ВИЗР - ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ - Лаборатория сельскохозяйственной энтомологии

Главная > Об институте > Научные подразделения > Лаборатория сельскохозяйственной энтомологии

Лаборатория сельскохозяйственной энтомологии

Руководитель - Фролов Андрей Николаевич,

профессор, доктор биологических наук,

e-mail: entomology@vizr.spb.ru

История лабратории

Сотрудники лаборатории - CV, контактные данные, основные публикации

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Основные направления научных исследований:

Биология, экология, поведение, физиология, генетика опасных и особо опасных вредных членистоногих
Области распространения, зоны вредоносности опасных и особо опасных вредителей, мониторинг их численности и популяционной структуры
Поддержание и пополнение энтомологических коллекций.
Взаимоотношения в двучленной («растение – вредитель») и трехчленной системе тритрофа: «растение-вредитель-энтомофаг/энтомопатоген»
Иммунологические механизмы, ответственные за снижение вредоносности и биотического потенциала насекомых-фитофагов, и их маркеры
Изучение селекционного, коллекционного материала, районированных и перспективных сортов с целью выявления источников с групповой и комплексной устойчивостью; создание моделей сортов с групповой и комплексной устойчивостью
Биологические активные соединения и их применение для управления поведением насекомых

Основные объекты научных исследований:

вредная черепашка Eurygaster integriceps Puton
колорадский жук Leptinotarsa decemlineata Say
луговой мотылёк Loxostege sticticalis L.,
кукурузный мотылёк Ostrinianubilalis Hbn.,
хлопковая совка Helicoverpa armigera Hbn.,
злаковые тли и др. виды

Исследования на договорной основе:

фитосанитарное обследование сельскохозяйственных угодий;
идентификация вредных членистоногих полевых культур;
оценка устойчивости сельскохозяйственных культур к вредителям;
подбор оптимальных сортов сельскохозяйственных культур для выращивания по экологически малоопасным технологиям;
консультативная помощь по вопросам вредоносности фитофагов и мерам борьбы с вредителями на различных сельскохозяйственных культурах.

Текущие проекты:

РФФИ № 19-016-00180 «Инфекционные заболевания в производственных культурах кормовых насекомых: диагностика, профилактика и лечение». Руководитель – Токарев Ю.С. На примере насекомоядных позвоночных будет изучена возможность использования гусениц лугового мотылька в качестве кормового насекомого и степень предпочитаемости в сравнении с другими кормовыми насекомыми; будет протестирована восприимчивость лугового мотылька к основным патогенам, инфицирующим насекомых на производстве.

РФФИ № 19-016-00128 «Популяционная изменчивость репродуктивного поведения кукурузного мотылька Ostrinia nubilalis Hbn. (Lepidoptera: Crambidae) и эффективность феромониторинга». Руководитель – Фролов А.Н. Выявление активности феромонных компонентов и семиохемиков растительного происхождения с помощью электроантеннографии и анализа поведения в условиях ветрового туннеля. Проведение полевых испытаний ловушек, снабженных диспенсерами с половыми аттрактантами, семиохемиками растительного происхождения, их комбинациями, а также светодиодными излучателями. Изучение популяционно-генетических характеристик кукурузного мотылька из новых и стародавних очагов размножения на кукурузе с использованием локуса pgFAR.

РФФИ № 18-08-00828 «Изучение протеолитических ферментов клопа вредная черепашка, вызывающих деградацию клейковины зерна пшеницы, и создание их специфичных ингибиторов». Руководитель – Конарев А.В. Отработка экспрессии протеазы клопа в клетках насекомого и анализ ее активности. Конструирование ингибиторов протеаз вредной черепашки на основе пептидов и специфичных антител.

РФФИ № 18-316-00082 мол_а «Влияние трофического режима энтомопатогенного гриба Beauveria bassiana на его взаимоотношения с насекомыми-фитофагами».Руководитель – Конончук А.Г. Основная цель проекта - изучить, как смена трофического режима энтомопатогенного гриба Beauveria bassiana сказывается на его взаимодействии с насекомыми-фитофагами. В ходе исследований планируется выполнение следующих задач: а) изучить способность B. bassiana сохраняться в почве; б) исследовать механизмы колонизации модельных растений при различных схемах внесения (обработка семян, вегетирующих растений и почвы) B. bassiana; в) оценить уровень персистирования интродуцированных штаммов B. bassiana в модельных условиях полевого мелкоделяночного эксперимента; г) проследить за изменениями вирулентности по отношению к насекомым в зависимости от трофического режима гриба.

РНФ 20-66-46009 «Взаимоотношения микроспоридий с другими эндоцитобионтами и энтомофагами чешуекрылых насекомых на организменном и популяционном уровне». Рук. Токарев Ю.С. Тестирование восприимчивости насекомых к микроспоридиям

РНФ 20-66-47010 «Эколого-генетические основы скрининга биоресурсов насекомых и клещей для биологического контроля вредителей». Рук. Белякова Н.А. Выявление симбиотических микроорганизмов (внутриклеточные бактерии, микроспоридии) у насекомых и клещей из коллекции ВИЗР, а также у видов, введенных в культуру в ходе выполнения проекта.

Генотипирование насекомых и клещей, содержащихся в биоресурсной коллекции ВИЗР, а также новых энтомоакарифагов, введенных в культуру в ходе выполнения проекта.

ДОСТИЖЕНИЯ ПОСЛЕДНИХ ЛЕТ

Научные результаты:

Сделан вывод о ведущей роли механизмов биоценотической регуляции в динамике численности ряда опасных вредителей сельскохозяйственных культур, таких как вредная черепашка, кукурузный мотылек и др. виды; соответственно, фитосанитарные прогнозы, чтобы отвечать требованиям сходимости, достоверности, качества и точности, должны учитывать эффекты биотических механизмов, причем не столько в качестве уточняющего или корректирующего, сколько ключевого фактора.
Разработаны новые модификации субстратных реплик, позволяющих выявлять протеиназы клопов после изофокусирования (ИЭФ) белков поврежденного зерна или слюнных желез, основанные на использовании фракции спирторастворимых белков зерна, очищенной криоосаждением, в качестве субстрата;
Проведена расшифровка нуклеотидных последовательностей облигатных паразитов – микроспоридий, в т.ч. представителей родов Tubulinosema,Nosema, Endoreticulatus, Vairimorpha, выявленных в разные годы в луговом мотыльке. В результате сконструированы праймеры, позволяющие диагностировать представителей четырёх родов микроспоридий, заражающих лугового мотылька на территории России. На базе собственных и литературных материалов, а также информации, поступающей из Российского сельскохозяйственного центра МСХ РФ ежегодно составляются аналитические справки о текущем состоянии лугового мотылька и угрозе его для сельского хозяйства России. Сделан вывод, что численность вредителя и занимаемые им площади в 2015 г. значительно сократились по сравнению с предыдущими годами, в связи с чем луговой мотылёк в ближайшее время не будет представлять опасности для сельского хозяйства РФ.
В рамках изучения эколого-генетической структуры популяций вредных насекомых выполнен фенетический анализ вредной черепашки, собранной с разных сортов озимой и яровой пшеницы на Северном Кавказе и в Алтайском крае. Результатом работ стало обнаружение устойчивых различий в фенотипической структуре насекомых, вызванных применеиием инсектицидов против вредителя. Исследованиями 2015 г. подтверждён факт устойчивой акклиматизации колорадского жука на Северо-Западе РФ, в том числе в Ленинградской области. Северный экотип колорадского жука остаётся слабо адаптированным к овощным пасленовым культурам, практически не возделываемых в открытом грунте в условиях Северо-Западного региона РФ – томату и баклажану. Проведённые наблюдения дают основание предполагать наличие определённой связи между пигментацией яиц и характеристиками пищевой специализации жука. На примере черёмухово-злаковой тли изучали особенности изменения фенооблика популяции в связи с переходом в состояние депрессии развития. Показано, что в популяции вредителя на Северо-Западе России имеются клоны, способные к длительной анолоциклии, что при благоприятных погодных условиях может изменить статус тли как вредителя.
Проведён анализ полиморфизма кукурузного мотылька Ostrinia nubilalis и степени дивергенции с видом-двойником O. scapulalis по локусу митохондриальной цитохромокси-дазы COI и выявлено 18 различных молекулярных гаплотипов, отличающихся единичными нуклеотидными заменами. Показано сходство обоих видов по мажорным гаплотипам, что подтверждает очень высокий уровень родства таксонов, однако благодаря наличию 15-20 % видоспецифичных гаплотипов появляется возможность дифференцировать выборки насекомых по видовой принадлежности. По результатам периодических учётов плотностей и возрастных смертностей кукурузного мотылька в Краснодарском крае составлены таблицы выживаемости, учитывающие эффекты смертности яиц, гусениц младших и старших возрастов, а также диапаузирующих особей, куколок, соотношение полов у имаго. Частная автокорреляционная функция отклонений от средних нормализованных плотностей кукурузного мотылька свидетельствует, что наряду с положительной связью между последовательными оценками плотностей, выявляется негативный регулирующий эффект, действующий с запаздыванием. Доказана тесная корреляция количества отловленных в феромонные ловушки самцов и плотности яйцекладок вредителя на растениях, что имеет важное значение для разработки уточнённой модели прогноза вредителя.
В рамках изучения консортных взаимодействий было установлено, что видовой состав консументов первого порядка на испытываемых сортах капусты, выращиваемых безрассадным способом как в первый (фаза 5-6 листьев- розетки листьев), так и во второй период (фаза розетки листьев - массовое формирование кочана) ограничивается двумя видами фитофагов - капустной молью и репной белянкой. Весенняя капустная муха и крестоцветные блошки на безрассадной капусте имеют меньшее хозяйственное значение в сравнении с рассадной капустой. Изучение взаимоотношений в системе «огурец – паутинный клещ – хищная галлица Feltiella acarisuga» показало, что характер информационных связей хищника с жертвой в системе определяется генотипом огурца и морфофизиологическим состоянием растений. Деятельность хищника, снижающего плотность вредителя, способствует повышению эффективности иммунологической системы растения, а эффект иммуногенетических механизмов самозащиты, ограничивающих рост численности фитофага, способствует повышению результативности действия акарифага.
Проводятся работы по поиску биологически активных веществ грибного и растительного происхождения как прототипов новых препаратов для защиты растений от вредных организмов. Показано что выделяемые грибами р. Fusarium деоксиниваленол и зеараленон уже в дозировке 0,5 мг/мл по ПДК достоверно снижают репродуктивный потенциал самок амбарного долгоносика. Особый интерес представляет токсин энтомопатогенного гриба Lecanicillium muscarium, обладающий одновременно контактной инсектицидной активностью, так и аттрактивной активностью на вредителя.
В рамках реализации работ по фаунистикотаксономическому анализу энтомологических объектов, потенциально пригодных для использования в биоиндикации, были получены новые сведения по фауне и систематике Diptera и Coleoptera, описаны 1 новый род и 39 новых вида, для 6 видов даны переописания.

Международное сотрудничество:

Совместно с Ротамстедской исследовательской станцией (Великобритания, Research and Collaboration Agreement contract no. 06283) проводятся исследования ингибиторов фер-ментов вредной черепашки. Исследования по мониторингу и защите растений от лугового мотылька ведутся с Институтом защиты растений, г. Пекин (Китай), а в области монито-ринга кукурузного мотылька – с РУП «Институт защиты растений» (Беларусь). Исследования по БАВ выполняются в соответствии с Протоколом об установлении прямых научно-технических связей между ГНУ ВИЗР (Россия) и Исследовательским институтом растениеводства (Чешская Республика) 2013-2018 гг. (4 марта 2013 г). В рамках изучения насекомых рода Ostriniaподдерживаются научные связи со специалистами из Centre de Biologie et de Gestion des Populations и Le Laboratoire Dynamique de la biodiversit? (Франция).

Патенты и авторские свидетельства:

АС № 869704 «Способ определения устойчивости злаков к насекомым, повреждающим зерно»; АС № 487627 «Способ определения повреждённости зерна и муки пшеницы вредителями»; АС № 405500 «Способ определения устойчивости кукурузы к стеблевому мотыльку»; АС № 1434571 «Способ определения устойчивости кукурузы к грызущим вредителям»; АС № 1496706 «Способ определения устойчивости пшеницы к вредной черепашке»; АС № 1299550 «Способ определения устойчивости растений капусты к капустным мухам»; АС № 1471999 «Способ сортовой идентификации пшеницы»; АС № 1611280 «Способ определения устойчивости кукурузы к вредителям»; АС № 298886 «Способ определения устойчивости злаков к вредной черепашке»; АС № 336004 «Способ определения устойчивости злаков к вредной черепашке»; АС № 1404034 «Способ определения устойчивости капусты к капустной тле»; АС № 1500215 «Способ оценки скороспелости генотипов кукурузы»; АС № 1648979 «Способ идентификации ингибиторов гидролаз»; АС № 1558348 «Способ определения устойчивости ячменя к Oscinella pusilla Meig.»; АС № 1789124 «Способ оценки устойчивости риса к прибрежной мухе»; АС № 164731 «Способ диагностики физиологической устойчивости кукурузы к шведской мухе»; патент № 2278502 «Способ диагностики повреждённости зерна пшеницы сосущими вредителями»; патент № 2151496 «Способ определения устойчивости растений огурца к тепличной белокрылке и паутинному клещу»; патент № 2137355 «Способ оценки устойчивости растений огурца к паутинному клещу»; патент № 2283588 «Способ биологической защиты тепличных культур от тлей».

ОСНАЩЕНИЕ

Оборудование:

Лаборатория оснащена современным оборудованием для культивирования насекомых (фототермокамеры); молекулярной биологии (амплификаторы, электрофоретическое оборудование, трансиллюминаторы и т.п.). Помимо приборов общего назначения (средне- и высокоскоростные центрифуги с охлаждением; холодильные и морозильные камеры, низкотемпературная морозильная камера; электронные весы, магнитные мешалки, вортексы, автоматические дозаторы) в арсенале лаборатории имеются:

Бинокуляр STEMI 5600 (Carl Zeiss) с фотокамерой, световые микроскопы ЛОМО;
Термоциклеры MyCycler (Bio-Rad), Терцик (ДНК-технологии);
Системы документирования гелей (Vilbert Lourmat)
Ламинары Lamsystems
Ультрафиолетовая камера BioLink
Светоловушка - ультрафиолетовая лампа высокого напряжения (high voltage black light trap, TY-08)

Основные методы: