Примером генетического механизма защиты сельскохозяйственных растений от вредителей является

Содержание

9.3. ПРИМЕРЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВАРИАНТОВ ГЕНЕТИЧЕСКОГО МЕТОДА
Генетеческие приёмы борьбы с вредителями
Участник Всероссийской олимпиады «Экология 11 класс — Человек и окружающая среда»

9.3. ПРИМЕРЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВАРИАНТОВ ГЕНЕТИЧЕСКОГО МЕТОДА

Классический пример использования генетического метода — борьба со средиземноморской плодовой мухой (Ceratitis capitata Wied.) путем лучевой стерилизации. На Гавайских островах была построена биофабрика, выпускавшая 10 млн мух в неделю при стоимости 1 млн особей 95 долл.

Особенно масштабным было подавление этого вредителя в США, Италии, Испании и других странах в 70-е годы XX в. Например, в 1975 г. около Лос-Анджелеса была искоренена популяция этого вредителя, которая занимала площадь 260 км 2 , путем выпуска 600 млн стерильных особей, выращенных на биофабрике. Следует отметить, что наибольшего успеха добивались, применяя этот метод на хорошо изолированных территориях.

Против яблонной плодожорки (Carpocapsa pomonella L.) генетический метод успешно применяли как на территории бывшего СССР, так и в западных странах. В ВИЗР созданы компьютерные программы для моделирования выпусков яблонной плодожорки (Анисимов, 1995). Моделирование выпуска вредителя позволило выявить рациональные дозы облучения и нормы выпуска стерильных самцов, а также сравнить эффективность таких вариантов генетического метода, как полная и частичная стерилизация, а также использование мутантных линий в трех поколениях насекомых.

Известен опыт выпуска стерильных самцов непарного шелкопряда (Lymantria dispar L.) в природную популяцию насекомых на одном из островов Югославии. При дозе облучения 200 Гр и высоком соотношении стерильных самцов к нормальным удалось получить неплохой эффект в снижении численности фитофага (Maksimovic, 1972). Впоследствии этот метод был апробирован в США и Канаде.

В России и за рубежом показана эффективность генетического метода в подавлении численности фасолевой зерновки (Асап—thoscelides obtectus Say.) в полевых условиях и зернохранилищах при облучении гамма-радиацией.

В США многолетние исследования с хлопковым долгоносиком (Anthonomus grandis Boheman.) показали эффективность генетического метода борьбы с этим насекомым, а использование варианта наследуемой стерильности было успешным в подавлении таких фитофагов, как хлопковый коробочный червь, кукурузный мотылек (Ostrinia nubilalis L.), капустная моль (Plutella xylostella L.). В Чехии вариант наследуемой стерильности предложен для контроля численности мельничной огневки (Ephestia kuehniella L.) (Tothova, Магес, 2001). Использование химической стерилизации самцов хлопковой совки в Азербайджане приводило к снижению численности популяции вредителя в среднем на 50 % (Рагимов, Папиян, 1979).

Сотрудники ВИЗР добились успехов в разработке генетического метода снижения численности весенней капустной мухи (Delia flores L.). Экспериментально обосновано использование сцепленной с мужским полом транслокации (Анисимов, Самойлов, 1985). Показано, что данная транслокация не влияет на жизнеспособность гетерозиготных носителей (самцов). Выпуски таких особей могут привести к замещению самцами этой линии самцов природной популяции и соответственно к снижению репродуктивного потенциала.

Развитие генной инженерии позволяет использовать новые подходы, связанные с выпуском насекомых, несущих в нескольких локусах гены, ответственные за уничтожение самок. Выпуск насекомых, несущих такие аллели, изменяет соотношение полов в природной популяции в пользу самцов. Уменьшение численности самок приводит к снижению численности следующего поколения. В то же время гены, ответственные за уничтожение самок, не элиминируются из популяции, а передаются через самцов следующей генерации.

Использование генетического метода может быть более успешным при его интеграции с другими методами защиты растений. Например, перспективен способ генетической борьбы — стерилизация природных популяций, основанная на совместном применении половых феромонов и химических стерилянтов — производных этиленимина. Так, в Грузии в конце 70-х годов XX в. успешно использован стерилизатор тиотэф совместно с феромоном капустной совки против этого вредителя капусты, а также совместно с соответствующими феромонами против яблонной плодожорки и непарного шелкопряда. Для этого помещали в феромонные ловушки капсулы с феромоном, а их внутреннюю поверхность обрабатывали тиотэфом. При этом концентрация раствора хемосте-рилянта составляла 3. 4 %. Средняя продолжительность пребывания самцов в ловушках на обработанной стерилянтом поверхности варьировала от 8. 12 до 14. 18 мин в зависимости от температуры и влажности воздуха. При размещении 20. 25 ловушек на 1 га поврежденность съемного урожая яблок плодожоркой снижалась на 78. 85 %, а вредоносность непарного шелкопряда в дубовых насаждениях — на 76 %.

Таким образом, экологическая безопасность генетического метода подавления численности вредителей растений определяется его видоспецифичностью. Целесообразна интеграция этого метода с другими методами защиты растений. Дальнейшее развитие автоцидного метода связано с усовершенствованием методов генной инженерии и определяется тесным взаимодействием исследователей в области молекулярной генетики, экологии насекомых и специалистов по защите растений.

Источник

Генетеческие приёмы борьбы с вредителями

Генетические методы относятся к основным элементам интегрированной системы защиты растений, в частности, выпуск стерилизованных особей в их природные популяции позволяет подавлять численность вида. В качестве примеров успешного применения метода отмечается его использование в борьбе с плодовыми мухами (средиземноморской, восточной, дынной, мексиканской, карибской, вишневой и др.). Так, замещение в природной популяции весенней капустной мухи фертильных самцов стерильными снизило численность вида в 5 раз. Норма выпуска составила 100 особей/га, что обеспечило соотношение самцов (облученных-стерильных:природных) 20:1, 25:1. В этом случае сохранялась активность спаривания, но число стерильных яиц, откладываемых самками, достигало 95%. Более того, зарегистрированы факты переноса стерилизующего эффекта от особи к особи внутри самой популяции при спаривании.
Стерилизация, которая представляет основу генетического метода борьбы, проводится двумя путями: либо искусственно с помощью ионизирующих излучений (рентгеновское или гамма-излучение) или химических веществ (хемостерилянтов), либо скрещиванием несовместимых особей популяции, дающих стерильных потомков. Интересно, что среди соединений, вызывающих стерильность, отмечаются гербициды типа триазина.
Стерильность самцов определяется подавлением развития спермы, ее подвижности или нарушениями в хромосомах при сохранении подвижности и способности к оплодотворению (доминантные летальные мутации). Для борьбы с полигамными видами наиболее эффективен последний тип стерилизации, против моногамных — все типы.
При оценке эффективности метода генетической защиты учитывается стерильность, возникающая после обработки, а также стерильность, появляющаяся у потомков. По расчетам ее действие в F1 проявляется более позитивно, чем при 100% первоначальной стерильности, т.к. обработка влияет на жизнеспособность особей и их конкурентность при поиске противоположного пола. Так, при облучении самцов совки дозой, вызывающей 50% стерильность, уже в первом поколении зарегистрирован 90% уровень половой стерильности.
Таким образом, генетический метод достаточно эффективен, безвреден для теплокровных, обладает селективным действием в отношении популяции конкретных видов, которые к тому же не способны приобретать к нему устойчивости. К недостаткам метода можно отнести значительные затраты на искусственное разведение видов, подвергаемых стерилизации. При этом для многих из них методы массового производства в лабораторных условиях еще не отработаны. Кроме того, подавление в природных условиях популяции одного вида не защищает культуру от других. Тем не менее, к настоящему времени успешно реализованы свыше 20 программ по подавлению популяций вредных видов насекомых.
Наиболее часто для лучевой стерилизации используются источники Со60 или Cs137 в гамма-установках. Важнейшим моментом в технологии обработки является определение дозы облучения, не вызывающей летальных мутаций. Обычно она колеблется в пределах 20-50 крад.
Подбор оптимальной дозы необходим и в случае применения для стерилизации химических соединений. Обработка ими природных популяций в местах скопления вида или в искусственных условиях особей, полученных в результате массового разведения, не должна вызывать побочных изменений в организме насекомых, сохраняющих нормальную половую активность. Это позволяет получать стерилизованных самцов с конкурентной способностью не ниже, чем в природных популяциях.
Выбор способа обработки хемостерилянтами зависит от препарата и стадии насекомых. Например, куколок чаще обрабатывают, погружая на определенное время в раствор хемостерилянта, личинок — выкармливая на синтетических средах с добавлением стерилизующих соединений, а поступление их в организм имаго обеспечивается путем непосредственного контакта с препаратом, нанесенным на стенки садка, через конечности и покровы тела.
Уже испытано несколько тысяч синтезированных веществ, обладающих указанными свойствами. Среди них наиболее широкое применение в практике получили тиотеф и бусульфан. В частности, в целях подавления популяции американской белой бабочки ее самцов обрабатывали 1% водным раствором тиотефа, против хлопкового коробочного долгоносика (Anthonomus grandis) с успехом использовали бусульфан. Важно подчеркнуть, что некоторые хемостерилянты, например, тиотеф, применяются в аттрактантных ловушках совместно с феромонами, что позволяет осуществлять стерилизацию самцов вредных видов непосредственно в природной популяции. К недостаткам многих хемостерилянтов следует отнести их токсичность и канцерогенность.
К одним из первых объектов, кроме мух (Ceratitis capitata, Dacus oleae, Rhagoletis cerasi и др.), которые подверглись лучевой стерилизации, можно отнести непарного шелкопряда (Lymantria dispar) и кукурузного мотылька (Ostrinia nubilalis). Установлено, что наилучшие результаты генетический метод дает при сочетании с другими приемами защиты, в частности, с целью снижения исходной численности популяции (химические обработки пестицидами, привлечение энтомопаразитов и др.). В этих случаях ущерб от вредителя, например, яблонной плодожорки (Carpocapsa pomonella) после выпуска стерильных особей (в соотношении 35:1) удается снизить до уровня 0,05%.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Насколько полезным был этот материал?

Оцените по пятибалльной шкале!

Источник

Участник Всероссийской олимпиады «Экология 11 класс — Человек и окружающая среда»

Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец
Образец

Все материалы, опубликованные на сайте «Талант педагога» https://talant-pedagoga.ru , обладают исключительно информационным характером. Они являются интеллектуальной собственностью авторов. Категорически запрещено частичное или полное копирование материалов, опубликованных на страницах интернет-ресурса. Чтобы иметь законную возможность копирования материалов, следует направить в адрес администрации сайта соответствующее письмо.

Доводим до вашего сведения, что точки зрения редакции сайта и авторов материалов не всегда идентичны. Авторы принимают на себя ответственность за весь контент, публикуемый на страницах интернет-ресурса. Полномочия администрации сайта ограничены оказанием технической помощи с отображением содержания страниц и устранением неполадок в работе площадки. Если вы обнаружили на сайте неуникальный контент, просьба сообщить об этом администрации через специальную форму.

Лицензия на образовательную деятельность № 029045 от 28.07.2011 Свидетельство СМИ

Источник