doi: 10.15389/agrobiology.2019.1.110rus
УДК 632.937:632.937.33:575.21
Исследования выполнены согласно Государственному заданию
№ 075-00376-19-00 Министерства науки и высшего образования РФ
в рамках НИР по теме № 0686-2019-0009.
БИОЛОГИЯ, ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ И ГЕНОТИПИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА
ПОПУЛЯЦИЙ ХИЩНОГО КЛОПА Perillus bioculatus Fabr. (Heteroptera,
Pentatomidae) В КРАСНОДАРСКОМ КРАЕ
В.Я. ИСМАИЛОВ1, И.С. АГАСЬЕВА1, В.И. КИЛЬ2, Е.В. ФЕДОРЕНКО1,
М.В. НЕФЕДОВА1, Е.Н. БЕСЕДИНА1
Хищный клоп Perillus bioculatus Fabr. (1775) — представитель семейства Pentatomidae. Наиболее предпочтительным пищевым объектом этого хищника считались яйцекладки колорадского жука, и это ограничение рассматривалось как главное препятствие для акклиматизации периллюса на новых территориях. Наше исследование показало, что акклиматизировавшийся запоследние 10 лет на юге России хищник питается не только всеми наземными стадиями колорадского жука, но и личинками, жуками амброзиевого листоеда Zygogramma suturalis Fabr., гусеницами амброзиевой совки Tarachidia candefacta Hübn. (Noctuidae: Lepidoptera) и другими видами насекомых. В условиях Краснодарского края периллюс развивается в трех генерациях и представлен тремя феноформами — c красно-черной, оранжево-черной и бело-черной окраской щитка. На численность P. bioculatus в основном влияет наличие достаточной кормовой базы, также размер популяции хищника ограничивают энтомофаги — паразиты-яйцееды рода Trissolcus (Hymenoptera: Scelionidae) и мухи-фазии (Diptera: Tachinidae). Мы провели генетический анализ признака «окраска щитка» у имаго клопа периллюса, использовав семь комбинаций скрещиваний (в том числе выполнив реципрокные скрещивания) между красными, оранжевыми (или желтыми) и белыми родительскими формами. Установлено, что во всех комбинациях, включая скрещивание белых особей с белыми, насекомые в потомстве имели только красные и оранжевые щитки в соотношении 1:1 (как в F1, так и в F2). PCR-анализ ДНК клопов P. bioculatus в потомстве F2 от скрещивания насекомых разных феноформ выявил неодинаковую частоту некоторых RAPD (random amplification of polymorphic DNA)-маркеров у клопов одинаковых феноформ в F2, то есть их генетические различия. Полученные данные свидетельствуют о неменделевском характере наследования признака «окраска щитка» у клопа периллюса, что дополнительно вызывает интерес к более детальному генетическому анализу этого признака и его изменчивости в зависимости от условий внешней среды. На основании результатов RAPD- и ISSR (inter simple sequence repeat)-PCR анализа мы оценили изменчивость молекулярно-генетической структуры географических популяций периллюса из разных зон Краснодарского края. Статистически значимые различия (p = 0,05) выявлены между популяциями почти со всеми праймерами. Старо-Нижестеблиевская популяция оказалась близка по структуре к краснодарской, тогда как ее генетическое сходство с популяцией из села Молдовановское было низким, что согласуется с их географическим положением и свидетельствует о наличии географической изменчивости генетической структуры P. bioculatus. Выполненные нами исследования подтверждают пластичность вида, что дает основание для продолжения его акклиматизации на территориях современного ареала колорадского жука.
Ключевые слова: хищные клопы, Perillus bioculatus Fabr., адвентивный вид, натурализация, PCR-анализ, генетическое сходство, колорадский жук, энтомофаги, биоконтроль.
V.Ya. Ismailov1, I.S. Agas’eva1, V.I. Kil2, E.V. Fedorenko1,
M.V. Nefedova1,
E.N. Besedina1
Perillus bioculatus Fabr. (1775) is a predatory bug in the family Pentatomidae, a prospective North American entomophage of the Colorado potato beetle. Earlier, Colorado potato beetle eggs were deemed the most preferable for the predator feeding and the main obstacle for perillus acclimatization on new territories. However, in monitoring perillus populations that have acclimatized in several areas of Krasnodar region for the last decade, we revealed the predators’ feeding on ragweed leaf beetle (Zygogramma suturalis Fabr.) larvae and ragweed cutworm Tarachidia candefacta Hübn. (Noctuidae: Lepidoptera) caterpillars and also on all growth stages of Colorado potato beetle and other insects. In Krasnodar Krai perillus can give annually three generations and is present in three phenoforms, with red-black, orange-black and white-black scutellum. The abundance of P. bioculatus is influenced by feeding conditions and by other entomophages, e.g. egg-eaters of genus Trissolcus (Hymenoptera: Scelionidae) and tachina flies (Diptera: Tachinidae). Analysis of scutellum color inheritance in seven different crosses, including reciprocal ones, between red, orange (or yellow) and white parents showed that the F1 and F2 progeny from all combinations, including white individuals crossed with each other, have only red and orange shield (1:1). PCR analysis of P. bioculatus bugs in F2 from crossing insects of different phenoforms revealed that the bugs with the same phenoform in F2 are genetically different from each other for the frequency of certain RAPD markers. These data indicate non-Mendelian inheritance of scutellum coloration trait in perillus that additionally attract attention to the point. RAPD (random amplification of polymorphic DNA)- and ISSR(inter simple sequence repeat)-PCR analysis detected intra- and inter-population variation of the predatory bugs molecular genetic structure from different zones of the Krasnodar Krai. PCR analysis with almost all used specific primers revealed statistically significant differences (p = 0.05) in molecular genetic structure and DNA polymorphism for the populations studied. Geographic populations from the village of Staro-Nizhesteblievskaya and the city of Krasnodar (Krasnodar Krai) were genetically close while there genetic identities with the Moldavian village (Crimean region, Krasnodar Krai) population were low. This comports with their geographical location and indicates geographic variability of P. bioculatus populations’ genetic structure. The researches executed by us confirm plasticity of this species and prospects for its further acclimatization within Colorado potato beetle area.
Keywords: predatory bugs, Perillus bioculatus Fabr., adventive species, acclimatization, PCR analysis, molecular genetic similarity, Colorado beetle, entomophages, biocontrol.
1ФГБНУ Всероссийский НИИ биологической |
Поступила в редакцию |
