Идентификация сесквитерпенов, выделяемых колорадским жуком Leptinotarsa decemlineata Say и листьями картофеля Solanum tuberosum L.

• Автор: Халилова, Алия Зуфаровна
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 103 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР Хемокоммуникация растений и насекомых
1.1. Хемокоммуникация во взаимодействии насекомых и растений. Классификация
1.2. Биологически активные соединения картофеля Solanum tuberosum L
1.3. Влияние веществ запаха картофеля на поведение колорадского жука
Глава 2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
2.1. Сесквитерпеновый состав нативного запаха листьев картофеля Solanum tuberosum L
2.2. Идентификация сесквитерпенов летучих выделений колорадского жука Leptinotarsa decemlineata Say
2.3. Ольфакторная реакция колорадского жука Leptinotarsa decemlineata Say на пары кариофиллена
2.4. Пищевой преферендум колорадского жука Leptinotarsa decemlineata Say в отношении различных сортов картофеля
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Химические вещества, выделяемые листьями и цветами растений, играют важную функцию привлечения насекомых к растению-хозяину. Развитие методов установления структуры предельно малых количеств органических соединений в сложных смесях позволило решать задачи идентификации компонентов нативных летучих выделений растений и насекомых с целью выявления их хемокоммуникационных взаимоотношений.
В качестве объекта исследования в данной работе выбрана биологическая пара: картофель и один из его наиболее опасных вредителей -колорадский жук.
Картофель Solanum tuberosum L. - ценный и незаменимый продукт питания, необходимое сырье для промышленности, один из основных кормов в животноводстве. В мировом производстве продукции растениеводства картофель занимает одно из первых мест. Его возделывают в 130 странах мира на площади около 20 млн. гектар и ежегодно собирают 300 миллионов тонн клубней. Основные посадки картофеля (около 80%) размещены в условиях умеренного климата. Широкое распространение в этой зоне основного вредителя картофеля - колорадского жука Leptinotarsa decemlineata Say представляет реальную угрозу картофелеводству. Согласно оценочным наблюдениям колорадский жук уничтожает от 20 до 50% урожая. Для борьбы с этим вредителем используют агротехнические мероприятия, химические и биологические методы. Экологически наиболее безопасными считаются биологические методы борьбы. Однако, в природных условиях Российской Федерации для сдерживания численности вредителя на экономически безопасном уровне использование естественных врагов колорадского жука (жужелицы, клопы, божьи коровки, пауки,

нематоды, златоглазки) явно недостаточно, а применение традиционных пестицидов представляет определенную опасность для окружающей среды.
В этой связи, представляется актуальным установление состава летучих компонентов выделений картофеля и колорадского жука с целью выявления химических соединений, которые могли бы в перспективе служить основой для создания новейших препаратов, способных управлять поведением насекомых.
Представленная работа выполнялась в рамках темы лаборатории выделения и идентификации органических соединений Института нефтехимии и катализа Академии Наук Республики Башкортостан и Уфимского научного центра Российской академии наук “Выделение, идентификация, исследование биологической активности и влияния на поведение насекомых растительных веществ стероидной и терпеноидной структуры” (2.29.8.2. Природные феромоны, аттрактанты, репелленты и экдистероиды).
Задачей настоящей работы является установление химического , состава нативных веществ, выделяемых листьями картофеля Solanum tuberosum L. в естественных условиях его произрастания, и колорадским жуком Leptinotarsa decemlineata Say, и выяснение причин привлекательности листьев пасленовых для этого вредителя, что может быть использовано при создании принципиально новых методов борьбы с ним.
В работе впервые идентифицирован сесквитерпеновый состав летучих выделений листьев картофеля Solanum tuberosum L. в естественных условиях его произрастания и колорадского жука Leptinotarsa decemlineata Say методом динамической газовой экстракции с последующим криогенным фокусированием и газо-хроматомасс-спектрометрическим (ГХ-МС) детектированием.
Установлено, что основным компонентом нативного запаха картофеля является сесквитерпеновый углеводород транс-кариофиллен. Из минорных

появившихся жуков картофельными листьями усиливает их положительный анемотаксис [106].
Элементы восприятия насекомыми запаха растения-хозяина иллюстрируются на рис.2 [107], где схематично изображены области распространения летучих соединений в воздушной среде от растения-хозяина и растения - «не-хозяина». Как видно, в воздухе присутствуют зоны чистых запахов на близком расстоянии и дальние зоны смешения, которые несут интегральную химическую информацию. После восприятия запаха насекомым происходит обработка химической информации центральной нервной системой насекомого и принятие решения в виде ориентированного движения к источнику запаха, обусловленного положительным анемотаксисбм. На близком расстоянии подключаются системы хемотаксиса и хемокинеза с последующей оценкой растения как объекта питания или яйцекладки. Ориентация насекомых контролируется внутренней информацией (идиотетический контроль) и внешней информацией (аллотетический контроль) [108]. Равновесие между идиотетическим и аллотетическим контролем обусловливает выходную форму. движения. Форма движения колорадского:, жука колеблется от конволюционных траекторий и идиотетическоко циклирования при минимальном внешнем стимулировании к прямолинейному движению под действием аллотетического контроля при ветровом стимулировании. Внутреннее состояние жуков играет решающую роль для установления равновесия между идиотетическим и аллотетическим контролем при переходе от местного поиска пищи к глобальному поиску на расстоянии [109].