Роль факторов иммунитета картофеля в формировании трофических реакций Henosepilachna vigintioctomaculata Motschulsky, 1858

Авторы

  • Наталия Валериевна Мацишина ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки» https://orcid.org/0000-0002-0165-1716
  • Марина Владимировна Ермак ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки» https://orcid.org/0000-0002-3727-8634
  • Пётр Викторович Фисенко ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки» https://orcid.org/0000-0003-1727-4641
  • Ирина Вячеславовна Ким ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки» https://orcid.org/0000-0002-0656-0645
  • Ольга Абдулалиевна Собко ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки» https://orcid.org/0000-0002-4383-3390
  • Александр Александрович Гисюк ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки» https://orcid.org/0000-0001-6764-997X

DOI:

https://doi.org/10.33910/2686-9519-2023-15-3-623-636

Ключевые слова:

картофельная коровка, нажировочное питание, толщина листовой пластины, трихомы, иммунитет, Приморский край

Аннотация

Сорта с групповой и комплексной устойчивостью к вредным организмам должны характеризоваться иммуногенетическими механизмами. Целью работы стало изучить влияние факторов иммунитета (толщина листовой пластинки, количество трихом) сортов картофеля на пищевые предпочтения и уровень стресса картофельной коровки. Опыты выполнялись на личинках и имаго картофельной коровки Henosepilachna vigintioctomaculata. В ходе исследования имаго картофельной коровки избирали для питания сорта Смак, Казачок и Дачный, Belmonda не избирался для питания. Максимальный вес куколок отмечен на Смаке (54,38 мг) и Юбиляре (41,5 мг), минимальный на Belmonda (12,28 мг). Наибольший уровень стресса демонстрировали личинки, питающиеся на Belmonda, Queen Anne, Lilly, наименьший — на Смаке. В результате исследований установлено, что сорт и его морфогенетическая особенность являются основными сдерживающими факторами при выборе насекомым источника питания и среды обитания.

Библиографические ссылки

ЛИТЕРАТУРА

Вилкова, Н. А. (ред.). (1993) Методические рекомендации по изучению и оценке форм картофеля на устойчивость к колорадскому жуку. М.: ВИЗР, 47 с.

Вилкова, Н. А., Асякин, Б. П., Нефедова, Л. И. и др. (2003) Методы оценки сельскохозяйственных культур на групповую устойчивость к вредителям. СПб.: ВИЗР, 112 с.

Вилкова, Н. А., Шапиро, Н. Д., Шустер, М. М. (сост.). (1987) Методические рекомендации по оценке устойчивости картофеля к колорадскому жуку. М.: ВАСХНИЛ, 31 с.

Дорофеева, М. М., Бонецкая, С. А. (2020) Сравнительный анализ некоторых классических и современных методик определения площади листовой поверхности. Растительные ресурсы, т. 56, № 2, с. 182–192. https://doi.org/10.31857/S0033994620020041

Ермак, М. В., Мацишина, Н. В. (2022) Картофельная коровка Henosepilachna vigintioctomaculata (Motsch.): систематика, морфология и её вредоносность (литературный обзор). Овощи России, № 6, с. 97–103. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2022-6-97-103

Ермак, М. В., Мацишина, Н. В., Фисенко, П. В. (2022) Двадцативосьмипятнистая картофельная коровка Henosepilachna vigintioctomaculata (Motsch.) в Приморском крае: история вредителя (литературный обзор). Овощи России, № 5, с. 94–97. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2022-5-94-97

Злотин, А. З. (1989) Техническая энтомология. Киев: Наукова думка, 183 с.

Иванова, О. В., Фасулати, С. Р. (2015) Устойчивость картофеля к колорадскому жуку и специфика ее структуры у сортов различных групп спелости. Защита и карантин растений, № 6, с. 40–43.

Иванова, О. В., Фасулати, С. Р. (2017) Пищевая специализация насекомых-фитофагов пасленовых растений и устойчивость картофеля к доминантным вредителям. В кн.: С. А. Белокобыльский (ред.). XV Съезд Русского энтомологического общества. Новосибирск: Грамонд, с. 219–220.

Капусткин, Д. В. (2008) Изучение трофических реакций имаго северной популяции колорадского жука Leptinotarsa decemlineata Say на виды и сорта паслёновых растений. Вестник защиты растений, № 2, с. 52–57.

Мацишина, Н. В., Шайбекова, А. С., Богинская, Н. Г. и др. (2019) Предварительная оценка сортов картофеля отечественной и зарубежной селекции на устойчивость к картофельной двадцативосьмиточечной коровке Henosepilachna vigintioctomaculata Motch. в Приморском крае. Овощи России, № 6, с. 116–119. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2019-6-116-119

Мацишина, Н. В., Фисенко, П. В., Ермак, М. В. и др. (2021) Пища как фактор плодовитости, продолжительности развития и изменения морфометрических показателей у Henosepilachna vigintioctomaculata (Motschulsky). Овощи России, № 5, c. 81–88. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2021-5-81-88

Павлюшин, В. А., Вилкова, Н. А., Сухорученко, Г. И., Нефедова, Л. И. (2016) Формирование агроэкосистем и становление сообществ вредных биотрофов. Вестник защиты растений, № 2 (88), с. 5–15.

Ронин, Б. С., Старобинец, Г. М. (1989) Руководство к практическим занятиям по методикам клинических лабораторных исследований. М.: Наука, 312 с.

Чуликова, Н. С., Малюга, А. А. (2014) Влияние сортовых особенностей картофеля на прожорливость колорадского жука. Вестник защиты растений, № 3, с. 50–53.

Шпирная, И. А., Ибрагимов, Р. И., Шевченко, Н. Д. (2006) Протеолитическая активность экстракта личинок колорадского жука. В кн.: Биология — наука XXI века. 10-я Пущинская школа-конференция молодых ученых (Пущино, 17–21 апреля 2006 г). Пущино: ЭксПресс, с. 103.

Ashouri, A., Michaud, D., Cloutier, C. (2001) Unexpected effects of different potato resistance factors to the Colorado potato beetle (Coleoptera: Chryso-melidae) on the potato aphid (Homoptera: Aphididae). Environmental Entomology, vol. 30, pp. 524–532.

Ausubel, F. (2005) Are innate immune signaling pathways in plants and animals conserved? Nature Immunology, vol. 6, pp. 973–979 https://doi.org/10.1038/ni1253

Doughari, J. H. (2015) An overview of plant immunity. Journal of Plant Pathology and Microbiology, vol. 6, no. 11, article 322. https://doi.org/10.4172/2157-7471.1000322

Hammer, Ø., Harper, D. A. T., Ryan, P. D. (2001) PAST: Paleontological statistics software package for education and data analysis. Palaeontologia Electronica, vol. 4, no. 1, article 4.

Hamuel, J. D. (2015) An overview of plant immunity. Journal of Plant Pathology & Microbiology, vol. 6, no. 11, article 322. http://dx.doi.org/10.4172/2157-7471.1000322

Haney, C. H., Urbach, J. M., Ausubel, F. M. (2014) Innate immunity in plants and animals. The Biochemist, vol. 36, no. 5, pp. 40–44. https://doi.org/10.1042/BIO03605040

Hou, S., Yang, Y., Wu, D., Zhang, C. (2011) Plant immunity: evolutionary insights from PBS1, Pto, and RIN4. Plant Signaling and Behavior, vol. 6, no. 6, pp. 794–799. https://doi.org/10.4161/psb.6.6.15143

Ji, L., Yang, X., Qi, F. (2022) Distinct responses to pathogenic and symbionic microorganisms: The role of plant immunity. International Journal of Molecular Sciences, vol. 23, no.18, article 10427. https://doi.org/10.3390/ijms231810427

Jiang, W., Cheng, Q., Lu, C. et al. (2022) Different host plants distinctly influence the adaptability of myzus persicae (Hemiptera: Aphididae). Agriculture, vol. 12, no. 12, article 2162. https://doi.org/10.3390/agriculture12122162

Jones, J. D., Dangl, J. L. (2006) The plant immune system. Nature, vol. 444, pp. 323–329. https://doi.org/10.1038/nature05286

Labandeira, C. C., Prevec, R. (2014) Plant paleopathology and the roles of pathogens and insects. International Journal of Paleopathology, vol. 4, pp. 1–16. https://doi.org/10.1016/j.ijpp.2013.10.002

Matsishina, N. V., Fisenko, P. V., Ermak, M. V. et al. (2022) Traditional selection potato varieties and their resistance to the 28-punctata potato ladybug henosepilachna vigintioctomaculata (Coleoptera: Coccinellidae) in the Southern Russian Far East. Indian Journal of Agricultural Research, vol. 56, no. 4, pp. 456–462. https://doi.org/10.18805/IJARe.AF-694

Metspalu, L., Hiiesaar, K., Kuusik, K. et al. (2000) Host-plant selection by Colorado potato beetle (Leptinotarsa decemlineata Say) between three cultivars of potato (Solanum tuberosum). In: Proceedings of International Conference Development of Friendly Plant Protection in the Baltic Region. Tartu: [s. n.], pp. 132–135.

Murtagh, F., Legendre, P. (2014) Ward’s hierarchical clustering method: Сlustering criterion and agglomerative algorithm. Journal of Classification, vol. 31, no. 3, pp. 274–295. https://doi.org/10.1007/s00357-014-9161-z

Nietupski, M., Ludwiczak, E., Olszewski, J. et al. (2022) Effect of aphid foraging on the intensity of photosynthesis and transpiration of selected crop plants in its early stages of growing. Agronomy, vol. 12, no. 10, article 2370. https://doi.org/10.3390/agronomy12102370

Pelletier, Y., Horgan, F. G., Pompon, J. (2011) Potato resistance to insects. The Americas Journal of Plant Science and Biotechnology, vol. 5, no. 1, pp. 37–52.

Trumble, J. T., Kolodny-Hirsch, D. M., Ting, I. P. (1993) Plant compensation for arthropod herbivory. Annual Review of Entomology, vol. 38, no. 1, pp. 93–119. https://doi.org/10.1146/annurev.en.38.010193.000521

van Dam, N. M., Harvey, J. A., Wäckers, F. L. et al. (2003) Interactions between aboveground and belowground induced responses against phytophages. Basic and Applied Ecology, vol. 4, no. 1, pp. 63–77. https://doi.org/10.1078/1439-1791-00133

Woolery, P. O., Jacobs, D. F. (2011) Photosynthetic assimilation and carbohydrate allocation of quercus rubra seedlings in response to simulated herbivory. Annals of Forest Science, vol. 68, no. 3, pp. 617–624. https://doi.org/10.1007/s13595-011-0064-4

Yarullina, L. G., Akhatova, A. R., Kasimova, R. I. (2016) Hydrolytic enzymes and their proteinaceous inhibitors in regulation of plant–pathogen interactions. Russian Journal of Plant Physiology, vol. 63, no. 2, pp. 193–203. https://doi.org/10.1134/S1021443716020151

Zhou, J.-M., Zhang, Y. (2020) Plant immunity: Danger perception and signaling. Cell, vol. 181, no. 5, pp. 978–989. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.028

Zvereva, E. L., Lanta, V., Kozlov, M. V. (2010) Effects of sap-feeding insect herbivores on growth and reproduction of woody plants: A meta-analysis of experimental studies. Oecologia, vol. 163, no. 4, pp. 949–960. https://doi.org/10.1007/s00442-010-1633-1

REFERENCES

Ashouri, A., Michaud, D., Cloutier, C. (2001) Unexpected effects of different potato resistance factors to the Colorado potato beetle (Coleoptera: Chryso-melidae) on the potato aphid (Homoptera: Aphididae). Environmental Entomology, vol. 30, pp. 524–532. (In English)

Ausubel, F. (2005) Are innate immune signaling pathways in plants and animals conserved? Nature Immunology, vol. 6, pp. 973–979 https://doi.org/10.1038/ni1253 (In English)

Chulikova, N. S., Malyuga, A. A. (2014) Vliyanie sortovykh osobennostej kartofelya na prozhorlivost’ koloradskogo zhuka [Influence of varietal characteristics of potato on the voracity of Colorado potato beetle]. Vestnik zashchity rastenij — Plant Protection News, no. 3, pp. 50–53. (In Russian)

Dorofeeva, M. M., Boneckaya, S. A. (2020) Sravnitel’nyj analiz nekotorykh klassicheskikh i sovremennykh metodik opredeleniya ploshchadi listovoj poverkhnosti [Comparative analysis of some classical and modern techniques for determining leaf surface area]. Rastitel’nye resursy, vol. 56, no. 2, pp. 182–192. https://doi.org/10.31857/S0033994620020041 (In Russian)

Doughari, J. H. (2015) An overview of plant immunity. Journal of Plant Pathology and Microbiology, vol. 6, no. 11, article 322. https://doi.org/10.4172/2157-7471.1000322 (In English)

Ermak, M. V., Matsishina, N. V. (2022) Kartofel’naya korovka Henosepilachna vigintioctomaculata (Motsch.): sistematika, morfologiya i ee vredonosnost’ (literaturnyj obzor) [Potato ladybird Henosepilachna vigintioctomaculata (Motsch.): systematics, morphology and its harmfulness (literature review)]. Ovoshchi Rossii — Vegetable Crops of Russia, no. 6, pp. 97–103. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2022-6-97-103 (In Russian)

Ermak, M. V., Matsishina, N. V., Fisenko, P. V. (2022) Dvadtsativos’mipyatnistaya kartofel’naya korovka Henosepilachna vigintioctomaculata (Motsch.) v Primorskom krae: istoriya vreditelya (literaturnyj obzor) [Twenty-eight-spotted potato ladybird Henosepilachna vigintioctomaculata (Motsch.) in Primorsky Krai: history of the pest (literature review)]. Ovoshchi Rossii — Vegetable Crops of Russia, no. 5, pp. 94-97. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2022-5-94-97 (In Russian)

Hammer, Ø., Harper, D. A. T., Ryan, P. D. (2001) PAST: Paleontological statistics software package for education and data analysis. Palaeontologia Electronica, vol. 4, no. 1, article 4. (In English)

Hamuel, J. D. (2015) An overview of plant immunity. Journal of Plant Pathology & Microbiology, vol. 6, no. 11, article 322. http://dx.doi.org/10.4172/2157-7471.1000322 (In English)

Haney, C. H., Urbach, J. M., Ausubel, F. M. (2014) Innate immunity in plants and animals. The Biochemist, vol. 36, no. 5, pp. 40–44. https://doi.org/10.1042/BIO03605040 (In English)

Hou, S., Yang, Y., Wu, D., Zhang, C. (2011) Plant immunity: evolutionary insights from PBS1, Pto, and RIN4. Plant Signaling and Behavior, vol. 6, no. 6, pp. 794–799. https://doi.org/10.4161/psb.6.6.15143 (In English)

Ivanova, O. V., Fasulati, S. R. (2015) Ustojchivost’ kartofelya k koloradskomu zhuku i spetsifika ee struktury u sortov razlichnykh grupp spelosti [Potato resistance to Colorado potato beetle and specificity of its structure in varieties of different ripeness groups]. Zashchita i karantin rastenij, no. 6, pp. 40–43. (In Russian)

Ivanova, O. V., Fasulati, S. R. (2017) Pishchevaya spetsializatsiya nasekomykh-fitofagov paslenovykh rastenij i ustojchivost’ kartofelya k dominantnym vreditelyam [Food specialization of insect phytophages of solanaceous plants and resistance of potato to dominant pests]. In: S. A. Belokobyl’skij (ed.). XV S’ezd Russkogo entomologicheskogo obshchestva [XV Congress of the Russian Entomological Society]. Novosibirsk: Gramond Publ., pp. 219–220. (In Russian)

Ji, L., Yang, X., Qi, F. (2022) Distinct responses to pathogenic and symbionic microorganisms: The role of plant immunity. International Journal of Molecular Sciences, vol. 23, no.18, article 10427. https://doi.org/10.3390/ijms231810427 (In English)

Jiang, W., Cheng, Q., Lu, C. et al. (2022) Different host plants distinctly influence the adaptability of myzus persicae (Hemiptera: Aphididae). Agriculture, vol. 12, no. 12, article 2162. https://doi.org/10.3390/agriculture12122162 (In English)

Jones, J. D., Dangl, J. L. (2006) The plant immune system. Nature, vol. 444, pp. 323–329. https://doi.org/10.1038/nature05286 (In English)

Kapustkin, D. V. (2008) Izuchenie troficheskikh reaktsij imago severnoj populyatsii koloradskogo zhuka Leptinotarsa decemlineata Say na vidy i sorta paslenovykh rastenij [Study of trophic reactions of adults of the northern population of Colorado potato beetle Leptinotarsa decemlineata Say to species and varieties of nightshade plants]. Vestnik zashchity rastenij — Plant Protection News, no. 2, pp. 52–57. (In Russian)

Labandeira, C. C., Prevec, R. (2014) Plant paleopathology and the roles of pathogens and insects. International Journal of Paleopathology, vol. 4, pp. 1–16. https://doi.org/10.1016/j.ijpp.2013.10.002 (In English)

Matsishina, N. V., Fisenko, P. V., Ermak, M. V. et al. (2021) Pishcha kak faktor plodovitosti, prodolzhitel’nosti razvitiya i izmeneniya morfometricheskikh pokazatelej u Henosepilachna vigintioctomaculata (Motschulsky). Ovoshchi Rossii — Vegetable Crops of Russia, no. 5, pp. 81–88. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2021-5-81-88 (In Russian)

Matsishina, N. V., Fisenko, P. V., Ermak, M. V. et al. (2022) Traditional selection potato varieties and their resistance to the 28-punctata potato ladybug henosepilachna vigintioctomaculata (Coleoptera: Coccinellidae) in the Southern Russian Far East. Indian Journal of Agricultural Research, vol. 56, no. 4, pp. 456–462. https://doi.org/10.18805/IJARe.AF-694 (In English)

Matsishina, N. V., Shajbekova, A. S., Boginskaya, N. G. et al. (2019) Predvaritel’naya otsenka sortov kartofelya otechestvennoj i zarubezhnoj selektsii na ustojchivost’ k kartofel’noj dvadtsativos’mitochechnoj korovke Henosepilachna vigintioctomaculata Motch. v Primorskom krae [Preliminary evaluation of potato varieties of domestic and foreign selection for resistance to the potato twenty-eight-spot ladybird Henosepilachna vigintioctomaculata Motch. in Primorsky Krai]. Ovoshchi Rossii — Vegetable Crops of Russia, no. 6, pp. 116–119. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2019-6-116-119 (In Russian)

Metspalu, L., Hiiesaar, K., Kuusik, K. et al. (2000) Host-plant selection by Colorado potato beetle (Leptinotarsa decemlineata Say) between three cultivars of potato (Solanum tuberosum). In: Proceedings of International Conference Development of Friendly Plant Protection in the Baltic Region. Tartu: [s. n.], pp. 132–135. (In English)

Murtagh, F., Legendre, P. (2014) Ward’s hierarchical clustering method: Сlustering criterion and agglomerative algorithm. Journal of Classification, vol. 31, no. 3, pp. 274–295. https://doi.org/10.1007/s00357-014-9161-z (In English)

Ludwiczak, E., Olszewski, J. et al. (2022) Effect of aphid foraging on the intensity of photosynthesis and transpiration of selected crop plants in its early stages of growing. Agronomy, vol. 12, no. 10, article 2370. https://doi.org/10.3390/agronomy12102370 (In English)

Pavlyushin, V. A., Vilkova, N. A., Sukhoruchenko, G. I., Nefedova, L. I. (2016) Formirovanie agroekosistem i stanovlenie soobshchestv vrednykh biotrofov [Formation of agroecosystems and formation of communities of harmful biotrophs]. Vestnik zashchity rastenij — Plant Protection News, no. 2 (88), pp. 5–15. (In Russian)

Pelletier, Y., Horgan, F. G., Pompon, J. (2011) Potato resistance to insects. The Americas Journal of Plant Science and Biotechnology, vol. 5, no. 1, pp. 37–52. (In English)

Ronin, B. S., Starobinec, G. M. (1989) Rukovodstvo k prakticheskim zanyatiyam po metodikam klinicheskikh laboratornykh issledovanij [Manual for practical classes on methods of clinical laboratory research]. Moscow: Nauka Publ., 312 p. (In Russian)

Shpirnaya, I. A., Ibragimov, R. I., Shevchenko, N. D. (2006) Proteoliticheskaya aktivnost’ ekstrakta lichinok koloradskogo zhuka [Proteolytic activity of Colorado potato beetle larvae extract]. In: Biologiya — nauka XXI veka. 10-ya Pushchinskaya shkola-konferentsiya molodykh uchenykh (Pushchino, 17–21 aprelya 2006 g) [Biology — science of the XXI century. 10th Pushchino School-Conference of Young Scientists (Pushchino, April 17–21, 2006). Pushchino: ExPress Publ., p. 103. (In Russian)

Trumble, J. T., Kolodny-Hirsch, D. M., Ting, I. P. (1993) Plant compensation for arthropod herbivory. Annual Review of Entomology, vol. 38, no. 1, pp. 93–119. https://doi.org/10.1146/annurev.en.38.010193.000521 (In English)

van Dam, N. M., Harvey, J. A., Wäckers, F. L. et al. (2003) Interactions between aboveground and belowground induced responses against phytophages. Basic and Applied Ecology, vol. 4, no. 1, pp. 63–77. https://doi.org/10.1078/1439-1791-00133 (In English)

Vilkova, N. A. (ed.). (1993) Metodicheskie rekomendatsii po izucheniyu i otsenke form kartofelya na ustojchivost’ k koloradskomu zhuku [Methodical recommendations for the study and evaluation of potato forms for resistance to Colorado potato beetle]. Moscow: All-Russian Institute of Plant Protection Publ., 47 p. (In Russian)

Vilkova, N. A., Asyakin, B. P., Nefedova, L. I. et al. (2003) Metody otsenki sel’skokhozyajstvennykh kul’tur na gruppovuyu ustojchivost’ k vreditelyam [Methods of evaluation of agricultural crops for group resistance to pests]. Saint Petersburg: Lenin All-Union Academy of Agricultural Sciences Publ., 112 p. (In Russian)

Vilkova, N. A., Shapiro, N. D., Shuster, M. M. (comp.). (1987) Metodicheskie rekomendatsii po otsenke ustojchivosti kartofelya k koloradskomu zhuku [Methodical recommendations on assessment of potato resistance to Colorado potato beetle]. Moscow: Lenin All-Union Academy of Agricultural Sciences Publ., 31 p. (In Russian)

Woolery, P. O., Jacobs, D. F. (2011) Photosynthetic assimilation and carbohydrate allocation of quercus rubra seedlings in response to simulated herbivory. Annals of Forest Science, vol. 68, no. 3, pp. 617–624. https://doi.org/10.1007/s13595-011-0064-4 (In English)

Yarullina, L. G., Akhatova, A. R., Kasimova, R. I. (2016) Hydrolytic enzymes and their proteinaceous inhibitors in regulation of plant–pathogen interactions. Russian Journal of Plant Physiology, vol. 63, no. 2, pp. 193–203. https://doi.org/10.1134/S1021443716020151 (In English)

Zhou, J.-M., Zhang, Y. (2020) Plant immunity: Danger perception and signaling. Cell, vol. 181, no. 5, pp. 978–989. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.028 (In English)

Zlotin, A. Z. (1989) Tekhnicheskaya entomologiya [Technical Entomology]. Kiev: Naukova Dumka Publ., 183 p. (In Russian)

Zvereva, E. L., Lanta, V., Kozlov, M. V. (2010) Effects of sap-feeding insect herbivores on growth and reproduction of woody plants: A meta-analysis of experimental studies. Oecologia, vol. 163, no. 4, pp. 949–960. https://doi.org/10.1007/s00442-010-1633-1 (In English)

Загрузки

Опубликован

21.09.2023

Выпуск

Раздел

Статьи