Effect of Sulfur Dioxide as a Component of the Volatile Organic Compounds of Fungi of the Genus Lecanicillium on the Phytophagous Western Flower Thrips and Peach Aphid

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Earlier, using the MS7-200 quadrupole mass spectrometer developed by the IAP RAS, sulfur dioxide was detected as part of volatile organic compounds (VoCs) released into the air by entomopathogenic fungi (EPF) of the genus Lecanicillium. In this work, we evaluated the effect of this compound on such dangerous phytophages as the Western flower thrips Frankliniella occidentalis and the peach aphid Myzus persicae in low doses corresponding to the content of sulfur dioxide in the composition of VOCs over the growing mycelium of fungi. It was found that sulfur dioxide did not have a negative effect on female thrips F. occidentalis and their fertility when sulfur dioxide is injected into vials at concentrations of 9 and 17 ppm and kept for 2 hours. At a dose of 33 ppm, sulfur dioxide caused a 10% mortality of female thrips after 2 hours and 15.4% after 1 day, while a 36% decrease in female fertility was observed. Sulfur dioxide at concentrations of 17-33 ppm was nontoxic for peach aphid females after 2 hours. Aphid mortality at the level of 26% was noted after 2 days at a sulfur dioxide concentration of 33 ppm, while fertility decreased by 22%. At a dose of 23 ppm, sulfur dioxide reduced the fertility of aphids most significantly - by 30%. The data obtained indicate the influence of sulfur dioxide contained in the composition of fungal VOCs on the behavioral reactions of phytophages.

About the authors

G. V. Mitina

All-Russian Institute of Plant Protection

Author for correspondence.
Email: galmit@rambler.ru
Russian Federation, Shosse Podbel’skogo, 3, St. Petersburg-Pushkin 196608

E. A. Stepanycheva

All-Russian Institute of Plant Protection

Email: galmit@rambler.ru
Russian Federation, Shosse Podbel’skogo, 3, St. Petersburg-Pushkin 196608

Yu. A. Titov

Institute for Analytical Instrumentation of RAS

Email: galmit@rambler.ru
Russian Federation, ul. Ivana Chernykha 31-33, lit. А., Saint Petersburg, 198095

A. A. Choglokova

All-Russian Institute of Plant Protection

Email: galmit@rambler.ru
Russian Federation, Shosse Podbel’skogo, 3, St. Petersburg-Pushkin 196608

M. A. Cherepanova

All-Russian Institute of Plant Protection

Email: galmit@rambler.ru
Russian Federation, Shosse Podbel’skogo, 3, St. Petersburg-Pushkin 196608

A. G. Kuzmin

Institute for Analytical Instrumentation of RAS

Email: galmit@rambler.ru
Russian Federation, ul. Ivana Chernykha 31-33, lit. А., Saint Petersburg, 198095

References

  1. Boucias D.G., Lietze V, Teal P. Chemical signals that mediate insect-fungal interactions // Biocommunicat. Fungi, 2012. P. 305-336.
  2. Butt T.M., Coates C.J., Dubovskiy I.M., Ratcliffe N.A. Entomopathogenic fungi: new insights into hostpathogen interactions // Adv. Genet. 2016. V. 94. P. 307-364.
  3. Stepnowski P, Gotçbiowski M. Comparison of volatile compounds released by entomopathogenic fungi // Microbiol. Res. 2018. V. 214. P. 129-136.
  4. Lozano-Soria A., Picciotti U., Lopez-Moya F. et al. Organic compounds from entomopathogenic and nematophagous fungi, repel banana black weevil (Cosmopolitessordidus) // Insects. 2020. V. 11. № 8. P. 509528.
  5. Baleba S.B.S., Agbessenou A., Getahun M.N., Akutse K.S. Infection of the stable fly, Stomoxys calcitrans, L. 1758 (Diptera: Muscidae) by the entomopathogenic fungi Metarhizium anisopliae (Hypocreales: Clavicipitaceae) // Fungal Biol. 2021. V. 2. P. 1-16.
  6. Справочник пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ за 2022 год. М.: Изд-во Листерра, 944 с.
  7. Митина Г.В., Степанычева Е.А., Чоглокова А.А. Влияние разных видов энтомопатогенных грибов рода Lecanicillium на поведенческие реакции и выживаемость оранжерейной белокрылки Trialeurodes vaporariorum // Вестн. защиты раст. 2020. Т. 103. № 4. С. 265-268.
  8. Mitina G.V, Stepanycheva E.A., Choglokova A.A. Features of behavioral reactions of the peach aphid Myzus persicae (Sulzer, 1776) (Hemiptera, Aphididae) to volatile organic compounds of entomopathogenic fungi of the Genus lecanicillium // Entmol. Rev. 2021. V. 101. P. 1015-1023.
  9. Кузьмин А.Г., Титов Ю.А., Митина Г.В. Масс-спектрометрические исследования состава газовыделения живых организмов // Журн. тех. физики. 2022. Т. 92. № 7. С. 974-977.
  10. Riudavets J., Pons M.J., Gabarra R., Castané C., Alomar O., Vega L.F, Guri S. The toxicity effects of atmospheres with high content of carbon dioxide with addition of sulphur dioxide on two stored-product pest species: Sitophilus oryzae and Tribolium confusum // J. Stored Prod. 2014. V. 57. P. 58-62.
  11. Liu Y.B. Sulfur dioxide fumigation for postharvest control of mealybugs on harvested table grapes // J. Economic Entomol. 2019. V. 112. № 2. P. 597-602.
  12. Селиховкин А.В. Ответные реакции насекомых дендрофагов на воздействие промышленного загрязнения воздуха. Биосфера // Междисциплин. научн. и прикл. журн. по пробл. познания и сохранения биосферы. 2013. Т. 5. № 1. С. 47-76.
  13. Blackman R.L., Eastop VF. Aphids on the world’s crops. An Identification and information guide. Chichester: John Wiley& Sons, 2000. 414 p.
  14. Кузьмин А.Г., Титов Ю.А., Митина Г.В., Чоглокова А.А. Масс-спектрометрические исследования состава летучих органических соединений, выделяемых различными видами грибов рода Lecanicillium // Научн. приборостроение. 2021. Т. 31. № 4. С. 71-78.
  15. Митина Г.В., Степанычева Е.А., Петрова М.О. Влияние летучих соединений и экстрактов мицелия энтомопатогенных грибов на поведенческие реакции и жизнеспособность западного цветочного трипса Frankliniella occidentalis (Pergande) // Паразитология. 2019. Т. 53. № 3. С. 230-240.
  16. McNeil, S., Whittaker J.B. Air pollution and tree-dwelling aphids. Population dynamics of forest insects // Intercept. 1990. P. 195-208.
  17. Whittaker J.B. Insects and plants in a changing atmosphere // J. Ecol. 2001. V. 89. P. 507-518.
  18. Rashki M, Shirvani A. The effect of entomopathogenic fungus, Beauveria bassiana on life table parameters and behavioural response of Aphis gossypii // Bull. Insectol. 2013. V. 66. P. 85-91.
  19. Warrington S. Relationship between SO2 dose and growth of the pea aphid, Acyrthosiphonpisum, on peas // Environ. Pollut. 1987. V. 43. № 2. P. 155-162.
  20. Houlden G, McNeil S, Aminu-Kano M, Bell J.N. Air pollution and agricultural aphid pests. I: Fumigation experiments with SO2 and NO2 // Environ. Pollut. 1990. V. 67. № 4. P. 305-314.
  21. Liu Y.-B. Sulfur dioxide fumigation for postharvest control of mealybugs on harvested table grapes // J. Economic Entomol, 2019. V. 112. № 2. P. 597-602.
  22. Reitz S.R., Gao Y.L., Lei Z.R. Thrips: Pests of concern to China and the United States // Agricult. Sci. China. 2011. V. 10. P. 867-892

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 The Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».