Способ борьбы с мягкой ложнощитовкой Coccus hesperidum L. Российский патент 2021 года по МПК A01N63/60 C12N15/113 

Изобретение относится к области защиты растений в части борьбы с мягкой ложнощитовкой Coccus hesperidum L. из надсемейства кокцидовых (Coccoidea) отряда полужесткокрылых (Hemiptera), которая является вредителем растений. Ложнощитовка Coccus hesperidum L. питается растительными соками растений, что вызывает искривление стеблей, деформацию, засыхание и опадение листьев и в дальнейшем гибель растений, особенно молодых. Мягкая ложнощитовка выделяет на листья и стебли, которыми она питается, липкое, сладкое вещество, называемое медвяной росой. На медвяной росе поселяется сажистый грибок, который еще сильнее ослабляет растение. Примерами растений, которые могут повреждаться Coccus hesperidum являются папоротник, питтоспорум, аукуба, цитрусовые, самшит, бересклет, мирт, каллистемон, аралия, плющ, олеандр и другие, оранжерейные и субтропические растения.

Химический контроль играет важную роль в борьбе с личинками мягкой ложнощитовки Coccus hesperidum. Однако неизбирательное действие химических инсектицидов негативно влияет на регуляцию численности естественных врагов данного вида и других нецелевых организмов. Поэтому применение химических инсектицидов может быть оправдано только в случае, когда естественных врагов для защиты растений недостаточно.

На сегодняшний день на стадии разработки для борьбы с насекомыми-вредителями находятся препараты на основе ДНК-фрагментов, которые способны объединить наилучшие характеристики современных препаратов - доступность и высокую эффективность. Это связано с тем, что синтез ДНК становится все более недорогим, а комбинация азотистых оснований в каждом отдельном ДНК-фрагменте (ДНК-инсектициде) уникальна. Кроме этого, ДНК является полимером природного происхождения и не будет накапливаться в окружающей среде.

Известен способ борьбы с акациевой ложнощитовкой Parthenolecanium corni Bouche (Hemiptera: Coccoidea) при помощи химического инсектицида «АКТАРА» из класса неоникотиноидов (Калиновский И.Н. Эффективность инсектицидов в борьбе с акациевой ложнощитовкой на винограде в условиях Оренбургской области / И.Н. Калиновский, В.А. Симоненкова // Известия ОГАУ. - 2013. - №5 (43). - С. 20-23.), в котором используется действующее вещество тиаметоксам, быстро всасываемое растениями и транспортируемое во все его части, включая пыльцу. Инсектицид попадает в насекомое в момент кормления или при непосредственном контакте, в том числе через трахейную систему. Тиаметоксам мешает передаче импульса между нервными клетками, связываясь с никотиновыми рецепторами ацетилхолина в нервной системе и, в конечном итоге, парализует мышцы насекомых.

Недостатком этого метода является то, что тиаметоксам не обладает избирательностью в действии, накапливается в почве и в тканях растений, представляет собой неприемлемо высокий риск для пчел, в том числе проникает в насекомых через пыльцу и нектар; субнанограммы этого вещества приводят к невозможности вернуться в улей, что является причиной гибели насекомого и, в том числе, основным симптомом коллапса пчелиных колоний. Тиаметоксам обладает длительным периодом полураспада в сельскохозяйственных ирригационных каналах и почве.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ борьбы с гусеницами непарного шелкопряда (Lymantria dispar) (Патент РФ №2691614, МПК: A01N 63/00, СПК: A01N 63/00) (прототип), в котором используют инсектицид на основе нуклеиновой кислоты, избирательно действующий на личинки насекомых определенного вида с использованием короткого (11 нуклеотидов) одноцепочечного антисмыслового фрагмента ДНК гена 5,8S рибосомальной РНК непарного шелкопряда с последовательностью 5'-TGCGTTGAAA-3' в концентрации 200 пмоль/мкл таким образом, чтобы на гусеницу I-II возраста попало не менее 0,3 мкл раствора. Изобретение позволяет повысить смертность гусениц непарного шелкопряда (Lymantria dispar L.). Способ, выбранный в качестве прототипа, не предназначен для борьбы с личинками мягкой ложнощитовки Coccus hesperidum, так как применяемый антисмысловой фрагмент может быть эффективен лишь под определенного целевого насекомого-вредителя - непарного шелкопряда; наблюдается более низкая смертность насекомого в результате применения одноцепочечного антисмыслового фрагмента ДНК, чем в заявляемом способе при использовании двухцепочечного ДНК-фрагмента.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение смертности насекомых в результате применения двухцепочечного ДНК-фрагмента.

Поставленная задача решается путем нанесения на поверхность листьев растения-хозяина не менее 1 мг ДНК на 1 м² листвы инсектицида на основе водного раствора двухцепочечного ДНК-фрагмента гена 28S рибосомальной РНК целевого насекомого-вредителя в концентрации 100 нг/мкл.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Эксперимент проводят на личинках мягкой ложнощитовки Coccus hesperidum, находящихся на листьях питтоспорума при средней температуре 25-27°С. Применяемый двухцепочечный ДНК-фрагмент из гена 28S рибосомальной РНК Coccus hesperidum имеют следующую последовательность (UofCT-56):

Личинки контрольной группы, которые находятся на поверхности листьев, обрабатывают водой и тиаметоксамом (препарат «АКТАРА»). В качестве контрольных антисмысловых олигонуклеотидов используют два ДНК-фрагмента oligoCH-56 (фрагмент из гена 28S рибосомальной РНК) с последовательностью:

и oligoAntiCH-56 (фрагмент из гена 28S рибосомальной РНК) с последовательностью:

В ходе эксперимента на растение-хозяин попало не менее 1 мг ДНК на 1 квадратный метр листвы, концентрация ДНК, растворенная в воде, составляла 100 нг/мкл. Фрагменты были синтезированы на лабораторном ДНК-синтезаторе (БИОССЕТ, Россия). Был использован χ2-критерий Пирсона с поправкой Йетса для оценивания инсектицидного действия ДНК-фрагментов. Эксперимент провели в пятикратной повторности.

Двухцепочечный ДНК-фрагмент гена 28S рибосомальной РНК Coccus hesperidum оказал достоверное инсектицидное действие.

В группе, обработанной водой, тиаметоксамом, oligoAntiCH-56, oligoCH-56 и UofCT-56, мы наблюдали смертность личинок Coccus hesperidum на растении Pittosporum tobira (Thunberg) W.Т. Aiton 4,33%, 35,67%, 26,67%, 31%, 66,33%; 6%, 88,33%, 41%, 40%, 71,67% и 9,67%, 90,67%, 47%, 46%, 77%, соответственно, на 3-е, 7-е и 10-е сутки после обработки (UofCT-56 против контроля на 3-е, 7-е и 10-е сутки после обработки соответственно: χ²=81,780, р<0,001, N=200, df=1; χ²=88,798, р<0,001, N=200, df=1; χ²=88,618, р<0,001, N=200, df=1 (Таблица 1).

Таким образом, UofCT-56 на основе природного двухцепочечного фрагмента ДНК оказывает достоверное инсектицидное действие на Coccus hesperidum, обладает избирательностью в действии и не накапливается в окружающей среде. По отдельности одноцепочечные ДНК-фрагменты не проявляют более высокую инсектицидную активность, чем двухцепочечный ДНК-фрагмент.

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ борьбы с мягкой ложнощитовкой Coccus hesperidum, заключающийся в нанесении на поверхность листьев растения-хозяина не менее 1 мг ДНК на 1 м² листвы инсектицида на основе водного раствора двухцепочечного ДНК-фрагмента гена 28S рибосомальной РНК целевого насекомого-вредителя в концентрации 100 нг/мкл. Изобретение обеспечивает повышение смертности сосущего насекомого мягкой ложнощитовки Coccus hesperidum. 1 табл., 1 пр.

Способ борьбы с мягкой ложнощитовкой Coccus hesperidum, заключающийся в нанесении на поверхность листьев растения-хозяина не менее 1 мг ДНК на 1 м² листвы инсектицида на основе водного раствора с концентрацией 100 нг/мкл двухцепочечного ДНК-фрагмента гена 28S рибосомальной РНК целевого насекомого-вредителя, имеющего последовательность