vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2020-4-54-59vguit-2598Research ArticleПищевая биотехнологияFood biotechnologyТоксичность новых фунгицидов для эукариотических микроорганизмов, изолированных из кишечника продовольственно значимого опылителя овощных культур Bombus terrestris L.Toxicity of new fungicides for eukaryotic microorganisms isolated from the gut of the food-important vegetable pollinator Bombus terrestris L.https://orcid.org/0000-0001-9028-0613СыромятниковМ. Ю.SyromyatnikovM. Y.

к.б.н., доцент, ведущий научный сотрудник, лаборатория метагеномики и пищевых биотехнологий, ул. Сакко и Ванцетти, 72, г. Воронеж, 394036, Россия

Cand. Sci. (Biol.), associate professor, leading researcher, laboratory of metagenomics and food biotechnologies, 72 Sakko and Vanzetti str., Voronezh, 394036, Russia

mihan.vrn@mail.ruСавинковаО. В.SavinkovaO. V.

аспирант, кафедра генетики, цитологии и биоинженерии, Университетская пл. 1, г. Воронеж, 394018, Россия

graduate student, genetics, cytology and bioengineering department, 1 Universitetskaya sq., Voronezh, 394018, Russia

savinkova_olya@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1294-8686ПоповВ. Н.PopovV. N.

д.б.н., профессор, ректор, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

Dr. Sci. (Biol.), professor, rector, 19 Revolution Av., Voronezh, 394036, Russia

pvn77@list.ruВоронежский государственный университет инженерных технологийРоссияVoronezh State University of Engineering TechnologiesRussian FederationВоронежский государственный университетRussian FederationVoronezh State UniversityRussian Federation2020171120208245459Copyright © Сыромятников М.Ю., Савинкова О.В., Попов В.Н., 20212021Сыромятников М.Ю., Савинкова О.В., Попов В.Н.Syromyatnikov M.Y., Savinkova O.V., Popov V.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/2598

В настоящее время в мире наблюдается тенденция снижения численности опылителей, что уже является вопросом продовольственной безопасности. Шмели Bombus terrestris L. являются экономически значимыми опылителями овощей и других сельскохозяйственных культур. В последнее время было предположено, что резкому снижению численности насекомых-опылителей способствует синергетическое действие пестицидов и болезней, которые поражают опылителей. В данной работе нами было исследовано влияние новых биоразлагаемых фунгицидов на эукариотические микроорганизмы Penicillium commune и Rhodotorula mucilaginosa, изолированные из кишечника личинок Bombus terrestris L. В ходе проведенных исследований было показано, что исследованные новые фунгициды способны ингибировать рост как мицелиальных эукариотических микроорганизмов, так и дрожжевых эукариотических микроорганизмов. Среди исследованных веществ наиболее эффективным оказался фунгицид 2. Исследованные вещества избирательно токсичны только для эукариотических микроорганизмов и не оказывают выраженного токсического эффекта на животных, в частности насекомых и могут быть использованы для лечения инфекций насекомых-опылителей, вызванных грибковыми микроорганизмами. Было отмечено, что новые фунгициды более токсичны для дрожжей, чем для мицелиальных грибов.

Currently, there is a trend in decreasing of the number of pollinators, which is already a matter of food security. Bumblebees Bombus terrestris L. are economically important pollinators of vegetables and other agricultural crops. Recently, it has been suggested that the synergistic effect of pesticides and diseases that affect pollinators contributes to a sharp decline in the number of pollinators. In this work, we investigated the effect of new biodegradable fungicides on eukaryotic microorganisms Penicillium commune and Rhodotorula mucilaginosa isolated from the gut of Bombus terrestris L. larvae. It was shown that the new fungicides studied can inhibit the growth of both mycelial eukaryotic microorganisms and yeast eukaryotic microorganisms. Among the studied substances, the most effective was fungicide 2. The studied substances are selectively toxic only for eukaryotic microorganisms and do not have a toxic effect on animals, in particular insects, and can be used to treat insect pollinator infections caused by fungal microorganisms. It was noted that the new fungicides are more toxic to yeast than to mycelial fungi.

новые фунгицидыBombus terrestrisэукариотические микроорганизмыPenicillium communeRhodotorula mucilaginosaингибирование ростатоксичностьnew fungicidesBombus terrestriseukaryotic microorganismsPenicillium communeRhodotorula mucilaginosagrowth inhibitiontoxicityReferencesPotts S.G., Biesmeijer J.C., Kremen C., Neumann P. et al. Global pollinator declines: Trends, impacts and drivers // Trends Ecol. Evol. 2010. V. 25(6). P. 345–353. doi: 10.1016/j.tree.2010.01.007Potts S.G., Biesmeijer J.C., Kremen C., Neumann P. et al. Global pollinator declines: Trends, impacts and drivers. Trends Ecol. Evol. 2010. vol. 25. no. 6. pp. 345–353. doi: 10.1016/j.tree.2010.01.007Rhodes C.J. Pollinator decline – an ecological calamity in the making? // Sci. Prog. 2018. V. 101(2). P. 121–160. doi: 10.3184/003685018X15202512854527Rhodes C.J. Pollinator decline – an ecological calamity in the making? Sci. Prog. 2018. vol. 101. no. 2. pp. 121–160. doi: 10.3184/003685018X15202512854527Thomann M., Imbert E., Devaux C., Cheptou P.O. Flowering plants under global pollinator decline // Trends Plant Sci. 2013. V. 18(7). P. 353–359. doi: 10.1016/j.tplants.2013.04.002Thomann M., Imbert E., Devaux C., Cheptou P.O. Flowering plants under global pollinator decline. Trends Plant Sci. 2013. vol. 18. no. 7. pp. 353–359. doi: 10.1016/j.tplants.2013.04.002Klein A.M., Vaissiere B.E., Cane J.H., Steffan-Dewenter I. et al. Importance of pollinators in changing landscapes for world crops // Proc. Roy. Soc. B. 2007. V. 274(1608). P. 303–313. doi: 10.1098/rspb.2006.3721Klein A.M., Vaissiere B.E., Cane J.H., Steffan-Dewenter I. et al. Importance of pollinators in changing landscapes for world crops. Proc. Roy. Soc. B. 2007. vol. 274. no. 1608. pp. 303–313. doi: 10.1098/rspb.2006.3721Lu C., Warchol K.M., Callahan R.A. Sub-lethal exposure to neonicotinoids impaired honey bees winterization before proceeding to colony collapse disorder // Bulletin of Insectology. 2014. V. 67(1). P. 125–130.Lu C., Warchol K.M., Callahan R.A. Sub-lethal exposure to neonicotinoids impaired honey bees winterization before proceeding to colony collapse disorder. Bulletin of Insectology. 2014. vol. 67. no.1. pp. 125–130.Simon-Delso N, San Martin G, Bruneau E, Minsart L-A. et al. Honeybee colony disorder in crop areas: the role of pesticides and viruses // PLoS ONE. 2014. V. 9(7). e103073. doi: 10.1371/journal.pone.0103073Simon-Delso N, San Martin G, Bruneau E, Minsart L-A. et al. Honeybee colony disorder in crop areas: the role of pesticides and viruses. PLoS ONE. 2014. vol. 9. no. 7. e103073. doi: 10.1371/journal.pone.0103073Bryden J, Gill R.J., Mitton R.A., Raine N.E. et al. Chronic sublethal stress causes bee colony failure // Ecol Lett. 2013. V. 16(12). P. 1463–1469. doi: 10.1111/ele.12188Bryden J, Gill R.J., Mitton R.A., Raine N.E. et al. Chronic sublethal stress causes bee colony failure. Ecol Lett. 2013. vol. 16. no. 12. pp. 1463–1469. doi: 10.1111/ele.12188Fisher A., Coleman C., Hoffmann C., Fritz B. et al. The Synergistic Effects of Almond Protection Fungicides on Honey Bee (Hymenoptera: Apidae) Forager Survival // J. Econ. Entomol. 2017. V. 110(3). P. 802–808. doi: 10.1093/jee/tox031Fisher A., Coleman C., Hoffmann C., Fritz B. et al. The Synergistic Effects of Almond Protection Fungicides on Honey Bee (Hymenoptera: Apidae) Forager Survival. J. Econ. Entomol. 2017. vol. 110. no. 3. pp. 802–808. doi: 10.1093/jee/tox031Raimets R., Karise R., Mand M., Kaart T. et al. Synergistic interactions between a variety of insecticides and an ergosterol biosynthesis inhibitor fungicide in dietary exposures of bumble bees (Bombus terrestris L.) // Pest Manag. Sci. 2018. V. 74(3). P. 541–546. doi: 10.1002/ps.4756Raimets R., Karise R., Mand M., Kaart T. et al. Synergistic interactions between a variety of insecticides and an ergosterol biosynthesis inhibitor fungicide in dietary exposures of bumble bees (Bombus terrestris L.). Pest Manag. Sci. 2018. vol. 74. no. 3. pp. 541–546. doi: 10.1002/ps.4756Zhu Y.C., Yao J.X., Adamczyk J., Luttrell R. Feeding toxicity and impact of imidacloprid formulation and mixtures with six representative pesticides at residue concentrations on honey bee physiology (Apis mellifera) // PLoS ONE. 2017. V. 12(6). e0178421. doi: 10.1371/journal.pone.0178421Zhu Y.C., Yao J.X., Adamczyk J., Luttrell R. Feeding toxicity and impact of imidacloprid formulation and mixtures with six representative pesticides at residue concentrations on honey bee physiology (Apis mellifera). PLoS ONE. 2017. vol. 12. no.6. e0178421. doi: 10.1371/journal.pone.0178421Sgolastra F., Medrzycki P., Bortolotti L., Renzi M.T. et al. Synergistic mortality between a neonicotinoid insecticide and an ergosterol-biosynthesis-inhibiting fungicide in three bee species // Pest Manag. Sci. 2017. V. 73(6). P. 1236–1243. doi: 10.1002/ps.4449Sgolastra F., Medrzycki P., Bortolotti L., Renzi M.T. et al. Synergistic mortality between a neonicotinoid insecticide and an ergosterol-biosynthesis-inhibiting fungicide in three bee species. Pest Manag. Sci. 2017. vol. 73. no. 6. pp. 1236–1243. doi: 10.1002/ps.4449Degrandi-Hoffman G., Chen Y., Dejong W.E., Chambers M.L. et al. Effects of Oral Exposure to Fungicides on Honey Bee Nutrition and Virus Levels // J Econ Entomol. 2015. V. 108(6). P. 2518–2528. doi: 10.1093/jee/tov251Degrandi-Hoffman G., Chen Y., Dejong W.E., Chambers M.L. et al. Effects of Oral Exposure to Fungicides on Honey Bee Nutrition and Virus Levels. J Econ Entomol. 2015. vol. 108. no. 6. pp. 2518–2528. doi: 10.1093/jee/tov251Lopez J.H., Krainer S., Engert A., Schuehly W. et al. Sublethal pesticide doses negatively affect survival and the cellular responses in American foulbrood-infected honeybee larvae // Sci. ReP. 2017. V. 7. P. 40853. doi: 10.1038/srep40853Lopez J.H., Krainer S., Engert A., Schuehly W. et al. Sublethal pesticide doses negatively affect survival and the cellular responses in American foulbrood-infected honeybee larvae. Sci. ReP. 2017. vol. 7. pp. 40853. doi: 10.1038/srep40853Grassl J., Holt S., Cremen N., Peso M. et al. Synergistic effects of pathogen and pesticide exposure on honey bee (Apis mellifera) survival and immunity // J. Invertebr. Pathol. 2018. V. 159. P. 78–86. doi: 10.1016/j.jip.2018.10.005Grassl J., Holt S., Cremen N., Peso M. et al. Synergistic effects of pathogen and pesticide exposure on honey bee (Apis mellifera) survival and immunity. J. Invertebr. Pathol. 2018. vol. 159. pp. 78–86. doi: 10.1016/j.jip.2018.10.005Aufauvre J., Biron D.G., Vidau C., Fontbonne R. et al. Parasite-insecticide interactions: A case study of Nosema ceranae and fipronil synergy on honeybee // Sci. ReP. 2012. V. 2. P. 326. doi: 10.1038/srep00326Aufauvre J., Biron D.G., Vidau C., Fontbonne R. et al. Parasite-insecticide interactions: A case study of Nosema ceranae and fipronil synergy on honeybee. Sci. ReP. 2012. vol. 2. pp. 326. doi: 10.1038/srep00326White T.J., Bruns T., Lee S., Taylor J. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics // In: PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications. New York: Academic Press. 1990. V. 18. P. 315–322.White T.J., Bruns T., Lee S., Taylor J. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. In: PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications. New York: Academic Press. 1990. vol. 18. pp. 315–322.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.