Prof. RNDr. Ing. F. Kocourek, CSc. Ing. J. Stará, PhD. Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i.
navázání insekticidu na cílové místo narušení nervového systému, trvalá excitace, smrt
hmyz se místu ošetřenému insekticidem vyhne
zpomalení nebo zabránění průchodu insekticidu více času na postupnou detoxifikaci
pesticid je navázán na enzym a transportován mimo cílové místo, např. do tukového tělesa využití toxinu na svou obranu – např. Danaus plexipus
bodová mutace v cílovém místě působení insekticidu (záměna báze nukleotidu, záměna aminokyseliny, změna terciální struktury proteinu)
degradace pesticidu specifickými detoxifikačními enzymy
1) metody biologické (kontaktní –
topikální, tarsální, ponořovací test; požerový test) 2) metody genetické (detekce bodových mutací genů – PCR) 3) metody metabolické (proteomické – detekce enzymů a jejich aktivity)
hodnocení mortality stanovení tzv. střední letální koncentrace (LC50) porovnání LC50testované populace a LC50 citlivé
populace stanovení indexu rezistence RR = LC50 rezistentní populace/LC50 citlivé populace škůdce) - čím vyšší je RR, tím vyšší je úroveň rezistence
testované populace k danému přípravku
Prokázání výskytu rezistentních populací škůdců v ČR: obaleč jablečný (biologické metody) juvenoidy, inhibitory tvorby chitinu, organofosfáty mandelinka bramborová (genetické metody) pyretroidy, organofosfáty blýskáček řepkový (biologické metody) pyretroidy
testování rezistence k přípravkům s ovicidním i larvicidním účinkem použití biologických metod hodnocení •
testy účinnosti na housenky L5 - topikální aplikace
•
testy účinnosti na housenky L1 - ošetření semisyntetické diety a následné vysazení housenek
•
testy účinnosti na vajíčka – ošetření zaizolovaných větví jabloní a následné vypuštění dospělců k nakladení vajíček
9
mortalita (probit)
8
7
6
5
4
3 2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
dávka (log ppm)
citlivá populace (černá), SČ (zelená), JM (červená)
Obaleč jablečný - zjištěné výsledky -u lokálních populací prokázána mnohočetná (multiple)
rezistence k juvenoidům, inhibitorům tvorby chitinu a organofosfátům: Insegar 25 WG RR=14,21 (jižní Morava)
Nomolt 15 SC RR=7,89 (jižní Morava) RR=3,38 (střední Čechy) Zolone 35 EC RR=4,73 (jižní Morava) RR = 1,87 (střední Čechy) Stará J., Kocourek F. 2007: Insecticidal Resistance and Cross-Resistance in Populations of Cydia pomonella (Lep.: Tortricidae) in Central Europe, Journal of Economic Entomology 100: 1587-1595
1. pyretroidy I (ether pyrethroidy) (Trebon) 2. pyretroidy II (ester pyrethroidy) (Cyper, Alimethrin, Alfamethrin, Vaztak, Karate, Decis, Talstar) 3. neonikotinoidy (Mospilan, Calypso) 4. organofosfáty (Actellic, Reldan, Nurelle) 5. inhibitory syntézy chitinu (Alsystin, Dimilin, Nomolt)
6. juvenoidy (Insegar) 7. MAC (Integro) 8. směsné přípravky na bázi organofosfátů a pyretoridů(Nurelle) 9. oxadiaziny (Stocker, Explicit plus, Steward) 10. biologické přípravky (Biobit) 11. přípravky na bázi feromonů (Isomate C plus, Isomate CLR)
• použití metod molekulární diagnostiky Bi-PASA a RFLP pro detekci
rezistence: • k pyretroidům • výskyt bodové mutace báze C na T, která vede ke změně aminokyseliny leucin na fenylalanin (L1014F) v genu Vssc1 (voltage-sensitive sodium channel gene) • k organofosfátům • výskyt bodové mutace báze A na G, která vede ke změně aminokyseliny serin na glycin (S291G) v genu AChE
S allele = citlivá alela
R allele = rezistentní alela
Sekvenování – zjištění výskytu mutací ve vybraném úseku genu
Detekce rezistentních genotypů metodou Bi-PASA
u lokálních populací ze středních a východních Čech prokázána multiple rezistence k pyretroidům a organofosfátům podíl homozygotů rezistentních k pyretroidům
- 20.0% - 22.9% podíl homozygotů rezistentních k organofosfátům - 52.9% - 66.7% podíl homozygotů rezistentních k pyretroidům i k organofosfátům - 8.6% -13.6%
Mandelinka bramborová - zjištěné výsledky Metody molekulární diagnostiky RFLP a Bi-PASA umožňují
monitoring rezistentních alel v přírodních populacích škůdců Na třech polních populacích mandelinky bramborové byla zjištěna výrazně vyšší frekvence rezistentních alel k organofosfátům než frekvence rezistentních alel k pyretroidům Biologická účinnost organofosfátů i pyretroidů byla u těchto populací v polních podmínkách nedostatečná
Zichová T., Kocourek F., Salava J., Naďová K., Stará J. 2010: Detection of resistance to organophosphates and pyrethroids in Central European Leptinotarsa decemlineata (Coleoptera: Chrysomelidae) populations by molecular methods, Pest Management Science, 66(8): 853-860
1. pyretroidy (Vaztac, Agrion delta, Alfamethrin, Alimetrin, Bulldock, Cyper, Decis, Fast, Fury, 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Karate, Mavrik) organofosfáty (Metanion) neonikotinoidy (Biscaya, Calypso, Mospilan) inhibitory tvorby chitinu (Nomolt) směsné přípravky (Nurelle, Bonus) thiazoly (Actara) botanické insekticidy (NeemAzal) Spintor
použití biologických metod – topikální aplikace na dospělce zahájení výzkumu pomocí proteomických metod testování rezistence k pyretroidům a k organofosfátům
Karlštejn Decis
100 80
60
Talstar
40 20
Trebon
0
Cyperkill
Karate
Hrádek nad Nisou Decis
100 80 60
Talstar
40 20
Trebon
0
Cyperkill
Karate
Sobotice Decis
100 80 60
Talstar
40 20
Trebon
0
Cyperkill
Karate
Kohoutov Decis
100 80 60
Talstar
40 20
Trebon
0
Cyperkill
Karate
lambda-cyhalothrin, cypermethrin
100 R = 0,790
90 80
R = 0,658
70 60 50 40 30 20
lambda-cyhalothrin
10
cypermethrin
0 0
10
20
30
40
50
60
deltamethrin
70
80
90
100
A. Karlštejn, 1. Plástovice, 2. Novosedly, 3. Lety, 4. Kakejcov, 5. Habry, 6. Praha – Ruzyně, 7. Kladruby, 8. Hradčany, 9. Luštěnice, 10. Budyně nad Ohří, 11. Popovice, 12. Kohoutov, 13. Noviny, 14. Sobotice, 15. Dolní Kalná, 16. Huntířov, 17. Hrádek nad Nisou
350
deltamethrin 300
etofenprox
index rezistence
250
lambdacyhalothrin cypermethrin
200
bifenthrin
150
100
50
0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
lokality
11
12
13
14
15
16
17
18
100
deltamethrin 90
etofenprox 80
lambdacyhalothrin cypermethrin
index rezistence
70 60
bifenthrin
50 40 30
20 10 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
lokality
11
12
13
14
15
16
17
18
Organofosfáty: • 100% účinnost na vzorky ze všech testovaných lokalit Pyrethroidy: • účinnost rozdílná v závislosti na lokalitě • rozdílný stupeň rezistence k jednotlivým účinným látkám pyretroidů – možnost střídání účinných látek pyretroidů mezi sebou • silná korelace mezi deltamethrinem, lambdacyhalothrinem a cypermethrinem(cross — rezistence) • slabá korelace mezi touto skupinou pyretroidů a pyretroidy etofenprox a bifentrin Stará J., Kocourek F. 2010: Rozdíly v úrovni rezistence lokálních populací blýskáčka řepkového k pyretroidům z území Čech, Úroda 12: 21-25
Identifikace detoxifikačních enzymů: GST, P450 a monooxygenázy
neonikotinoidy (Mospilan, Calypso, Biscaya) organofosfáty (Actellic) pyretroidy I (ether pyrethroidy) (Trebon) pyretroidy II (ester pyrethroidy) (Cyperkill, Alimethrin, Cyper, Alfamethrin, Vaztak, Fury, Karate, Decis, Bulldock, Mavrik, Rapid) 5. pyretroidy III (ester pyretroidy bez α-cyano skupiny) Talstar 1. 2. 3. 4.
• Rámcová směrnice Evropského parlamentu a Rady o
udržitelném využívání pesticidů • Zavedení obecných zásad integrované ochrany rostlin
podle přílohy III u všech profesionálních uživatelů nejpozději do 1.1.2014 (COM 2006/373)
• Poskytování informací zemědělcům o hrozbě rezistence
konkrétního škůdce a o strategiích, jak dalšímu vývoji rezistence zabránit • Získávání informací o problematice rezistence od výrobců pesticidů a vyhodnocování získaných údajů • Doporučení nesnižovat aplikovanou dávku přípravku • Doporučení střídání přípravků z různých skupin účinných látek v závislosti na druhu škůdce (strategie založena na rozdílném mechanismu účinku)
• používat pesticidy v minimální míře
• nepoužívat perzistentní pesticidy, které jsou dlouhodobě přítomny v prostředí • střídat pesticidy z různých skupin účinných látek, střídat pesticidy s různým mechanismem
účinku
• vytváření refugií, tj. určitého podílu plochy plodiny, která nebude pesticidy ošetřena (takové
plochy umožňují udržovat v populaci jedince citlivé k pesticidu a zpomalují tak rozvoj rezistence
• používat tank-mix přípravků pouze v případě, že je takový způsob použití povolen výrobcem;
nepoužívat tank-mix přípravků se stejným mechanismem účinku • aplikovat pesticidy pouze v případě překročení prahových hodnot, aplikace pouze na plochy, kde byly prahové hodnoty překročeny (selektivní ošetření, okrajové ošetření) • aplikaci přípravků nutno přizpůsobit teplotním podmínkám, tj. ošetřovat u pyretroidů při teplotách pod 20 °C, u organofosfátů nad 15 °C.
Děkuji za pozornost
