронил 97% (Китай); неоникотиноиды – тиаметоксам 95% (Новартис, Швейцария), ацетамиприд 97,3% (Нью Агродез Лтд., Китай) и препаративные формы диазинона – 60% ЭК («Август», Россия), фипронила – «Регент» 80% ВДГ (БАСФ , Германия) и спиносада – «СпинТор» 24% КС (Дау АгроСайенсес, США).
В качестве растворителя инсектицидов применяли ацетон марки «ХЧ». При селекции комнатных мух методом погружения растворителем служил 60% ацетоново-водный раствор.
Согласно МУ № 3.5. (Методы определения эффективности инсектицидов, акарицидов, регуляторов развития и репеллентов, используемых в медицинской дезинсекции, 2004), для определения контактного действия инсектицидов использовали метод топикального нанесения ацетоновых растворов ДВ и препаративных форм на мух и тараканов. Определяли концентрации и дозы, вызывающие поражение 50% и 95% насекомых (СК50(95) и СД50(95)), а также рассчитывали коэффициенты видовой чувствительности (Квид), представляющие собой отношение величин СД50 (мкг/г) инсектицида для комнатных мух к величине СД50 для самцов рыжих тараканов. Учёты смертности проводили через 24, 48 и 72 ч.
При определении кишечного действия авермектинов объектами служили голодные 3-5-дневные комнатные мухи. Опыты проводили с использованием открытых сахарных приманок в чашках Петри. Смертность насекомых оценивали через 72 ч, определяя величины СК50, % и СК95, %. В отношении комнатных мух также проведена оценка кишечной активности геля «Фитар», содержащего 0,12% аверсектина С путём нанесения на плотную бумагу.
Для селекции комнатных мух аверсектином С и авермектинами А1 и А2 использовали лабораторную чувствительную расу Cooper. Применяли два метода селекции – топикальное нанесение ацетоновых растворов и метод погружения Савицкого-Фарнхема (Sawicki, Farnham, 1964). Периодически методом топикального нанесения определяли уровень устойчивости экспериментальных рас к селектирующим агентам, рассчитывая показатель резистентности (ПР), представляющий собой отношение величины СД50 (мкг/г) для экспериментальной расы к величине СД50 для расы Cooper.
Наличие перекрёстной резистентности мух отселектированных рас к инсектицидам устанавливали методом топикального нанесения, используя диагностические концентрации (ДК), представляющие собой удвоенные величины СК95, %. Для инсектицидов, не относящихся к авермектинам, использовали величины ДК, приведённые в «МУ по определению уровня чувствительности синантропных насекомых к инсектицидам» (2008).
Жизнеспособность насекомых рас, селектированных авермектином А2 и аверсектином С, в сравнении с таковой у чувствительной расы Cooper оценивали, беря от каждой расы по 200 личинок третьего возраста и помещая их в пластиковые стаканы, на 2/3 заполненные субстратом для развития личинок, по 20 особей в стакан. После окончания лёта мух из куколок подсчитывали количество вылетевших мух, количество не окуклившихся личинок и долю не вышедших из куколок особей.
Подсчёт количества особей с внешними морфологическими изменениями проводили, используя бинокулярный микроскоп МБС-10. Общий объём случайной выборки из каждой расы составлял не менее 1000 особей.
Статистическую обработку данных по токсичности ДВ инсектицидов проводили с использованием пакета статистических программ «Статистика» для персонального компьютера и по (1967). Расчет величин СК50(95) и СД50(95) проводили по методу, предложенному (1965).
ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ ИНСЕКТИЦИДНОЙ АКТИВНОСТИ
АВЕРМЕКТИНОВ В ОТНОШЕНИИ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ НАСЕКОМЫХ
Изучение контактной инсектицидной активности авермектинов
Авермектины обладают ярко выраженным острым действием на имаго комнатных мух при топикальном нанесении (табл. 1). Аверсектин С оказался достоверно активнее всех изученных компонентов авермектинового комплекса. Авермектины А1 и А2 достоверно различаются по активности только на уровне величин СК50, однако активность авермектинов В1, В2 и абамектина статистически достоверно не различается. В целом, очищенные авермектины (А1, А2, В1 и В2) более токсичны для мух при топикальном нанесении, чем неочищенный абамектин.
Достоверно наибольшую активность аверсектина С при топикальном нанесении на комнатных мух, по-видимому, можно объяснить тем, что в смеси авермектины при топикальном нанесении действуют синергистически. Согласно расчёту тангенсов угла наклона линий «концентрация-смертность» (tgα), особи расы Cooper незначительно отличаются по чувствительности к авермектинам при топикальном нанесении их ацетоновых растворов, и эти линии имеют одинаковый наклон.
Таблица 1
Активность авермектинов в отношении имаго комнатной мухи расы Cooper при топикальном нанесении (учёт смертности через 24 ч)
Инсектицид | СК50, % | СК95, % | tgα* |
Аверсектин С | 0,00012 (0,00009−0,00016) | 0,00079 (0,00059−0,00105) | 2,04 |
Авермектин А1 | 0,00043 (0,000426–0,000434) | 0,00160 (0,00158–0,00162) | 2,88 |
Авермектин А2 | 0,00031 (0,00026–0,00037) | 0,00140 (0,00117–0,00168) | 2,61 |
Авермектин В1 | 0,00033 (0,00026−0,00042) | 0,00160 (0,00125−0,00205) | 2,33 |
Абамектин | 0,00048 (0,00039−0,00059) | 0,00190 (0,00154−0,00234) | 2,77 |
Авермектин В2 | 0,00033 (0,00024−0,00044) | 0,00230 (0,00170−0,00311) | 1,92 |
Примечание: в скобках указаны доверительные пределы при Р 0,05
* тангенс угла наклона линии «концентрация-смертность»
Авермектины также обладают достаточно высокой контактной активностью в отношении самцов рыжих тараканов (табл. 2). Наибольшей инсектицидной активностью в отношении самцов рыжего таракана, как показал учёт смертности насекомых через 24 ч, обладают (в порядке убывания) абамектин, авермектин В1 и аверсектин С.
Таблица 2
Активность авермектинов в отношении самцов чувствительной расы
рыжего таракана при топикальном нанесении (учёт смертности через 24 ч)
Инсектицид | СК50, % | СК95, % | tgα* |
Аверсектин С | 0,0099 (0,0073−0,0135) | 0,0800 (0,0588−0,1088) | 1,85 |
Авермектин А1 | 0,0064** (0,0051−0,0081) | 0,0190** (0,0151−0,0239) | 3,57 |
Авермектин А2 | > 0,1000** | > 0,1900** | — |
Авермектин В1 | 0,0035 (0,0020−0,0061) | 0,0130 (0,0074−0,0227) | 2,67 |
Абамектин | 0,0020 (0,0012−0,0034) | 0,0110 (0,0065−0,0187) | 2,21 |
Авермектин В2 | 0,0190** (0,0144−0,0251) | 0,0470** (0,0356−0,0620) | 4,18 |
Примечание: в скобках указаны доверительные пределы при Р 0,05
* тангенс угла наклона линии «концентрация-смертность»
** данные по учётам смертности через 48 ч
У авермектинов А1 и В2 проявление инсектицидного действия при топикальном нанесении замедлено, и гибель насекомых наступает только через 48 ч, причём наиболее активен авермектин А1. Наименьшей контактной активностью в отношении самцов рыжего таракана обладает авермектин А2, который через 48 ч при максимально возможной использованной концентрации вызывает смертность лишь 45% насекомых и даже через 72 ч − только 55% особей.
Величины тангенсов угла наклона линий «концентрация-смертность» свидетельствуют о том, что при топикальном нанесении лабораторная раса рыжих тараканов наименее гетерогенна по отношению к авермектинам В2 и А1 при учёте смертности через 48 ч. Чувствительная раса тараканов оказалась гетерогенной в отношении авермектина В1 и абамектина и наиболее гетерогенной в отношении аверсектина С, на что указывают значения tgα (табл. 2).
На основании приведённых выше данных, нами были рассчитаны диагностические концентрации авермектинов для практического использования с целью выявления доли резистентных особей в расах и популяциях комнатных мух и рыжих тараканов (табл. 3).
Таблица 3
Диагностические концентрации (ДК) авермектинов для комнатной мухи и рыжего таракана
Инсектицид | ДК, %* | |
Комнатная муха | Рыжий таракан | |
Аверсектин С | 0,0016 | 0,160 |
Авермектин А1 | 0,0032 | 0,038** |
Авермектин А2 | 0,0028 | — |
Авермектин В1 | 0,0032 | 0,026 |
Абамектин | 0,0038 | 0,022 |
Авермектин В2 | 0,0046 | 0,094** |
Примечание: * ДК = 2 × СК95; ** данные получены при учёте смертности через 48 ч.
Рассчитанные коэффициенты видовой чувствительности (Квид) к авермектинам свидетельствуют о том, что комнатная муха гораздо чувствительнее к этим инсектицидам, чем рыжий таракан. Величины Квид для аверсектина С, авермектинов А1, А2, В1, абамектина и авермектина В2 составили 0,05, 0,21, 0,01, 0,42, 0,68 и 0,04, соответственно.
Изучение кишечной инсектицидной активности авермектинов в отношении комнатных мух
Авермектины обладают высокой кишечной активностью в отношении имаго комнатной мухи, однако их действие замедлено и проявляется лишь спустя 72 ч (табл. 4). Наиболее активным оказался авермектин А2, незначительно уступают ему абамектин и аверсектин С.
Таблица 4
Активность авермектинов в отношении комнатных мух Cooper при кишечном пути введения (учёт смертности через 72 ч)
Инсектицид | СК50, % | СК95, % | tgα |
Аверсектин С | 0,00074 (0,00030–0,00185) | 0,02400 (0,00960–0,06000) | 1,36 |
Авермектин А1 | 0,00110 (0,00060–0,00187) | 0,00860 (0,00506–0,01462) | 1,10 |
Авермектин А2 | 0,00037 (0,00019–0,00074) | 0,00500 (0,00250–0,01000) | 1,91 |
Авермектин В1 | 0,00190 (0,00154–0,00234) | 0,01300 (0,01057–0,01599) | 1,46 |
Абамектин | 0,00038 (0,00029–0,00050) | 0,02100 (0,01600–0,02700) | 2,16 |
Авермектин В2 | 0,00350 (0,00229–0,00535) | 0,05600 (0,03660–0,08568) | 1,97 |
Рассчитанные величины tgα (табл. 4) показывают, что при кишечном введении мухи расы Cooper оказались наименее гетерогенными по отношению к абамектину, а наиболее гетерогенными – по отношению к авермектину А1 и аверсектину С.
Известно, что в России аверсектин С с успехом используют в качестве ДВ в отечественных средствах борьбы с рыжим тараканом – пищевой приманке «Унитар» (Хрусталёва, Рославцева, 1998) и пасте «Фитар» (Хрусталёва, Дриняев, 2002). Однако для борьбы с M. domestica подобных средств на основе аверсектина С и других авермектинов в настоящее время в мире нет. При испытании пасты «Фитар» в качестве пищевой приманки нами была показана её достаточно высокая эффективность в отношении мух Cooper.
ГЛАВА 4. СЕЛЕКЦИЯ КОМНАТНЫХ МУХ ЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ РАСЫ COOPER АВЕРМЕКТИНАМИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛУЧЕННЫХ РАС
Изучение скорости развития резистентности при селекции чувствительных мух расы Cooper авермектинами А1 и А2 и аверсектином С
Данные по изучению длительного воздействия авермектинов А1 и А2 и авермектинового комплекса (аверсектина С) на M. domestica отсутствуют как в отечественной, так и в зарубежной литературе. Поэтому, с целью изучения скорости развития резистентности комнатной мухи к этим авермектинам, нами впервые была проведена селекция чувствительной расы Cooper указанными агентами. Селектируемые расы получили названия AVMa1, AVMa2 и AVSC, соответственно.
В результате проведённых исследований установлено, что:
1) за 12 селекций мух авермектином А1, проведённых в течение 18 поколений, и за 20 селекций авермектином А2, проведённых в течение 54 поколений, видимого изменения чувствительности насекомых к селектирующим агентам не произошло;
2) за 15 селекций мух аверсектином С, проведённых в течение 33 поколений, чувствительность расы к селектирующему агенту изменилась, однако насекомые оказались лишь толерантными к нему.
Кривые, подтверждающие невысокую скорость формирования толерантности в расах комнатной мухи после селекции авермектинами А1, А2 и авермектиновым комплексом (аверсектином С), представлены на рис. 1.
В результате длительной селекции авермектинами А1 и А2 чувствительность рас меняется в очень маленьких пределах (ПР < 2). Максимальный ПР (10,4×) достигнут только при селекции аверсектином С.
При прекращении селекции расы AVSC уровень её резистентности в течение шести поколений изменялся незначительно.
Рис. 1. Динамика изменения чувствительности комнатных мух при селекции авермектинами
Установление перекрёстной резистентности экспериментальных рас комнатной мухи к различным инсектицидам
Для выявления доли резистентных особей в селектируемых расах использовали ДК инсектицидов (табл. 5).
Как следует из табл. 6., перекрёстная резистентность к авермектинам у мух расы AVMa2 не возникает даже после длительной селекции. Однако мухи расы AVSC проявляли пониженную чувствительность ко всем изученным авермектинам, то есть была выявлена групповая толерантность к этим соединениям при длительной селекции аверсектином С.
Таблица 5
Перекрёстная резистентность мух рас AVSC и AVMa2 к инсектицидам из различных классов химических соединений (топикальное нанесение ДК)
Инсектицид | ДК, % | Раса AVSC | Раса AVMa2 | ||
Смертность через 24 ч, % | Доля резистентных особей, % | Смертность через 24 ч, % | Доля резистентных особей, % | ||
Хлорофос | 3,0 | 97 | 3 | 100 | 0 |
Хлорпирифос | 0,08 | 100 | 0 | 100 | 0 |
Диазинон | 0,044 | 95 | 5 | 97 | 3 |
Фентион | 0,08 | 100 | 0 | 100 | 0 |
Метомил | 0,08 | 100 | 0 | 100 | 0 |
Пропоксур | 3,60 | 100 | 0 | 100 | 0 |
Перметрин | 0,009 | 100 | 0 | 100 | 0 |
Дельтаметрин | 0,0007 | 100 | 0 | 100 | 0 |
Циперметрин | 0,0024 | 98 | 2 | 100 | 0 |
Альфациперметрин | 0,0012 | 100 | 0 | 95 | 5 |
Фипронил | 0,00164 | 75 | 25 | 99 | 1 |
Тиаметоксам | 0,22 | 100 | 0 | 98 | 2 |
Ацетамиприд | 2,36 | 100 | 0 | 100 | 0 |
Спиносад | 0,05 | 100 | 0 | 100 | 0 |
Изменение чувствительности к авермектинам В1 и В2 и к абамектину зафиксировано намного раньше, чем изменение чувствительности к авермектину А1, что может свидетельствовать о ступенчатом формировании устойчивости к авермектиновому комплексу.
Таблица 6
Перекрёстная резистентность к авермектинам у мух рас AVMa2 и AVSC при топикальном нанесении диагностических концентраций
Инсектицид | Поколение | Смертность через 24 ч, % | Доля резистентных особей, % |
Раса AVMa2 | |||
Аверсектин С | F44, F49, F51 | 100 | 0 |
Авермектин А1 | F49, F51 | 100 | 0 |
Авермектин В1 | F35, F49 | 97 | 3 |
F51 | 100 | 0 | |
Абамектин | F8, F44, F51 | 97 | 3 |
F45, F54 | 100 | 0 | |
Авермектин В2 | F35 | 95 | 5 |
F49 | 100 | 0 | |
Раса AVSC | |||
Авермектин А1 | F16 | 98 | 2 |
F32 | 66 | 34 | |
Авермектин В1 | F16, F19 | 68 | 32 |
F17, F32 | 81 | 19 | |
Абамектин | F16, F19, F28 | 64 | 36 |
F26, F32 | 70 | 30 | |
F31 | 78 | 22 | |
Авермектин В2 | F16 | 87 | 13 |
F39 | 92 | 8 |
Для более точной оценки величины уровня резистентности к некоторым инсектицидам устанавливали показатель резистентности (ПР).
Таблица 7
Величина показателя перекрёстной резистентности к инсектицидам у рас комнатной мухи
Инсектицид | ПР | |
Раса AVMa2* | Раса AVSC* | |
Аверсектин С | 1,1 (F51) | — |
Авермектин В1 | 1,3 (F49) 1,5 (F54) | 2,8 (F17) 1,0 (F39) |
Абамектин | 1,3 (F8) 1,0 (F51) | 17,6 (F17) 2,3 (F28) 2,5 (F39) |
Авермектин В2 | 1,1 (F49) | 2,0 (F39) |
Хлорофос | 1,3 (F15) | 1,1 (F33) |
Метомил | 1,0 (F21) | 1,0 (F32) |
Перметрин | 1,3 (F34) | 1,7 (F32) |
Альфациперметрин | 1,8 (F54) | 1,4 (F39) |
Фипронил | 1,5 (F53) | 0,8 (F39) |
Спиносад | 1,0 (F51) | 1,2 (F39) |
* Примечание: в скобках после величины ПР указано поколение, в котором проводили оценку
Согласно табл. 7, мухи расы AVMa2 были чувствительны ко всем использованным инсектицидам. Мухи расы AVSC также оказались чувствительными к инсектицидам, не относящимся к авермектинам, но были слаботолерантны к авермектинам В1 и В2 и резистентны к абамектину. Интересно, что в отсутствие селекционного пресса уровень резистентности мух этой расы к указанным авермектинам был невысоким в сравнении с таковым для авермектинового комплекса.
Мухи расы AVMa1 были практически чувствительны к абамектину и слаботолерантны к перметрину и аверсектину С (ПР = 1,9, 2,8 и 4,3).
ГЛАВА 5. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СЕЛЕКЦИИ АВЕРМЕКТИНАМИ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СЕЛЕКТИРОВАННЫХ РАС
Исследование жизнеспособности личинок и куколок экспериментальных рас комнатной мухи
Данные о влиянии длительного воздействия авермектинов на жизнеспособность различных стадий развития комнатной мухи в литературных источниках нами не обнаружены.
В проведённых экспериментах нами выявлены тенденции к снижению жизнеспособности куколок и, в меньшей степени, личинок после селекции авермектинами (рис. 2). При увеличении селектирующей концентрации в обеих расах происходило повышение доли имаго, не вышедших из куколок.
Рис. 2. Жизнеспособность личинок и куколок экспериментальных рас комнатной мухи.
Таким образом, согласно полученным нами данным, длительная селекция авермектинами может оказывать негативное влияние на процессы окукливания личинок и выхода из куколок имаго комнатной мухи.
Изучение возникновения внешних морфологических изменений у экспериментальных рас комнатной мухи
В литературных источниках отсутствуют данные по мутагенному воздействию авермектинов на членистоногих и, в частности, на M. domestica. Согласно результатам нашего исследования, длительная селекция M. domestica авермектинами не приводит к достоверному увеличению разнообразия внешних морфологических аномалий. Практически одинаковый набор морфологических изменений был зафиксирован как у мух чувствительной расы Cooper, так и у селектированных рас. Нами отмечено, что у всех рас мух наиболее часто аномалии встречались на жилках крыльев. Также было установлено, что у самок внешние морфологические изменения встречались чаще, чем у самцов.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
В современной литературе проблеме использования авермектинов в борьбе с популяциями комнатной мухи внимания уделяется явно недостаточно. Имеются данные по применению полусинтетического аналога авермектина В1 – ивермектина в качестве ларвицидного средства (Miller et al., 1981, Wardhaugh et al., 1996) и сведения о контактной токсичности для имаго ивермектина и природного авермектина В1 – абамектина (Pap, Farkas, 1994; Roush, Wright, 1986; Geden et al., 1990, 1992; Scott, 1989; Scott et al., 1991). Сравнительная активность других природных авермектинов и авермектинового комплекса в отношении комнатных мух практически не была изучена. Отсутствовали данные о скорости развития резистентности к авермектинам при селекции чувствительных мух.
В лабораторных условиях при изучении сравнительной активности природного авермектинового комплекса (аверсектин С) и каждого из четырёх входящих в его состав компонентов (А1, А2, В1 и В2) было показано, что они обладают выраженным контактным и кишечным действием для чувствительных комнатных мух.
В наших экспериментах показано, что в лабораторных условиях скорость развития резистентности к авермектинам А1 и А2 и аверсектину С у комнатной мухи достаточно низка. При суммировании литературных и полученных нами данных сделан вывод, что у комнатных мух из природных популяций и лабораторных рас резистентность к изученным авермектинам развивается медленно. Подтверждением этому также является пониженная жизнеспособность куколок и личинок наших экспериментальных рас.
В доступной нам литературе имеются сведения о низкой скорости развития резистентности к авермектинам при селекции ивермектином коровьих жигалок Haematobia irritans (McKenzie, Byford, 1993; Byford et al., 1999) и падальных мух Lucilia cuprina (Rugg et al., 1998), паутинных клещей Tetranychus urticae абамектином (Hoy, Conley, 1987) и аверсектином С (Мешков и соавт., 2000; Мешков, 2005). Следовательно, можно утверждать, что резистентность к авермектинам у чувствительных членистоногих, как правило, развивается крайне медленно.
В начале исследований нами было предположено, что резистентность к авермектиновому комплексу (аверсектину С), состоящему из восьми компонентов, у комнатных мух будет формироваться медленнее, чем к отдельным авермектинам. Основанием для этого предположения явилось то обстоятельство, что до сих пор не были известны популяции и расы насекомых, резистентные к аверсектину С, тогда как резистентность к авермектину В1 (абамектину), представляющему собой двухкомпонентное соединение, зарегистрирована у комнатной мухи и других видов членистоногих (Clark et al., 1995). Кроме того, из литературных данных известно, что резистентность к многокомпонентным инсектицидным комплексам у насекомых развивается медленнее, чем к комплексам, состоящим из меньшего количества компонентов. Например, скорость развития резистентности к 2-компонентному эндотоксину бактерии Bacillus sphaericus и 4-компонентному эндотоксину Bacillus thuringiensis subsp. israelensis различна (Becker, 1997; Nielsen-Leroux et al., 2002). Однако наше предположение не подтвердилось: раса, селектированная аверсектином С, приобрела толерантность к нему, а расы, селектированные авермектинами А1 и А2, оставались чувствительными к ним. Это, вероятно, можно объяснить различными свойствами аверсектина С и его составляющих (Korystov et al., 1999).
Поскольку селектированные расы оказались практически чувствительными к инсектицидам из других классов химических соединений, авермектины могут быть использованы в схемах ротации инсектицидов при борьбе с популяциями комнатных мух, в том числе и резистентных.
Литературные данные о появлении морфологических аномалий при селекции авермектинами отсутствуют. Результаты наших исследований свидетельствуют об отсутствии подобных аномалий у комнатных мух.
ВЫВОДЫ
1. Установлено, что авермектины обладают выраженной инсектицидной активностью для комнатных мух как при топикальном нанесении, так и при кишечном пути поступления в организм.
2. Впервые обнаружено, что при селекции имаго комнатных мух чувствительной расы Cooper авермектинами А1 и А2 и авермектиновым комплексом (аверсектином С) резистентность к этим соединениям развивается крайне медленно: за 18 поколений после 12 селекций авермектином А1 и за 54 поколения после 20 селекций авермектином А2 мухи остались чувствительными к этим соединениям, а за 33 поколения после 15 селекций авермектиновым комплексом (аверсектином С) мухи стали всего лишь толерантными к нему (ПР = 10,4).
3. Экспериментальные расы комнатной мухи, полученные селекцией аверсектином С и авермектинами А1 и А2, не обладают перекрёстной резистентностью к инсектицидам из других классов химических соединений.
4. У рас комнатной мухи, селектированных аверсектином С и авермектином А2, выявлена пониженная жизнеспособность личинок и куколок, выражающаяся в сниженной доле отрождающихся имаго в сравнении с таковой чувствительной расы Cooper.
5. Впервые установлено, что длительная селекция авермектинами не приводит к достоверному увеличению частоты проявления новых морфологических аномалий, отсутствующих в чувствительной расе, у экспериментальных насекомых.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1. Проведённое исследование инсектицидной активности и скорости развития резистентности к авермектиновому комплексу и его компонентам позволяет рекомендовать авермектины в качестве ДВ для инсектицидных средств и включать их в схемы ротации для преодоления резистентности комнатной мухи к веществам из других групп химических соединений.
2. В связи с выраженным кишечным действием авермектинов на комнатных мух рекомендуется использовать для борьбы с этими насекомыми приманки в форме геля на основе аверсектина С (авермектинового комплекса).
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:
1. , Алексеев резистентности популяции членистоногих к авермектинам // Агрохимия. – 2003. – № 11. – С. 73–79.
2. Алексеев резистентности к авермектинам А1 и А2 у лабораторных рас комнатной мухи Musca domestica L. // Задачи современной дезинфектологии и пути их решения: Материалы Всеросс. научн. конф., посвящ. 70-летию НИИ дезинфектологии, 22–24 октября 2003 г. – М.: ИТАР-ТАСС, 2003. – Т. II. – С. 3–4.
3. , Ю., , Ибрагимхалилова лабораторной расы рыжих тараканов Blattella germanica (L.) к инсектицидам // Дезинфекционное дело. – 2005. – № 3. – С. 58–62.
4. О формировании резистентности к авермектинам у членистоногих на примере комнатной мухи // Фитосанитарное оздоровление экосистем: Материалы II Всеросс. съезда по защите растений, СПб., 5–10 декабря 2005. Симпозиум «Резистентность вредных организмов к пестицидам». – СПб., 2005. – С. 4–6.
5. , Рославцева резистентности к авермектинам А1 и А2 на примере комнатной мухи Musca domestica L. (Diptera: Muscidae) // Агрохимия. – 2006. – № 1. – С. 71–76.
6. , Ю., , Алексеев лабораторных культур комнатных мух Musca domestica L. к инсектицидам // Дезинфекционное дело. – 2007. – № 2. – С. 42–47.
7. Алексеев ёстная резистентность к инсектицидам у рас комнатной мухи // Материалы IX съезда Всеросс. научно-практич. об-ва эпидемиологов, микробиологов и паразитологов, 26–27 апреля 2007 г. – М.: Санэпидмедиа, 2007. – Т. 3. – С. 319–320.
8. Алексеев развития резистентности комнатной мухи Musca domestica L. (Diptera, Muscidae) к авермектинам при селекции в лабораторных условиях // Достижения энтомологии на службе агропромышленного комплекса, лесного хозяйства и медицины: Тезисы докл. XIII съезда РЭО, Краснодар, 9–15 сентября 2007 г. – Краснодар, 2007. – С. 8–9.
9. Алексеев резистентности к авермектинам у комнатной мухи, Musca domestica L. (Diptera, Muscidae), при селекции в лабораторных условиях // Актуальные вопросы теории и практики дезинфектологии: Материалы Всеросс. научно-практич. конф., посвящ. 75-летию НИИ дезинфектологии, 22–23 мая 2008 г. – М.: ИПК ИТАР ТАСС, 2008. – С. 6–8.
10. Alekseev M. Avermectin resistance development in the house fly (Diptera: Muscidae) // Proceedings of the 6th ICUP, Budapest, July 13–16, 2008. – Veszprém, Hungary: OOK-Press Kft., 2008. – P. 461.
