Endophytic strain Bacillus subtilis 26D promotes Solanum tuberosum L. defense against Leptinotarsa decemlineata say

The effect of endophytic Bacillus subtilis (strains 10-4, 26D) and their compositions with salicylic acid (SA) on some resistance and quality traits of stored potatoes infected with Fusarium dry rot were studied. The experiments were carried out on hydroponically grown Solanum tuberosum L. tubers that were infected before storage with Fusarium oxysporum and coated with B. subtilis 10-4, 26D with and without exogenous SA, and then stored for six months. It has been shown that 10-4, 26D, 10-4 + SA, and 26D + SA reduced in different levels (up to 30–50%) the incidence of F. oxysporum-caused dry rot (with the highest effect for 10-4 + SA). SA notably enhanced the positive effect of 10-4, while for 26D, such an effect was not observed. All of the tested treatments increased amylase (AMY) and AMY inhibitors activity in infected tubers, while decreased Fusarium-induced protease activity (except in the case of 10-4 + SA, which promoted a slight increase) was revealed. 10-4, 26D, and their compositions with SA decreased (in different degrees) the pathogen-caused lipid peroxidation, proline, and reducing sugars accumulation in potatoes after long-term storage. It was also discovered 10-4 and 26D, regardless of SA presence, decrease pathogen-induced glycoalkaloids α-Solanine and α-Chaconine accumulation and preserved increased levels of starch and total dry matter in infected stored potatoes. The findings indicate endophytic B. subtilis and its compositions with SA is a promising eco-friendly and bio-safe approach to cope with postharvest decays of potato during long-term storage; however, when developing preparations-compositions it should take into account the strain-dependent manner of B. subtilis action together with SA.

Download Full-text

РЕАКЦИЯ ЗАЩИТНОЙ СИСТЕМЫ И ИЗМЕНЕНИЯ В СОСТАВЕ КИШЕЧНЫХ СИМБИОНТОВ КОЛОРАДСКОГО ЖУКА LEPTINOTARSA DECEMLINEATA SAY ПОД ВЛИЯНИЕМ ЭНДОФИТНЫХ БАКТЕРИЙ РОДА BACILLUS, "Журнал эволюционной биохимии и физиологии"

Журнал эволюционной биохимии и физиологии ◽

10.7868/s0044452918040063 ◽

2018 ◽

pp. 264-270

Author(s):

А.В. Сорокань ◽

Г.В. Беньковская ◽

Д. К. Благова ◽

Т.И. Максимова ◽

И.В. Максимов

Keyword(s):

Bacillus Subtilis ◽

Bacillus Thuringiensis ◽

Leptinotarsa Decemlineata ◽

Leptinotarsa Decemlineata Say ◽

Acinetobacter Spp

Насекомые-фитофаги и растения-хозяева обладают набором микросимбионтов, с которыми составляют единую коэволюционирующую систему. Комплекс микросимбионтов принимает активное участие в стресс-ответе макросимбионта. Нами выявлено, что обработка растений картофеля эндофитными штаммами бактерий Bacillus thuringiensis var. thuringiensis (B-5689), B. th. var. kurstaki (B-5351) и Bacillus subtilis 26Д снижает выживаемость на них колорадского жука Leptino- tarsa decemlineata Say. Штаммы B. th. подавляли активность фенолоксидаз и ацетилхолинэстеразы в гемолимфе колорадского жука. Обнаружено антагонистическое взаимодействие эндофитной бактерии B. subtilis 26Д с симбиотическими бактериями колорадского жука из рода Acinetobacter и Enterobacter, при этом Acinetobacter spp. подавлял рост колоний эндофитов. Рекомбинантный штамм B. subtilis 26ДСгу, содержащий ген -эндотоксина crylla из B. th. var. kurstaki, сочетал способность исходного штамма B. subtilis 26Д подавлять развитие симбионтов жука и иммунные реакции насекомого с продукцией Cry-токсина, что и приводило к высокой смертности фитофага.

Download Full-text

ХИЖИЙ КЛОП PERILLUS BIOCULATUS (HETEROPTERA, PENTATOMIDAE) ЯК АГЕНТ БІОЛОГІЧНОГО ЗАХИСТУ РОСЛИН

Ukrainian Entomological Journal ◽

10.15421/282010 ◽

2020 ◽

Vol 18 (1-2) ◽

pp. 80-87

Author(s):

V. P. Barkar ◽

T. Yu. Markina

Keyword(s):

Solanum Tuberosum ◽

Leptinotarsa Decemlineata ◽

Galleria Mellonella ◽

Solanum Tuberosum L ◽

Tenebrio Molitor ◽

Perillus Bioculatus ◽

Heteroptera Pentatomidae

Наведено аналіз наукових літературних джерел щодо еколого-біологічних особливостей хижого клопа Perillus bioculatus (Fabricius, 1775) – відомого ентомофага колорадського жука (Leptinotarsa decemlineata Sаy, 1824). Розглянуто доцільність використання даного виду як агента біологічного захисту рослин, зокрема насаджень картоплі (Solanum tuberosum L, 1753). Проаналізовано вітчизняний та европейський досвід акліматизації клопів у 60–70 роках ХХ сторіччя. В Україні локальні популяції Perillus bioculatus виявлені в Степу та Лісостепу, що вказує на екологічну гнучкість та адаптацію виду до місцевих умов, їх сприятливість для його повноцінного розвитку. На цей час біологічні особливості периллюса вивчено досить детально, що є підставою для його господарського використання. Трофічна спеціалізація клопа– представники родини листоїди, зокрема колорадський жук, але у країнах Європи спостерігається живлення іншими видами комах. У другій половині минулого сторіччя в багатьох країнах розпочались активні дослідження з визначення можливостей штучного розведення даного виду Perillus bioculatus як агента біологічного захисту рослин. Особливну увагу було приділено умовам зберігання особин. Оптимальним режимом утримання клопів є: температура повітря – +25–27°С, відносна вологість повітря – 70–75%, фотоперіод – 16 годин день/8 годин ніч. Як свідчить досвід вітчизняної технічної ентомології, для годування клопа у штучних умовах можливе використання личинок мучного хрущака (Tenebrio molitor Linnaeus, 1758.) та великої вощинної молі (Galleria mellonella Linnaeus, 1758). Відзначено перспективність виготовлення штучних поживних сумішей. Для вирощування клопа цілком придатним є обладнання, що використовується для розведення інших ентомофагів. Для потреб біометоду найдоцільніше використання клопа в личинковій стадії, оскільки дорослі комахи здатні покидати місця випуску, особливо за своєї високої щільності. Проте, ефективної технології масового розведення та використання даного виду до цього часу не існує.

Download Full-text

A Day in the Life: Identification of Developmentally Regulated MicroRNAs in the Colorado Potato Beetle (Leptinotarsa decemlineata; Coleoptera: Chrysomelidae)

Journal of Economic Entomology ◽

10.1093/jee/toaa020 ◽

2020 ◽

Vol 113 (3) ◽

pp. 1445-1454

Author(s):

K F Wiebe ◽

O O Elebute ◽

C M R LeMoine ◽

B J Cassone

Keyword(s):

Colorado Potato Beetle ◽

Leptinotarsa Decemlineata ◽

Developmental Stages ◽

Early Stage ◽

Control Strategies ◽

Solanum Tuberosum L ◽

Potato Beetle ◽

Important Pest ◽

Leptinotarsa Decemlineata Say ◽

Potential Applications

Abstract The Colorado potato beetle (Leptinotarsa decemlineata (Say)) is an important pest of the cultivated potato (Solanum tuberosum (L.) [Solanales: Solanaceae]). With its broad resistance toward commonly used insecticides, it is clear that more sophisticated control strategies are needed. Due to their importance in insect development, microRNAs (miRNAs) represent a potential tool to employ in insect control strategies. However, most studies conducted in this area have focused on model species with well-annotated genomes. In this study, next-generation sequencing was used to catalogue the miRNAs produced by L. decemlineata across all eight stages of its development, from eggs to adults. For most stages, the length of miRNAs peaked between 21 and 22 nt, though it was considerably longer for the egg stage (26 nt). Global profiling of miRNAs revealed three distinct developmental clusters: 1) egg stage; 2) early stage (first, second, and third instar); and 3) late stage (fourth instar, prepupae, pupae, and adult). We identified 86 conserved miRNAs and 33 bonafide novel miRNAs, including stage-specific miRNAs and those not previously identified in L. decemlineata. Most of the conserved miRNAs were found in multiple developmental stages, whereas the novel miRNAs were often stage specific with the bulk identified in the egg stage. The identified miRNAs have a myriad of putative functions, including growth, reproduction, and insecticide resistance. We discuss the putative roles of some of the most notable miRNAs in the regulation of L. decemlineata development, as well as the potential applications of this research in Colorado potato beetle management.

Download Full-text

A Meridic Diet for the Colorado Potato Beetle, Leptinotarsa decemlineata (Say)

Journal of Entomological Science ◽

10.18474/0749-8004-32.4.430 ◽

1997 ◽

Vol 32 (4) ◽

pp. 430-444 ◽

Cited By ~ 3

Author(s):

John M. Domek ◽

William W. Cantelo ◽

Kenneth L. Deahl

Keyword(s):

Amino Acids ◽

Colorado Potato Beetle ◽

Leptinotarsa Decemlineata ◽

Adult Stage ◽

Solanum Tuberosum L ◽

Egg Albumin ◽

Potato Beetle ◽

Leptinotarsa Decemlineata Say ◽

Potato Flakes ◽

Meridic Diet

Foliage of the potato, Solanum tuberosum (L.), was analyzed previously to determine its nutritional content. This information was used to help develop a meridic diet for rearing the Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata Say. Various test diets were prepared, and types and concentrations of proteins, amino acids, carbohydrates, and ascorbic acid were tested for their influence on growth and weight gain of larvae reared from the egg stage on diet. At 2.8% protein or less, neither egg albumin nor casein produced adult beetles. Adults were reared with casein concentrations of 3.0 and 4.2%, but not at 5% casein. An abbreviated list of foliar amino acids was as effective as the complete foliar complement in the rearing of adults. Oat flour or potato flakes were suitable carbohydrate sources for rearing to the adult stage. The composition of a meridic diet is presented which was used for rearing the Colorado potato beetle from the egg to the adult stage, in the absence of host plant material.

Download Full-text