Επίδραση της θερμοκρασίας και της τοξίνης Cry1Ab του Bacillus thuringiensis στην βιολογία των Ostrinia nubilalis (Lepidoptera: Cambidae) και Sesamia nonagrioides (Lepidoptera: Noctuidae)
Authors: Ανδρεάδης Στέφανος 
Published: January 2014

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή μελετήθηκαν ορισμένα στοιχεία της βιολογίας των δύο κυριότερων και πιο επιβλαβών Λεπιδόπτερων εντομών της καλλιέργειας του καλαμποκιού του Ostrinia nubilalis (Hubner) (Lepidoptera Crambidae) και Sesamia nonagrioides Lefebvre (Lepidoptera Noctuidae) σε σχέση με τη θερμοκρασία και την τοξίνη Cry1Ab του Bacillus thuringiensis Berliner. Συγκεκριμένα μελετήθηκε η πιθανότητα εύρεσης γονίδιων ανθεκτικότητας του S. nonagrioides στην τοξίνη Cry1Ab του B. Thuringiensis. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν 3 διαφορετικοί πληθυσμοί αγρού του S. nonagrioides (Θεσσαλονίκη, Λάρισα και Σέρρες). Η αναμενόμενη συχνότητα γονιδίων ανθεκτικότητας E[PR] ήταν 7.8 x 10⁻³, 14.7 x 10⁻³ και 7.8 x 10⁻³ για τους πληθυσμούς από τη Θεσσαλονίκη, τη Λάρισα και τις Σέρρες αντίστοιχα. Τα αποτελέσματα μας δείχνουν ότι η πιθανότητα εύρεσης γονιδίων ανθεκτικότητας του εντόμου S. nonagrioides στην τοξίνη Cry1Ab είναι μικρή έτσι ώστε τελικά η στρατηγική της «υψηλής δόσης-καταφυγίου» να μπορεί να εφαρμοστεί με επιτυχία σε ένα πρόγραμμα διαχείρισης ανθεκτικότητας σε γενετικά τροποποιημένη καλλιέργεια καλαμποκιού που εκφράζει την τοξίνη Cry1Ab του Β. thuringiensis. Επίσης μελετήθηκε η επίδραση της τοξίνης Cry1Ab του Β. thuringiensis στην επιβίωση των προνυμφών του Ο. nubilalis και του S. Nonagrioides. Τόσο στο Ο. nubilalis όσο και στο S. nonagrioides δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των διαφορετικών πληθυσμών ως προς την ευαισθησία τους στην τοξίνη Cry1Ab του Β. thuringiensis. Επιπλέον μελετήθηκε και η ανάπτυξη των προνυμφών του Ο. nubilalis σε διάφορες συγκεντρώσεις της τοξίνης Cry1Ab του Β. thuringiensis. Από τα αποτελέσματα προκύπτει ότι υπάρχει σημαντική διαφορά στην ανάπτυξη των προνυμφών όταν αυτές εκτεθούν σε διάφορες συγκεντρώσεις της τοξίνης Cry1Ab του Β. thuringiensis και στους δύο πληθυσμούς. Όσο αυξάνεται η συγκέντρωση της τοξίνης τόσο επιβραδύνεται η ανάπτυξη των προνυμφών. Η αντοχή του Ο. nubilalis σε βραχείας διάρκειας έκθεση σε υψηλές θερμοκρασίες μελετήθηκε εργαστηριακά. Τα πιο ανθεκτικά στάδια ήταν αυτά του ενήλικου και της νύμφης. Σε καμία από τις παραπάνω μεταχειρίσεις δεν παρατηρήθηκε σημαντική διάφορα μεταξύ αρσενικών και θηλυκών ατόμων. Το πιο ευαίσθητο στάδιο ήταν αυτό του αβγού. Όσον άφορα στη μελέτη της ευαισθησίας προνυμφών του Ο. nubilalis στην τοξίνη Cry1Ab του Β. thuringiensis που προήλθαν από ενήλικα που δέχθηκαν την επίδραση υψηλών θερμοκρασιών αύξηση της θερμοκρασίας έκθεσης των ενήλικων πέραν τους 43°C είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση της ευαισθησίας των προνυμφών που προέκυψαν από τα ενήλικα αυτά στην τοξίνη Cry1Ab του Β. thuringiensis. Η επίδραση της ηλικίας των προνυμφών του Ο. nubilalis στην αντοχή στο ψύχος και τη συσσώρευση των κρυοπροστατευτικών ουσιών εξετάσθηκε με μια σειρά πειραμάτων. Οι 7 ημερών μη διαπαύουσες προνύμφες 5ης ηλικίας ήταν περισσότερο ανθεκτικές στο ψύχος σε σύγκριση με τις μικρότερης ηλικίας μη διαπαύουσες προνύμφες. Αντίθετα στις διαπαύουσες προνύμφες η ηλικία δεν παίζει σημαντικό ρόλο. Ωστόσο η ηλικία των διαπαυουσών προνυμφών φαίνεται να επηρεάζει σημαντικά την ικανότητα συσσώρευσης της γλυκερόλης καθώς διαπαύουσες προνύμφες ηλικίας 45 ήμερων παρουσίασαν κατά 2.7 φορές μεγαλύτερη συγκέντρωση γλυκερόλης έναντι των διαπαυουσών προνυμφών ηλικίας 90 ημερών. Επιπλέον οι διαπαύουσες προνύμφες είχαν 5-13 φορές υψηλότερη συγκέντρωση γλυκερόλης σε σύγκριση με τις μη διαπαύουσες προνύμφες. Τέλος μελετήθηκε η αντοχή σε χαμηλές θερμοκρασίες του S. nonagrioides. Από τα αποτελέσματα προκύπτει ότι το S. nonagrioides όχι μόνο εμφανίζει μικρή σχετική ικανότητα υπέρψυξης αλλά παράλληλα δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ διαπαυουσών και μη διαπαυουσών προνυμφών. Όσον αφορά στο ρόλο των κρυοπροστατευτικών ουσιών αν και σε γενικές γραμμές δεν παρατηρήθηκε συσσώρευση μεγάλων ποσοτήτων κρυοπροστατευτικών ουσιών εντούτοις βρέθηκε η συσσώρευση της γλυκερόλης να σχετίζεται άμεσα με τη διάπαυση σε αντίθεση με την συσσώρευση της τρεχαλόζης η οποία σχετίζεται περισσότερο με την έκθεση σε χαμηλές θερμοκρασίες μεγαλύτερες από τους 0°C.