На фото: цикадка пенница слюнявая Philaenus spumarius является переносчиком возбудителя болезни Пирса – бактерии Xylella fastidiosa, которая очень опасна для виноградарства.
Переносчиками опасных возбудителей, в том числе болезни Пирса, у винограда зачастую служат сосущие насекомые. Исследователи из JKI анализируют пищевое поведение цикадок, чтобы определить риск заболевания для виноградарства.
Воздействие Xylella fastidiosa на выращивание оливковых деревьев в южной Италии было разрушительным: эта аэробная грамотрицательная бактерия в регионе Апулия уничтожила миллионы деревьев. Она блокирует ткани проводящей системы пораженных растений, в результате чего растения со временем засыхают и погибают.
Читайте здесь: Бактерия, вызывающая болезнь Пирса в США, обнаружена во Франции
Разносчиком бактерии являются цикадки, которые высасывают питательные вещества из данного вида путей (то есть из ксилемы). Проблема для мирового сельского хозяйства состоит в том, что X. fastidiosa поражает не только оливковые деревья, но и более 300 других видов растений, включая виноградные лозы. Также на виноградниках встречаются и другие вида сосущих цикадок, блокирующих проводящие пути ксилемы.
На фото: личинки цикадки-пенницы развиваются в пенных гнездах, которые регулируют влажность и температуру, а также защищают их от хищников
Подробнее читайте здесь: Цикадки на винограднике – повреждения и меры борьбы
«Все виды цикад, сосущих ксилему, обладают базовой способностью поглощать и переносить бактерии из растительного сока», — объясняет Анна Маркхайзер из Института Юлиуса Кюна (JKI), Федерального научно-исследовательского института культурных растений. Ее исследовательская работа совместно с коллегами из Италии и Испании разработала стандарт для анализа пищевого поведения ксилемных цикадок с помощью графика электрического проникновения (Electrical Penetration Graph, EPG), затем с помощью EPG проанализировано, как и с какой скоростью происходжит процесс питания у уже известного переносчика бактерии у оливковых деревьев, цикадки Philaenus spumarius, а также анализируются потенциальные новые переносчики у виноградных растений.
На фото: нимфа цикадки-пенницы
Сосательное поведение разных видов цикадок можно сравнить с помощью волновой картины EPG - от частоты, с которой насекомые протыкают растение своим хоботком (стилетом), до интенсивности питания в ксилеме. Это позволяет глубже понять биологию передачи и экологию X. fastidiosa и ее переносчиков.
Результаты исследования были недавно опубликованы в Журнале прикладной энтомологии, ознакомиться можно здесь.
Показано, что встречающиеся в Европе пенные цикадки и цикадки Cicadellidae, являющиеся одними из самых распространенных ксилемных цикадок, демонстрируют разную динамику питания на кустах винограда. Это говорит о разном риске передачи бактерии этими группами.
На европейской части был установлен и подтвержден как переносчик на виноградных лозах только вид P. spumarius. Этот вид цикадок также широко распространен в Германии, однако никаких подтверждений появления на немецких виноградниках X. fastidiosa не было подтверждено. Таким образом, Германия в настоящее время считается благополучной по заражению и распространению болезни Пирса.
Помимо X. fastidiosa, цикадки также являются переносчиками других возбудителей болезней растений. Таким образом, методология Института защиты растений JKI в области плодоводства и виноградарства используется для понимания ассоциации растений-хозяев-переносчиков ксилемных цикадок. Например, к ним относится корневая цикадка Pentastiridius leporinus, которая передает разрушительную болезнь синдром Basses Richesses (SBR) сахарной свекле и картофелю.
Электропенетография
На фото: рододендрон-цикадка (Graphocephala fennahi) соединена проводом с измерителем EPG. Если цикадка уколет виноградный лист, на котором сидит, то потечет электричество. Полученная волновая картина позволит сделать выводы о питании цикадки.
Сосущие насекомые, такие как цикадки, тля или трипсы, протыкают растение своим стилетом, как соломинкой, чтобы получить воду и питательные вещества. В электропенетографии насекомые подключаются к электрической цепи, которая замыкается, как только стилет достигает проводящих его сока растения. При измерении электрического тока создаются характерные волновые узоры, которые можно отнести к различным действиям процесса сосания, таким как прокалывание различных типов тканей, слюноотделение или глотание.
Поскольку насекомые могут служить переносчиками опасных болезней, этот метод используется для исследования взаимодействия между растением-хозяином, переносчиком и патогеном.
По материалам Института Юлиуса Кюна (JKI), Германия
