Molecular genetic analysis of the spread of resistance to organophosphate insecticides and pyrethroids in populations of the Colorado potato beetle in the Republic of Bashkortostan

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. We analyzed the spread of mutations in the gene ache - acetylcholinesterase responsible for resistance to the organophosphate insecticides, and in the gene ldvssc1 - electron-sensitive sodium channel, providing kdr-like resistance to pyrethroids in different regions of Republic of Bashkortostan. Materials and methods. Each group included 30-50 overwintered beetles. DNA from beetles was isolated by phenol-chloroform method. Amplification and analysis of genes ache and ldvssc1 were held by bi-PASA (bi-directional PCR amplification of specific allele) according to (Clark et al., 2001). Evaluation of susceptibility to the set of insecticides from classes of POI (aktellik), pyrethroids (decis) was carried out by topical infliction of ethanol solutions of insecticides (1 ml per individual) on the thorax of adults. Diagnostic concentrations of insecticides corresponding with this manner of treatment were determined in the preliminary experiments. Results. In the localities included in the group of southern and eastern regions, frequency distributions coincided. North-western and central group showed excess of phenotypes resistant to organophosphate insecticides compared with a share of genotypes carrying the mutant allele achе, and reducing the incidence of phenotypes resistant to pyrethroids, compared with the frequency of genotypes carrying the mutant allele ldvssc1. Conclusion. The interpretation of these results implies a significant contribution of some unknown component causing the increased level of non-specific resistance to organophosphate insecticides that can be associated with metabolic stability and also with structure and density of the beetle integuments. It should be noted that individuals carrying the mutant allele, providing resistance to pyrethroids, apparently did not have high adaptability, which may be the reason for this discrepancy in the frequencies of occurrence. Polymorphism and mutations in genes controlling metabolism (in particular, a family of genes of cytochrome P 450) should be studied to elucidate the genetic basis of Colorado potato beetle resistance in the territory of the Republic of Bashkortostan.

About the authors

Liana Akhnafovna Syrtlanova

Institute of Biochemistry and Genetics, Ufa Scientific Center RAS

Email: SLian4ik@mail.ru
postgraduate student, Laboratory of Physiological Genetics

Konstantin Albertovich Kitaev

Institute of Biochemistry and Genetics, Ufa Scientific Center RAS

Email: cordek@ya.ru
Researcher, PhD in biology, Laboratory of Physiological Genetics

References

  1. Clark J. M., Lee S. H., Kim H. J. et al. (2001) DNA-based genotyping techniques for the detection of point mutation associated with insecticide resistance in Colorado potato beetle Leptinotarsa decemlineata. Pest Management Science. V. 57: Р. 968-974.
  2. Piiroinen S., Lidstrom L., Lyytinen A. et al. (2013) Pre-invasion history and demography shape the genetic variation in insecticide resistance-related acetilcholinesterase 2 gene in the Colorado potato beetle. Evolutionary Biology. V. 13: P. 1-13.
  3. Revuelta L., Ortego F., Díaz-Ruíz J. R. et al. (2011) Contribution of Ldace1 gene to acetylcholinesterase activity in Colorado potato beetle. Insect Biochem. Mol. Biol. V. 41 (10): P. 795-803.
  4. The Database of Arthropods Resistance to Pesticides. Cited 29.04.2015. URL: http://www.pesticideresistance.org.
  5. Williamson M. S., Martin-Torrez D., Hick C. A. (1996) Identification of mutations in the housefly para-type sodium channel gene associated with knockdown resistance (kdr) to pyrethroid insecticides. Molecular and General Genetics. V. 252: P. 51-60.
  6. Zhu K. Y., Clark J. M. (1997) Validation of a point mutation of acetylcholinesterase in Colorado potato beetle by polymerase chain reaction coupled to enzyme inhibition assay. Pesticide Biochemistry and Physiology. V. 57: P. 28-35.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2015 Syrtlanova L.A., Kitaev K.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


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».