Главная | Контакты | Настройки

СМЕНИТЬ ПАЛИТРУ:

Болезни лесных насекомых

2.1.2.2. Ядерный полиэдроз кишечного типа

Развитие вируса кишечного полиэдроза у личинок пилильщиков происходит только в ядрах эпителиальных клеток средней кишки. Уже через 24 часа после инфицирования ядра клеток заметно гипертрофируются, через 35-40 часов в ядре формируются вирусные включения. Созревшие полиэдры, накапливаясь в массе в ядре, разрывают ядерную оболочку и выходят в цитоплазму клетки, по мере разрушения клеточной оболочки попадают в просвет кишечника и выводятся наружу с экскрементами. По мере развития болезни большая часть эпителиальных клеток разрушается, в кишечнике накапливается молочно-белая жидкость, содержащая массу полиэдров, которая вытекает из ануса и отрыгивается из ротового отверстия. Разрушение стенок кишечника приводит к попаданию вирусных включений в гемоцель. Одновременно с этим у насекомых быстро развивается септицемия и они погибают. На 5-й день после инфицирования диаметр клеток жирового тела значительно уменьшается за счет резкого сокращения лепидов, поскольку личинки по мере развития болезни прекращают питание.

Существенные изменения претерпевают клетки гемолимфы. Происходит резкое уменьшение количества гемоцитов и нарастание числа отмирающих и мертвых клеток. Быстрое развитие болезни и гибель личинок происходят в младших возрастах. При инфицировании личинок старших возрастов процессы гистолиза, происходящие при метаморфозах, не благоприятствуют развитию заболевания и насекомые могут достичь фазы имаго. У больных личинок старшего возраста перед превращением в пронимфу пораженные вирусом клетки эпителия средней кишки отторгаются и попадают в просвет кишечника. Вирус может попасть в полость тела в ходе морфологических перестроек пищеварительного аппарата. В таких случаях на различных участках грудных и брюшных сегментов пронимф, куколок и имаго скапливаются разрушенные эпителиальные клетки средней кишки, наполненные полиэдрами, клеточными фрагментами и даже остатками пищи. Эти образования инкапсулируются гемоцитами и имеют вид опухолей. Иногда опухолевидные образования локализируются в брюшной полости и нередко просматриваются через хитин.

Внешние симптомы заболевания личинок пилильщиков кишечным полиэдрозом хорошо заметны. Личинки прекращают питание, теряют активность. В области брюшных сегментов появляется молочно-белая окраска. Изо рта и ануса вытекает жидкость, которая высыхая, прикрепляет погибших личинок к субстрату. В острый период болезни вытекающая из личинок жидкость оставляет на листьях или хвое белый след. Жидкость содержит огромное количество полиэдров, инфицируя среду и заражая здоровых личинок, питающихся загрязненным вирусом кормом.

При попадании вируса в организм насекомого инкубационный период болезни длится от 3 до 15 дней. Большое влияние на скорость развития инфекционного процесса оказывают доза вируса, возраст личинок и температура окружающей среды.

В таблице 2.1.2.2. приводится список видов пилильщиков, у которых обнаружен вирус ядерного полиэдроза кишечного типа.

Таблица 2.1.2.2. Виды пилильщиков - хозяев вирусов ядерного полиэдроза кишечного типа

За рубежом известны другие виды пилильщиков - хозяева вирусов кишечного полиэдроза. Однако эти виды не встречаются на территории России.

Вирусы - возбудители кишечных полиэдрозов у пилильщиков вызывают остро протекающие эпизоотии и поэтому могут считаться перспективными агентами биологической борьбы. Особенно часто эпизоотии наблюдают у соснового рыжего пилильщика. Они возникают как при естественном ходе градации вредителя в период кульминации вспышки, так и при применении вирусного препарата Вирин - диприон, выпускаемого отечественной промышленностью.

2.1.2.3. Гранулез

Внешние признаки развития гранулеза сходны с признаками заболевания ядерным полиэдрозом. Наблюдается вялость реакций, отсутствие аппетита или прекращение питания. Цвет кутикулы изменяется и становится молочно-белым, иногда с розовым оттенком. В большинстве случаев наблюдается отставание в росте и резкое проявление сегментации.

Цвет гемолимфы изменяется от зеленого прозрачного до мутного молочно-белого. Гусеницы, погибшие от гранулеза, остаются на растении, на котором кормились, приклеившись жидкими выделениями, чаще всего головой вниз.

Покровы больных гусениц истончаются и легко разрываются, наружу вытекает разжиженное содержимое, в котором заключено огромное количество гранул.

Среди лесных вредителей гранулез наиболее хорошо изучен у сибирского шелкопряда. Структурная модель вируса гранулеза этого насекомого представлена на рис. 3 по которой можно судить о строении спиральных нитей молекул ДНК бакуловирусов.

На основе вируса гранулеза сибирского шелкопряда производят вирусный препарат Вирин - ГСШ.

В таблице 2.1.2.3. дается список лесных вредителей, у которых обнаружены возбудители гранулезов.

Таблица 2.1.2.3. Виды лесных насекомых, поражающихся вирусами гранулеза

2.1.2.4. Цитоплазматическнй полиэдроз

Вирусы цитоплазматического полиэдроза обладают меньшей специфичностью, чем вирусы ядерного полиэдроза и гранулеза. Они способны к межвидовой и межсемейственной перекрестной зараженности. В природе эпизоотии цитоплазматического полиэдроза редко проявляются в острой форме, как при ядерном полиэдрозе. Чаще заболевание носит хронический характер, когда в популяции вредителя присутствует незначительное число больных особей, которые могут постоянно элиминироваться под действием каких - либо факторов и регулировать численность хозяина.

Полиэдры реовирусов сильно варьируют по размерам и форме. Размеры полиэдров зависят от участка и величины клеток, от возраста гусениц и собственного возраста. Молодые полиэдры иногда в десятки раз мельче зрелых. Белок полиэдров цитоплазменных вирусов по своему составу отличается от белка ядерных полиэдров. Полиэдры образуются в глубине клетки эпителия, вблизи от ее ядра и постепенно перемещаются к поверхности эпителия, где пораженные клетки выступают в виде шарообразных выпуклостей над ровным слоем здоровых клеток. Ядра клеток при этом остаются неизменными, но смещаются к периферии клетки. В процессе перемещения полиэдры увеличиваются и вместо первоначальных 0,4 мкм достигают 7 и даже 15 мкм.

РИС 3. Строение ДНК вируса гранулеза сибирского шелкопряда (по Шведчиковой ). Модель образования тяжа ДНК путем последовательных спирализаций циклической ДНК.

Полиэдры могут иметь форму куба, октаэдра, экосаэдра, ромбододекаэдра, неправильную форму, иногда выглядят как сферические структуры.

Вирионы представляют собой сферические образования тела икосаэдра. При больших увеличениях электронного микроскопа можно видеть вирионы, сформированные 12-ю субъединицами с трубчатыми образованиями, которые по всей вероятности, играют важную роль при прикреплении вируса к поверхности клетки.

По мере накопления в клетках вирусной массы и созревания полиэдров клетки эпителия сильно увеличиваются в размере.

На последних этапах развития инфекционного процесса весь средний отдел кишечника гипертрофируется, приобретает белый цвет за счет переполнения массой полиэдров. Стенки клеток лопаются, и полиэдры попадают в просвет кишечника. Для пораженных цитоплазменным вирусом гусениц характерны экскременты неестественного известково-белого цвета. Разжиженные выделения из ануса образуют большие беловато-розоватые пробки, закрывающие анальное отверстие гусениц. При разрушении средней кишки жидкость с вирусами попадает в передний отдел кишечника и выделяется из ротового отверстия. В зависимости от вида насекомого и возраста гусениц процесс патогенеза может затягиваться до 40 дней. И все это время выделения гусениц инфицируют окружающую среду, являясь источником заражения здоровых особей. Больные гусеницы истощаются, поскольку не могут нормально питаться, постепенно их тела ссыхаются, и остаются приклеенными выделяемой жидкостью к субстрату или осыпаются под кронами дерева и легко распознаются по мумифицированному телу с торчащими из ануса белыми пробками.

Для целей биологической защиты леса от хвое- и листогрызущих насекомых вирусы цитоплазматического полиэдроза могут быть значительными регуляторами их численности. Обладая достаточно широким спектром инфекционности, эти вирусы могут успешно снижать численность вредителей, развивающихся в комплексе (например пядениц и листоверток). При заражении, когда поражается кишечник, гусеницы быстро утрачивают пищевой рефлекс и не способны наносить серьезного ущерба насаждениям. Больные гусеницы длительное время инфицируют окружающую среду своими выделениями, которые становятся источниками перезаражения здоровых особей.

В таких странах, как Япония и Китай биологическую борьбу с сосновыми коконопрядами рода Dendrolimus проводят исключительно вирусными препаратами, основанными на цитоплазматических вирусах. Наиболее известным препаратом является "Мацукемин" японского производства, который широко используется для борьбы с Dendrolimus spectabilis F.

В таблице 2.1.2.4 приводится список видов лесных насекомых у которых выделен вирус цитоплазматического полиэдроза в естественных популяциях или при экспериментальном заражении.

Таблица 2.1.2.4. Список лесных насекомых, у которых выделен вирус цитоплазматического полиэдроза

2.1.2.5. Оспа насекомых

Вирионы энтомопоксвирусов имеют сложное строение. У личинок майского хруща, например, они имеют вид овальных образований, размером 120-250 нм. На ультратонких срезах через вирион в электронном микроскопе просматривается почковидная сердцевина или "ядро", окруженное трехслойной оболочкой, и боковое тело, расположенное в боковой части "ядра". Геном энтомопоксвируса представляет собой высокомолекулярную молекулу ДНК. В процессе репродукции энтомопоксвирусов в чувствительных клетках зараженных насекомых обнаруживаются различные по форме включения (инклюзии): яйцевидные, веретеновидные и ромбические.

Отмирание гусениц длилось около 70 дней. Внешние признаки болезни связаны со снижением двигательной активности насекомых, потерей тургора, появлением на поверхности тела белых пятен различной конфигурации.

Развитие оспы у майского хруща происходит обычно в клетках жирового тела и в гемоцитах. При этом наблюдается гипертрофия ядра клетки. В цитоплазме жировые включения постепенно замещаются мелкими 0,7-1 мкм ромбовидными кристаллами, которые увеличиваются до 10-13 мкм и принимают овальную форму. Специфические изменения отмечаются также у куколок и имаго. Характерным внешним симптомом заболевания личинок хрущей является побеление и размягчение тканей. Развитие оспы у хруща происходит очень медленно, до нескольких месяцев.

Кроме указанных видов оспа обнаружена у зимней пяденицы - Орerophtera brumata L (Чехия, Vago, Weiser 1966), у дымчатой листовертки - толстушки Choristeneura diversana Hb.( Япония, Katagiri, 1973), у садового хрущика Phyllopertha hordeola L. (Франция, Vago 1969).

2.1.2.6. Болезнь радужности

Вирионы иридовирусов имеют форму икосаэдров размером 125-210 нм и более. Снаружи они окружены двойной липопротеидной мембраной. Белковая оболочка вириона - капсид, предохраняющая ДНК от внешних воздействий, построена из отдельных субъединиц, формирующих икосаэдр. Вирионы в процессе развития образуют паракристаллические скопления, в которых происходит дифракция видимого света, дающая эффект радужного свечения пораженных тканей и органов насекомого.

Радужные вирусы насекомых в отличие от вирусов ядерных и цитоплазматических полиэдрозов и оспы не образуют белковых включений (инклюзий). Зрелые вирионы являются последним этапом морфогенеза радужных вирусов.

Заболевание радужностью происходит при попадании вируса в организм насекомого через пищеварительный тракт. Из средней кишки инфекционная ДНК вирионов проникает в полость тела через перитрофическую мембрану кишечника и переносится гемолимфой к восприимчивым тканям. Наиболее активно вирус размножается в жировой ткани, но может развиваться также в клетках эпидермиса, трахеальном эпителии и имагинальных дисках. Инфицированные клетки через несколько дней гипертрофируются. Ядра клеток увеличиваются в 2-3 раза, цитоплазма заполняется вирусной массой.

Пораженные насекомые приобретают сине-голубую или розоватую иридисценцию. На теле личинок появляются молочно-белые или серые пятна различной конфигурации.

У больных насекомых при метаморфозе возникают различные уродства: деформируются крылья, конечности, имаго не могут освободиться от куколочной кутикулы.

2.1.3. Влияние факторов внешней среды на развитие вирусных болезней лесных насекомых

При использовании вирусов насекомых в качестве агентов биологической борьбы они становятся непосредственными объектами факторов внешней среды (температуры, солнечной радиации) и физиологического состояния хозяина. Необходимо поэтому учитывать степень воздействия этих факторов на сам вирус и в конечном итоге на развитие и интенсивность заболевания особей популяции. Оценкой влияния того или иного фактора является продолжительность инкубационного периода, среднее число дней до начала гибели гусениц и интенсивность их смертности.

Одним из наиболее мощных факторов, влияющих на течение вирусной инфекции, является температура окружающей среды. Как облигатные паразиты, вирусы лучше развиваются в условиях, близких к оптимальным для своего хозяина. Температура окружающей среды оказывает влияние как на внесенный в популяцию вирус при биологической борьбе, так и на активацию латентной инфекции у насекомых.

Повышение температуры увеличивает чувствительность гусениц к заболеванию ядерным полиэдрозом и ускоряет развитие патологического процесса. В природных условиях низкие среднесуточные температуры значительно задерживают инкубационный период ядерных полиэдрозов. Например, у соснового рыжего пилильщика при 24° инкубационный период ядерного полиэдроза составляет 4-5 дней, а при 12° продолжительность его увеличивается до 19 дней. При низких температурах снижается и смертность зараженных насекомых.

На основании закономерностей между изменением температуры и продолжительностью инкубационного периода заболевания можно до определенной степени прогнозировать развитие эпизоотий в природных условиях.

Изменение влажности в окружающей среде не оказывает существенного влияния на инфекционный процесс.

Физиологическое состояние и возраст насекомых играют огромную роль в их чувствительности к вирусной инфекции. Наиболее интенсивно развитие болезни происходит у гусениц, ослабленных какими-либо факторами: недостатком питания, неблагоприятными погодными условиями, конкурентными стрессами за пищу и жизненное пространство, что наблюдается при очень высокой плотности популяции. При таком состоянии популяции процент гибели гусениц от активированной латентной инфекции может перекрывать процент гибели от внесенного в популяцию вируса при биоборьбе. Однако для практики биометода этот факт не является существенным, т. к. главная цель - вызвать эпизоотический процесс в популяции и снизить ее численность до экономически допустимого порога.

Возрастная восприимчивость гусениц не однозначна. Гусеницы младших возрастов больше восприимчивы к вирусной инфекции, чем гусеницы старших возрастов. Этот факт должен всегда учитываться при целенаправленной биологической борьбе. При этом требуется меньший расход вирусного препарата и гусеницы не успевают нанести значительный ущерб лесонасаждениям.

Как уже упоминалось, вирусные включения (полиэдры и гранулы) необычайно устойчивы в природной среде к различным воздействиям.

Белковый матрикс полиэдров и гранул хорошо защищает вирионы и их инфекционную нуклеиновую кислоту от инактивации под влиянием факторов внешней среды и способствует длительному сохранению их в природе.

Однако полиэдры и гранулы не устойчивы к воздействию УФ-излучения солнца. Под воздействием прямых солнечных лучей вирус инактивируется уже при 1-3-х часовой экспозиции. Этот факт должен обязательно учитываться при вирусологической борьбе. Применение вирусных препаратов наиболее эффективно в часы суток, когда УФ-излучение минимально.