Войти
Наследственная стерильность у насекомых вызвана субстерилизующими дозами ионизирующего излучения. Когда частично стерильные самцы спариваются с дикими самками, вызываемые радиацией вредные эффекты наследуются поколением F1. В результате вылупление яиц уменьшается, и получаемое потомство является очень стерильным и преимущественно мужским. По сравнению с высокой дозой облучения, необходимой для достижения полной стерильности у чешуекрылых, более низкая доза радиации, используемая для индукции стерильности F1, повышает качество и конкурентоспособность выпущенных насекомых, что измеряется улучшенным рассредоточением после выпуска, повышенной способностью к спариванию и превосходной конкуренцией сперматозоидов. 108>Содержание
Область комплексные программы борьбы с вредителями, использующие метод стерильных насекомых (МСН) в качестве компонента, были успешными против ряда насекомых-вредителей или двукрылых, таких как New World метельчатый червь, Cochliomyia hominivorax, различные виды tephritidae плодовых мух и против мухи цеце (Glossinidae). Однако большинство бабочек или чешуекрылых более устойчивы к радиации, чем двукрылые, и, как следствие, более высокая доза радиации, необходимая для полной стерилизации чешуекрылых, снижает их возможности в полевых условиях. Одним из подходов к предотвращению негативных эффектов, связанных с высокой радиорезистентностью вредителей Lepidoptera, было использование наследственной стерильности или стерильности F1, впервые задокументированной в исследованиях плодожорки (Cydia pomonella ). Наследственная стерильность также была задокументирована в отряде Hemiptera.
Тутовый шелкопряд Bombyx mori (Lepidoptera: Bombycidae ) был первым насекомым, у которого было зарегистрировано наследственное бесплодие. Затем сообщалось о наследственном бесплодии у большой восковой моли Galleria mellonella (Lepidoptera: Pyralidae ), у рыбной бабочки Cydia pomonella (Lepidoptera: Tortricidae ), у большого молочая Oncopeltus fasciatus (Hemiptera: Lygaeidae ), у Gonocerus sharpangulatus (Hemiptera :), в Rhodnius prolixus (Hemiptera: Reduviidae ) и у двухпятнистого паутинного клеща Tetranychus urticae (Acari : Tetranychidae ).
Механизмы, с помощью которых мутации вызывают летальность у двукрылых в развивающейся зиготе, хорошо задокументированы. Первичным поражением, приводящим к доминантной летальной мутации, является разрыв хромосомы в в этом случае вызвано радиацией. Когда в зрелой сперме в хромосоме индуцируется разрыв, он остается в этом состоянии до тех пор, пока сперма не войдет в яйцеклетку. После слияния начинаются ядерные деления, и разрыв хромосомы может иметь серьезные последствия. на жизнеспособность е mbryo по мере развития. Во время ранней профазы нарушенная хромосома подвергается нормальной репликации, но во время метафазы разорванные концы могут сливаться, что приводит к образованию хромосомы и ацентрического фрагмента. Ацентрический фрагмент часто теряется, а дицентрический фрагмент образует мостик в анафазе, ведущий к другому хромосомному разрыву. Затем весь этот процесс повторяется, что приводит к накоплению серьезного дисбаланса в генетической информации дочерних клеток. Накопление этого генетического повреждения в конечном итоге приводит к гибели зиготы).
Отряды двукрылых, перепончатокрылых и жесткокрылых могут быть отнесены к радиационно-чувствительным, в то время как отряды чешуекрылых, равнокрылых и клещей (Acari) устойчивы к радиации. Основное различие между этими двумя группами насекомых состоит в том, что первая группа имеет локализованную центромеру (монокинетическую ), а вторая - диффузную центромеру (голокинетическую ).. Однако более поздние исследования показали, что хромосомы чешуекрылых занимают промежуточное положение между голокинетическими и моноцентрическими хромосомами. В любом случае считается, что разница центромер играет главную, хотя и не исключительную, роль в чувствительности к излучению. Было высказано предположение, что возможные молекулярные механизмы, ответственные за высокую радиорезистентность у чешуекрылых, могут включать в себя индуцибельную систему восстановления клеток и зонды репарации ДНК.
Чешуекрылые также не демонстрируют классический цикл разрыва-слияния-моста, что характерно для доминантных леталей, индуцированных у двукрылых. Похоже, что хромосомы чешуекрылых могут переносить потерю теломер без резких эффектов, которые это оказывает на хромосомы других порядков. Хромосомы чешуекрылых имеют локализованную пластинку кинетохор, к которой веретено микротрубочки прикрепляются во время деления клетки. Кинетохорные пластинки большие и покрывают значительную часть длины хромосомы, гарантируя, что большее количество радиационно-индуцированных разрывов не приведет к потере фрагментов хромосом, что типично для видов с моноцентрическими хромосомами. У видов с большими кинетохорными пластинками фрагменты могут сохраняться в течение ряда митотических клеточных делений и даже могут передаваться через половые клетки следующему поколению. Планшеты также снижают риск летального исхода, вызванного образованием дицентрических хромосом, ацентрических фрагментов и других нестабильных аберраций.
Стерильное потомство F1, полученное в полевых условиях, повышает эффективность выпустили частично стерильных самцов и улучшили совместимость с другими стратегиями борьбы с вредителями. Например, наличие стерильного потомства F1 может быть использовано для увеличения числа естественных врагов в поле. Кроме того, стерильное потомство F1 можно использовать для изучения потенциальных хозяев и географических ареалов экзотических чешуекрылых вредителей.
Полевые программы по выпуску облученной моли в рамках подхода МСН или метода наследственной стерильности осуществляются с 1960-х годов. Розовая совка Pectinophora gossypiella успешно сдерживается с 1969 года в хлопковых районах долины Сан-Хоакин в Калифорнии и успешно подвергается искоренению в хлопковых районах на юго-западе США и северо-западе Мексики. С начала 1990-х гг. Плодовая плодожорка успешно подавляется в районах выращивания яблок и груш в долине Оканаган в Британской Колумбии, Канада, а в таких странах, как Аргентина, Бразилия и Южная Африка, есть планы или программы по борьбе с этим вредителем. Новая Зеландия искоренила вспышки австралийской крашеной яблочной моли Teia anartoides. Мексика искоренила вспышки кактусовой моли, Cactoblastis cactorum, а США сдерживают ее распространение вдоль побережья Мексиканского залива. В Южной Африке есть программа по подавлению ложной плодожорки Thaumatotibia leucotreta в цитрусовых садах. Борьба с большинством вредителей моли затруднена из-за повышенной устойчивости к наиболее широко используемым инсектицидам широкого спектра действия; следовательно, потенциал для расширенного внедрения унаследованной стерильности как части комплексного подхода на всей территории велик.
