УДК 632.95.025.8 Устойчивость (резистентность) к ядохимикатам
Цель исследования – сравнение токсичности хлорфенапира для M. domestica разных линий, в т. ч. и природной популяции, обитающей в Тюменской области. Задачи: установление чувствительности к хлорфенапиру данных линий путем расчета летальных концентраций и показателя резистентности. Объекты исследования – особи двух лабораторных линий (Lab TY и Lab UF), ранее не подвергавшихся воздействию инсектицидами, и природная популяция Nik. Линия Lab TY была получена из Новосибирского аграрного университета в 2009 г., линия Lab UF – из Института биохимии и генетики УФИЦ РАН в 2023 г. Особи природной популяции Nik были отловлены в мае – сентябре 2023 г. в животноводческих помещениях Сладковского района Тюменской области. Оценку контактно-кишечного действия инсектицида («Пирафен», КЭ, д. в. хлорфенапир, 360 г/л) для M. domestica осуществляли методом группового кормления мух. Эксперимент проводился в лабораторных условиях, где насекомые были подвергнуты воздействию хлорфенапира различных концентраций. Учет гибели насекомых проводили через 24; 48 и 72 ч после воздействия инсектицидом. Насекомых, неспособных к передвижению и полету, относили к погибшим. Результаты токсикологических опытов анализировали методом пробит-анализа для расчета летальных концентраций (ЛК5, ЛК50, ЛК95 – концентрации, при которых погибает соответственно 5; 50; 95 % подопытных насекомых) с использованием бесплатной версии программы. Отличия двух величин ЛК считали статистически значимыми, если соответствующие 95 %-е доверительные интервалы не перекрывались. Имаго обеих лабораторных линий были близки по чувствительности к инсектициду хлорфенапиру. Особи природной популяции оказались высокочувствительны к хлорфенапиру, что свидетельствует о перспективности применения препаратов на его основе в сфере ветеринарной дезинсекции.
инсектицид, токсическое воздействие, хлорфенапир, природная популяция Musca domestica, имаго, Musca domestica
Введение. Комнатная муха Musca domestica (Diptera:Muscidae) относится к насекомым, имеющим большое ветеринарное значение в силу способности механически переносить патогены человека и животных [1]. Дезинсекционные мероприятия против мух в животноводстве и птицеводстве, как правило, проводятся химическим методом, основанным на использовании химических препаратов [2]. Инсектицидная эффективность препаратов против M. domestica может снижаться из-за развития устойчивости у насекомых, что фиксируется в отношении природных популяций в России и во всем мире [3, 4].
Препараты на основе хлорфенапира (особенно в форме приманок) считаются эффективными средствами для снижения численности резистентных популяций насекомых [5–7], однако даже к данному соединению насекомые могут развивать устойчивость [8, 9]. Учитывая сказанное, для обеспечения эффективной дезинсекции важно иметь информацию о восприимчивости популяций M. domestica, обитающих на территории птицеводческих и животноводческих хозяйств, не только к традиционным препаратам, но и тем, которые планируются к внедрению.
Цель исследования – сравнение токсичности хлорфенапира для M. domestica разных линий, в т. ч. и природной популяции, обитающей в Тюменской области.
Задачи: установление чувствительности к хлорфенапиру данных линий путем расчета летальных концентраций и показателя резистентности.
Объекты и методы. Объектом исследования служили взрослые особи 3–5-дневного возраста комнатной мухи Musca domestica L. двух лабораторных линий Lab TY и Lab UF, не подвергавшихся воздействию инсектицидами, и природной популяции Nik. Линия Lab TY была получена из Новосибирского аграрного университета в 2009 г., линия Lab UF – из Института биохимии и генетики УФИЦ РАН в 2023 г. Особи природной популяции Nik были отловлены в мае-сентябре 2023 г. в животноводческих помещениях Сладковского района Тюменской области. Оценку контактно-кишечного действия инсектицида (Пирафен КЭ, д.в. хлорфенапир, 360 г/л) для M. domestica осуществляли методом группового кормления мух [10]. Учет гибели насекомых проводили через 24; 48 ч и 72 ч после воздействия инсектицидом. Насекомых, неспособных к передвижению и полету, относили к погибшим. Результаты токсикологических опытов анализировали методом пробит-анализа для расчета летальных концентраций (ЛК5, ЛК50, ЛК95 – концентрации, при которых погибает соответственно 5; 50; 95 % подопытных насекомых) с использованием бесплатной версии программы [11]. Отличия двух величин ЛК считали статистически значимыми, если соответствующие 95 %-е доверительные интервалы не перекрывались.
Результаты и их обсуждение. На рисунке 1 представлены данные по гибели насекомых после инсектицидного воздействия. Видно, что смертность насекомых зависела от концентрации инсектицида для всех трех линий. Особи природной популяции Nik оказались более чувствительны к инсектициду в сравнении с особями лабораторных линий. Так, при учете через 72 ч все самки и самцы природной популяции погибали при использовании концентрации хлорфенапира 6 мкг/г сахара, а в случае особей лабораторных линий 100 %-я смертность самок достигалась при использовании концентраций 12 мкг/г сахара (Lab TY) и 48 мкг/г сахара (Lab UF). Расчеты летальных концентраций и показателя резистентности (ПР) также подтверждают более высокую чувствительность к хлорфенапиру насекомых природной популяций (табл.).
Как видно из данных в таблице, величины полулетальных концентраций (ЛК50) хлорфенапира для обеих лабораторных линий при учете через 48 ч и 72 ч статистически значимо не отличались. Вместе с тем, ЛК95 для имаго обоих полов линии Lab UF оказалась в 3–10 раз статистически значимо выше, чем для особей линии TY. Ожидаемо токсичность хлорфенапира для самцов была выше, чем для самок. Значения полулетальной концентрации при учете через 72 ч после воздействия были статистически значимо ниже в 2,4 и в 2,8 раза для самцов, чем для самок линий Lab TY и UF соответственно, однако в случае природной популяции таких отличий обнаружить не удалось (табл.).
Известно, что токсический эффект инсектицидов на насекомых может зависеть от их массы. Например, снижение чувствительности к пиретроидам у комнатной мухи может сопровождаться увеличением массы тела [12]. В нашем исследовании средняя масса одного самца была меньше средней массы самки (рис. 2) и возможно поэтому хлорфенапир был более токсичен для самцов. Однако, в случае природной популяции токсичность хлорфенапира для имаго разного пола (если судить по величине ЛК50 через 72 ч) была одинакова несмотря на отличия средней массы самок и самцов.
Рис. 1. Смертность насекомых после инсектицидного воздействия в зависимости от концентрации хлорфенапира (Пирафен КЭ, 360 г/л) и времени наблюдения для имаго Musca domestica лабораторных линий Lab UF (а) и Lab TY (б) и природной популяции Nik (в), %
Параметры токсичности хлорфенапира (Пирафен КЭ, 360 г/л) для имаго Musca domestica разных линий
|
117 |
|
Линия |
Пол |
Время, ч |
ЛК5 (CI, 95 %), мкг д.в./г сахара |
ЛК50 (CI, 95%), мкг д.в./г сахара |
ЛК95 (CI, 95%), мкг д.в./г сахара |
Slope ± SE |
χ2 |
df |
ПР |
|
Lab TY |
Самки |
24 |
1,082 (0,740–1,581) |
6,633 (4,538–9,694) |
40,66 (27,82–59,43) |
2,305±0,084 |
0,337 |
5 |
– |
|
48 |
0,811 (0,582–1,129) |
3,897 (2,798–5,428) |
18,73 (13,45–26,09) |
2,613±0,073 |
0,712 |
6 |
– |
||
|
72 |
0,580 (0,426–0,788) |
2,362 (1,738–3,210) |
9,630 (7,087–13,08) |
2,755±0,068 |
0,716 |
6 |
– |
||
|
Самцы |
24 |
0,808 (0,607–1,075) |
2,848 (2,141–3,789)# |
16,93 (12,73–22,52)# |
3,358±0,063 |
0,460 |
4 |
– |
|
|
48 |
0,146 (0,105–0,203)# |
1,330 (0,957–1,848)# |
12,12 (8,725–16,85) |
2,264±0,073 |
0,011 |
5 |
– |
||
|
72 |
0,162 (0,121–0,215)# |
0,974 (0,732–1,298)# |
5,878 (4,415–7,826) |
2,719±0,063 |
0,047 |
5 |
– |
||
|
Lab UF |
Самки |
24 |
0,789 (0,443–1,405) |
18,191 (10,21–32,41)* |
419,6 (235,5–747,6)* |
1,329±0,128 |
0,536 |
7 |
2,7 |
|
48 |
0,464 (0,284–0,758) |
6,152 (3,763–10,058) |
81,64 (49,93–133,48)* |
1,532±0,109 |
0,539 |
6 |
1,6 |
||
|
72 |
0,363 (0,228–0,578) |
3,776 (2,371–6,013) |
39,25 (24,65–62,51)* |
1,638±0,103 |
0,719 |
6 |
1,6 |
||
|
Самцы |
24 |
0,421 (0,263–0,672) |
4,394 (2,748–7,024)# |
45,90 (28,71–73,39)*# |
1,692±0,104 |
0,921 |
6 |
1,5 |
|
|
48 |
0,216 (0,136–0,345) |
2,426 (0,521–3,870) |
27,19 (17,04–43,37)*# |
1,666±0,103 |
0,953 |
6 |
1,8 |
||
|
72 |
0,094 (0,056–0,158)# |
1,363 (0,812–2,289)# |
19,72 (11,75–33,13)* |
1,534±0,115 |
0,759 |
5 |
1,4 |
||
|
Nik |
Самки |
24 |
0,419 (0,211–0,832) |
8,177 (4,119–16,23) |
159,6 (80,38–316,9)* |
1,428±0,152 |
0,007 |
3 |
1,2 |
|
48 |
0,308 (0,203–0,467) |
1,908 (1,257–2,896) |
11,84 (7,801–17,97) |
2,186±0,092 |
0,187 |
3 |
0,5 |
||
|
72 |
0,172 (0,109–0,274) |
1,373 (0,865–2,180) |
10,94 (6,893–17,37) |
1,840±0,102 |
0,192 |
3 |
0,6 |
||
|
Самцы |
24 |
0,494 (0,325–0,750) |
2,649 (1,745–4,019)# |
14,19 (9,351–21,53)# |
2,296±0,092 |
0,004 |
2 |
0,9 |
|
|
48 |
0,276 (0,192–0,398) |
1,178 (0,818–1,698) |
5,028 (3,489–7,246)* |
2,614±0,081 |
0,671 |
2 |
0,9 |
||
|
72 |
0,065 (0,038–0,111) |
0,810 (0,476–1,377) |
10,02 (5,892–17,04) |
1,535±0,118 |
0,096 |
2 |
0,8 |
Рис. 2. Средняя масса одной особи имаго Musca domestica лабораторных линий
и природной популяции (m ± SD, мг)
В целом изученную природную популяцию Musca domestica можно считать не имеющей толерантности к препаратам на основе хлорфенапира, поскольку значения показателя резистентности при учете через 72 ч составили 0,6 и 0,8 для самок и самцов соответственно. Согласно шкале уровней резистентности при ПР ≤ 1 и ПР = 1–2 насекомые считаются высокочувствительными и чувствительными к инсектициду [10]. Полученные результаты сопоставимы с данными других исследований. Так, ПР для имаго природной популяции M. domestica, собранной в Тюменском районе Тюменской области составил 0,8 и 1,1 через 24 и 48 ч соответственно [13]. Комнатные мухи из Московской (Красногорск) и Калужской (Калуга) областей также были высокочувствительны к хлорфенапиру: ПР при учете через 72 ч составил 0,25 и 0,33 соответственно [3].
Заключение. По результатам токсикологических опытов было установлено, что имаго исследованных лабораторных линий Musca domestica близки по чувствительности к инсектициду хлорфенапиру. Учитывая собственные результаты и литературные данные можно заключить, что комнатные мухи природных популяций чувствительны к хлорфенапиру, в связи с чем в ветеринарной дезинсекции против Musca domestica целесообразно применение препаратов на его основе.
1. A systematic review of human pathogens carried by the housefly (Musca domestica L.) / F. Khamesipour [et al.] // BMC Public Health. 2018. № 18 (1):1049.
2. Методические рекомендации по дезинсекции и дезакаризации животноводческих объектов ветеринарно-санитарного надзора / Г.С. Сивков [и др.]. Тюмень, 2010. 45 с.
3. Давлианидзе Т.А., Еремина О.Ю., Олифер В.В. Резистентность к инсектицидам комнатной мухи Musca domestica в центре европейской части России // Вестник защиты растений. 2022. Т. 105, № 3. С. 114–121.
4. Freeman J.C., Ross D.H., Scott J.G. Insecticide resistance monitoring of house fly populations from the United States // Pesticide Biochemistry and Physiology. 2019. Vol. 158. P. 61–68.
5. Еремина О.Ю. Хлорфенапир – перспективный инсектицид из группы пирролов для борьбы с резистентными синантропными насекомыми // Пест-менеджмент. 2017. Т. 1. № 101. С. 41–49.
6. Attractive targeted sugar bait: the pyrrole insecticide chlorfenapyr and the anti-malarial pharmaceutical artemether-lumefantrine arrest Plasmodium falciparum development inside wild pyrethroid-resistant Anopheles gambiae s.s. mosquitoes / R.N. Guessan [et al.] // Malar. 2023. J. 22 (344).
7. Comprehensive Review of the Current Knowledge of Chlorfenapyr: Synthesis, Mode of Action, Resistance, and Environmental Toxicology / P. Huang [et al.] // Molecules. 2023. 28(22):7673.
8. Хлорфенапир как средство борьбы с резистентными популяциями насекомых / К.С. Крестоношина [и др.] // Journal of Agriculture and Environment. 2022. № 8 (28).
9. Inheritance and Fitness of Plutella xylostella (Lepidoptera: Plutellidae) Resistance to Chlorfenapyr / J.E. Lima Neto [et al.] // J Econ Entomol. 2021. Vol. 114 (2). P. 875–884. DOI:https://doi.org/10.1093/jee/toaa299.
10. Р 4.2.3676-20. Методы лабораторных исследований и испытаний дезинфекционных средств для оценки их эффективности и безопасности. Утв. Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека 18.12.2020. URL: https://docs.cntd.ru/document/573820733 (дата обращения: 12.01.2024).
11. Mekapogu A.R. Finney's probit analysis spreadsheet calculator. 2021. URL: https://probitanalysis.wordpress.com (дата обращения: 21.01.24).
12. Соколянская М.П. Токсикологическая и биохимическая характеристика процесса формирования резистентности у комнатной мухи (Musca domestica L.) к современным инсектицидам: автореф. … канд. биол. наук / Всерос. науч.-исслед. ин-т защиты растений РАСХН. СПб., 2007. 21 с.
13. Силиванова Е.А., Шумилова П.А., Левченко М.А. Чувствительность к инсектицидам и активность ферментов детоксикации у Musca domestica L. (Diptera: Muscidae) природной популяции // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2020. № 12 (165). С. 102–109.
