Микробоценоз черемуховой тли (Rhopalosiphum padi L. ) в Саратовской области

III. ЭКОЛОГИЯ

МИКРОБОЦЕНОЗ ЧЕРЕМУХОВОЙ ТЛИ (RHOPALOSIPHUM PADIL.) В САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

А.М. Петерсон, Е.В. Глинская, Н.Ф. Пермякова

Саратовский государственный университет

Тли (Aphididae) - семейство насекомых отряда равнокрылых (Homoptera), представители которого широко распространены по всему миру (Шапошников, 1964). В лесостепной зоне России значительный экономический ущерб наносит черемуховая тля. Данный вредитель является мигрирующим видом, развитие которого происходит как на черемухе, так и на злаковых культурах (Мамонтова, 1953).

Тли питаются исключительно соками растений. Жить на этой скудной диете им позволяет удачный симбиоз с бактериями, которые синтезируют для них аминокислоты, витамины и другие вещества. Более того, как показывают последние исследования, генетические особенности симбионтов могут сильнейшим образом сказываться на жизнеспособности и экологических характеристиках всего симбиотического комплекса (Dunbar et al., 2007). Интерес к изучению микробных сообществ пищеварительного тракта тлей в значительной степени обусловлен их способностью передавать возбудителей болезней растений, в частности фитопатогенных вирусов (Дьяков, 1984). Роль тлей в распространении фитопатогенов бактериальной природы остается мало изученной.

Наша работа была направлена на выявление микробоценоза пищеварительного тракта черемуховой тли с целью выявления потенциальной возможности этих сосущих насекомых переносить различные фитопатогенные бактерии. Работа проводилась в июне 2007 г. Было исследовано 100 бескрылых самок черемуховой тли, собранных с молодых побегов черемухи в черте г. Саратова. Идентификация насекомых проводилась по определителю насекомых (Шапошников, 1964), правильность определения подтверждена профессором кафедры энтомологии Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова Б.С. Якушевым.

Непосредственно перед бактериологическим посевом насекомых усыпляли, обрабатывали в 96 % этаноле в течение 5 мин для уничтожения микроорганизмов, обитающих на внешних покровах тлей, затем дважды промывали в стерильном физиологическом растворе. 10 экземпляров тлей, обработанных таким образом, растирали в ступке с 0.5 мл физиологического раствора. Средняя масса 10 самок тлей составляла 0.005 г, таким образом, получали разведение 10-2. По 0,1 мл полученной суспензии засевали на ГРМ-агар, картофельную среду (КС) и среду ВЧ следующего состава: вытяжка из черемуховых листьев (10 %), яблочный сок (10 %), пептон (1 %), глюкоза (1

%), фруктоза (1 %), неорганические соли NaCl, FeSO4, KNO3, K2HPO4, MgSO4, CaCO3 (по 0.1 %), голодный агар (3 %), рН=8. Последняя среда являлась экспериментальной и была разработана и апробирована нами для выделения микроорганизмов, приспособленных к обитанию в пищеварительном тракте растительноядных насекомых. Посевы инкубировали при температуре 28 °С в течение двух суток. Для идентификации выделенных культур проводили изучение их морфологических, культуральных, биохимических свойств. Видовую принадлежность устанавливали по Определителю бактерий Берджи (1997) и Определителю зоопатогенных микроорганизмов (Сидоров и др., 1995).

В результате проведённых исследований было выявлено обитание в пищеварительном тракте черемуховой тли 17 видов бактерий, принадлежащих к 14 родам (таблица). Лишь 3 рода (Bacillus, Erwinia и Alcaligenes) включали по 2 вида. Остальные роды были представлены единичными видами.

Микробоценоз пищеварительного тракта черемуховой тли

Виды Среды выделения Количественные показатели Встречаемость в пробах, %

Грамположительные споровые палочки: Bacillus factidiosus ВЧ 103 10

B. licheniformis ГРМ-агар, ВЧ 103 - 106 40

Грамположительные неспоровые палочки: Microbacterium arborescens ГРМ-агар 103 10

Pimelobacter simplex КС* 103- 104 10

Грамположительные кокки: Kocuria rosea ГРМ-агар 103 20

Kytococcus sedentarius КС 103 10

Planococcus citreus ВЧ 103 20

Staphylococcus cohnii cohnii КС 103 10

Грамотрицательные палочки: Alcaligenes eutrophus ГРМ-агар 104 10

A. xylosoxydans ГРМ-агар 103 10

Brevundimonas diminuta ВЧ 103 10

Erwinia cacticida КС 103 10

E. psidii КС 104 10

Obessumbacterium proteus ВЧ 103 10

Pseudomonas mendocina ВЧ 105 10

Serratia plymuthica ВЧ 105 10

Vibrio nereis ГРМ-агар 104 10

* Количество колониеобразующих единиц (КОЕ) в 10 особях.

Наиболее часто в пищеварительном тракте черемуховой тли выявлялся Bacillus licheniformis. В 20 % проб были обнаружены Kocuria rosea и Planococcus citreus. Встречаемость остальных видов не превышала 10 %. Количественные показатели видов варьировали от 103 до 106 КОЕ в пробе. Максимальная численность была отмечена для Bacillus licheniformis (106 КОЕ), Pseudomonas mendocina (105 КОЕ) и Serratia plymuthica (105 КОЕ). Таким образом, Bacillus licheniformis являлся не только наиболее распространенным симбионтом, но и видом, имеющим максимальные показатели численности.

Наиболее богатый видовой состав выявлен среди грамотрицательных палочек (9 видов). Грамположительные кокки были представлены в основном аэробными микроорганизмами, относящимися к 3 родам. Среди факультативно-анаэробных кокков нами выделен 1 вид, принадлежащий к роду Staphylococcus. Наименьшее видовое разнообразие отмечено в группах грамположительных споровых палочек (2 вида) и грамположительных неспоровых палочек (2 вида).

Часть штаммов, выделенных на ГРМ-агаре, картофельной среде и среде ВЧ, в дальнейшем не удалось культивировать ни на одной из использованных сред. Вероятно, в организме насекомого эти бактерии использовали продукты метаболизма других симбионтов, и для их культивирования в лабораторных условиях требуются более сложные питательные среды. По морфологии они представляли грамотрицательные палочки (9 штаммов), грамположительные неспоровые палочки (4 штамма), грамположительные кокки (4 штамма). Максимальные количественные показатели (105 - 106 КОЕ) среди неидентифицированых штаммов были характерны для грамотрицательных палочек. Таким образом, можно говорить о явном доминировании данной морфологической группы бактерий в микробоценозе пищеварительного тракта черемуховой тли.

Большинство выделенных видов являются широко распространенными в окружающей среде сапрофитами (Пивоваров, Королик, 2000). Microbacterium arborescens и Serratia p^mu^^ являются характерными обитателями организма насекомых. Особый интерес вызывает выделение из пищеварительного тракта тлей бактерий рода Erwinia (E. psidii, E. cacticida), многие представители которого являются возбудителями болезней растений (Пересыпкин и др., 1991).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Дьяков Ю.Т. Фитопатогенные вирусы. М., 1984. 178 с.

Мамонтова В.А. Тли сельскохозяйственных культур правобережной лесостепи УССР // Тр. института зоологии АН УССР. Киев, 1953. С. 62-63.

Определитель бактерий Берджи. В 2 т. / Под ред. Дж. Хоулта и др. М., 1997. Т. 1.

432 с.

Определитель бактерий Берджи. В 2 т. / Под ред. Дж. Хоулта и др. М., Т. 2. 1997.

368 с.

Пересыпкин В.Ф., Кирик Н.Н., Лесовой М.П. Болезни сельскохозяйственных культур. Киев, 1991. Т. 3. 206 с.

Пивоваров Ю.П., Королик В.В. Санитарно-значимые микроорганизмы. М., 2000. 268 с.

Сидоров М.А., Скородумов Д.И., Федотов В.Б. Определитель зоопатогенных микроорганизмов. М., 1995. 319 с.

Шапошников Г.Х. Подотряд Aphidinea - тли // Определитель насекомых Европейской части СССР. М.; Л., 1964. Т. 1. С. 489-616.

Dunbar H.E., Wilson A.C., Ferguson N.R., Moran N.A. Aphid Thermal Tolerance Is Governed by a Point Mutation in Bacterial Symbionts // PLoS Biol. 2007. № 5. P. 96.

MICROBIAL ECOLOGICAL SYSTEMS OF RHOPALOSIPHUM PADI L.

IN SARATOV PROVINCE

A.M. Peterson, E.V. Glinskay, N.F. Permyakova

Saratov State University

Microbial ecological systems of Rhopalosiphum padi L. digestive tract in territory of the Saratov region were studied. 17 bacteria species belonging to 14 genera was revealed. Erwinia species causing plants diseases was among them.

РЕАКЦИЯ РАЗЛИЧНЫХ ГЕННЫХ УЧАСТКОВ ХИРОНОМИД (DIPTERA) НА ДЕЙСТВИЕ АТРОПИНА

И.А. Федорова, Н.В. Полуконова

Саратовский государственный медицинский университет

Взаимодействие клетки со средой - одна из актуальных проблем современной клеточной биологии. В реакции на воздействие клетка выступает как целостная система, хотя различные ее компоненты могут реагировать на это воздействие по-разному. С этой точки зрения важно знать реакцию наследственного аппарата клетки, ее генома, показателем воздействия на который является транскрипционная активность интерфазных хромосом. Удобным модельным объектом для исследования транскрипционной активности хромосом эукариот служат политенные хромосомы (ПХ) личинок двукрылых насекомых (Diptera). Находясь в интерфазном периоде клеточного цикла, ПХ всегда активны, что позволяет достоверно оценить изменения работы генов.

Фармакологической особенностью атропина служит его способность блокировать м-холинорецепторы (Михельсон, Зеймаль, 1970; Машковский, 1988; Крылов и др., 1999). Введение атропина в организм сопровождается уменьшением секреции слюнных и других желез. Важной особенностью жизнедеятельности личинок Chironomus plumosus является активная продукция клетками слюнных желез белкового секрета, служащего для строительства домиков, что позволяет анализировать действие этого холинотропного препарата не только на активность специфических участков