Улучшение штаммов и сохранение вирулентности грибов

21.06.2014

Колебания в вирулентности

По данным Мак-Леода, у таких энтомопатогенных грибов, как Beauveria, Isaria, Spicaria, Hirsutella, Metarrhizium, Cephalosporium и Syngliocladium (Sorosporella), имеются некоторые отличия в морфологических и культуральных характеристиках. Иногда отмечалось ослабление вирулентности или скорости роста.
Архипова испытывала в лабораторных условиях Beauveria bassiana, В. globulifera, Metarrhizium anisopliae, Paecilomyces farinosus (Spicaria farinosa), Hirsutella subulata, Verticillium, Fusarium и Mucor racemosus против яблонной плодожорки Cydia (Carpocapsa) poinonella и нашла, что наибольшей патогенностью отличаются Beauveria globulifera и М. anisopliae. В. globulifera сохраняла вирулентность в широких температурных пределах, но М. anisopliae при низкой температуре был менее вирулентен; способность же грибов поражать насекомых зависела от влажности.

Изменение вирулентности путем пересевов и пассажей через насекомых

Вирулентность одного штамма Entomophthora (Empusa) aphidis, который в течение только одного года культивировался in vitro, оказалась пониженной, но у видов Metarrhizium, Beauveria и Spicaria rileyi такого снижения не было.
Кернер наблюдал усиление вирулентности Р. farinosus (S. farinosa), определяемое по ЛB50 после проведения через насекомых-хозяев. Фокс и Жак сообщали о снижении после последовательных пересевов вирулентности М. anisopliae для проволочника Agriotes obscurus. Эти авторы часто использовали свежие изоляты патогена из проволочников, зараженных в природе.
Шерфенберг сообщал о снижении вирулентности в ходе последовательных пересевов. В. bassiana из колорадского жука пересевали на протяжении 30 поколений. По 50 личинок 4-го возраста опыливали 200 мг спор каждого из поколений гриба. При опыливании спорами первых двух поколений смертность за 15 дней составляла 75—100%, затем до 16-го поколения 100%, а в последующем начала снижаться и в 30-м поколении упала до 50%. Шерфенберг подчеркивает, что для сохранения полной вирулентности В. bassiana гриб нужно проводить через насекомое.
Каваками описал изменения у семи видов энтомопатогенных грибов В. bassiana. Spicaria prasina, Р. farinosus (S. farinosa), Isaria fumosorosea, M. anisopliae, Aspergillus oryzae и Aspergillus flavus, 15—19 поколений которых последовательно культивировали с интервалами в 30 или 180 дней. У большинства видов скорость роста, образования воздушного мицелия, коремий и спор при последовательных пересевах снижалась. Эти тенденции стали особенно заметны при сокращении интервалов, т. е. при увеличении числа пересевов. Однако у В. bassiana таких изменений не было, а у А. flavus спорообразование усиливалось. После этих повторных пересевов на культуральные среды первоначальные свойства грибов были восстановлены путем проведения через насекомое-хозяина. Вирулентность постепенно снижалась при последующих пересевах и восстанавливалась после проведения через насекомое. Степень снижения вирулентности была неодинаковой на разных средах.
Велицкая упоминает, что штаммы В. bassiana, наиболее вирулентные для насекомых, были также наиболее губительны для парамеций и повреждали семена кукурузы и в некоторых случаях парамеции можно использовать в качестве индикаторов при определении вирулентности грибов для насекомых.

Улучшение штаммов и сохранение вирулентности

Сообщалось об изменениях у грибов под действием физических и химических мутагенов в отношении физиологических особенностей и улучшения штаммов (в частности, в работах советских исследователей).
Евлахова и Мартенс и Евлахова получили вирулентные штаммы путем облучения рентгеновскими и гамма-лучами Co60, В. bassiana из бабочек Zeuzera pyrina и Cossus cossus и A. flavus из Locusta Migratoria были испытаны против Eurygaster integriceps и Cydia (Carpocapsa) pomonella. Облучение лучами Рентгена в дозе 1200—4000 и даже 40 рад было эффективно. Результат зависел от вида, от дозы и стадии развития гриба. Лучшие результаты были получены с молодыми культурами, снабженными мицелием в самом начале споруляции. При использовании этих разновидностей смертность, вызываемая В. bassiana, повышалась на 30—40%, но для A. flavus повышения не было. Вирулентность В. bassiana сохранялась на протяжении 7—10 поколений. Обработка ультразвуком и ультрафиолетовыми лучами не приводила к подавлению вирулентных штаммов.
Вирулентность штамма В. bassiana, полученного под действием гамма-лучей Co60, была не менее чем на 50% выше вирулентности исходного штамма, как показало испытание их против E. integriceps. Ехлахова и Швецова получали вирулентные штаммы В. bassiana при обработке ДДТ, линданом, гамма- и рентгеновскими лучами. Так, исходный штамм вызывал гибель 65% личинок 4-го возраста E. integriceps, а отобранный новый — 94—100%. Вирулентные штаммы, полученные Евлаховой и Швецовой, сохраняли высокую вирулентность на протяжении 7—10 или 15 поколений.
Робертс рекомендует использовать генетические методы для усиления вирулентности энтомопатогенных грибов до начала полевых опытов, предпочтительно перед использованием природных штаммов. Он предложил новые методы и возможности, например, выращивание мутантов на средах, содержащих жирные кислоты с короткой цепью, отбор спор, быстро прорастающих в присутствии соединений из экзокутикулы насекомых, усиление способности вырабатывать токсины, генетические перекомбинации и использование сигнальных генов.