Rostoucí rezistence mandelinky bramborové vůči insekticidům v ČR

27. 07. 2018 Prof. RNDr. Ing. František Kocourek, CSc., Ing. Jitka Stará, Ph.D.; Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i., Praha-Ruzyně Škůdci Zobrazeno 2857x

Mandelinka bramborová patří ve světě ke škůdcům s nejvyšší pravděpodobností rozvoje rezistence vůči insekticidům. Také v ČR mandelinka selektuje postupně populace rezistentní vůči širokému spektru účinných látek přípravků. V roce 2017 byla prvním rokem za podpory MZe zahájena expertní činnost „Plošný monitoring rezistence vybraných škůdců vůči účinným látkám pesticidů na území ČR v roce 2017“.

V tomto příspěvku uvádíme přehled výsledků hodnocení účinnosti 5 vybraných účinných látek přípravků na 9 lokálních populacích mandelinky bramborové a výsledky srovnáváme s hodnocením účinnosti přípravků v letech 2008 až 2013. Vlivem narůstající rezistence vůči insekticidům ztrácí postupně přípravky účinnost a je nutné aktualizovat doporučenou antirezistentní strategii na základě pravidelného plošného monitoringu rezistence.

Vývoj rezistence mandelinky bramborové

Ve světě byla postupně zaznamenána rezistence mandelinky vůči všem používaným skupinám účinných látek insekticidů. Nejprve byla rezistence mandelinky zaznamenána vůči DDT a dalším chlorovaným uhlovodíkům. V následujícím období byla rezistence zjišťována postupně vůči většině používaných skupin, vůči organofosfátům, pyretroidům, neonikotinoidům, ale i vůči toxinu z Bacillus thuringiensis a vůči abamectinu a spinosadu.

V České republice v druhé polovině minulého století byly v ochraně brambor proti mandelince používány nejprve chlorované uhlovodíky (DDT, HCH), následně organofosfáty a karbamáty a potom pyretroidy. Vůči všem uvedeným skupinám účinných látek insekticidů byly postupně vyselektovány rezistentní populace. Z první dekády tohoto století byla z území ČR popsána rezistence mandelinky vůči pyretroidům a organofosfátům. V praktické ochraně brambor byly v té době pyretroidy nahrazeny neonikotoinoidy. Již v roce 2011 byly zjištěny rozdíly v citlivosti 5 lokálních populací z Čech ke dvěma různým účinným látkám neonikotinoidů. U lokálních populací mandelinky bramborové byla zjištěna snížená účinnost acetamipridu (Mospilan 20 SP), zatímco thiacloprid (Calypso 480 SC, Biscaya 240 OD) byl v té době ještě dostatečně účinný. Výsledky monitoringu rezistence z roku 2017 uváděné níže dokladují významný pokles účinnosti thiaclopridu.

Mechanizmy rezistence mandelinky bramborové k insekticidům

U mandelinky bramborové se vyskytují v zásadě dva hlavní mechanizmy rezistence vůči insekticidům. První mechanizmus je označován jako typ kdr (knock down resistance), který je podmíněn bodovou mutací v genu pro protein, který slouží na membráně hmyzu jako receptor pro účinnou látku insekticidu. U mandelinky bramborové podmiňuje tento mechanizmus rezistenci vůči pyretroidům, a také vůči organofosfátům. Druhý mechanizmus je označován jako metabolicky podmíněná rezistence a u mandelinky bramborové je mechanizmem rezistence vůči neonikotinoidům.

Při mechanizmu rezistence typu kdr dochází po bodové mutaci k záměně jednoho nukleotidu v DNA, která má za následek změnu tripletu nukleotidů, jež zamění jednu původní aminokyselinu za jinou aminokyselinu. Taková změna genu vede ke změně terciální struktury proteinu, na který se účinná látka insekticidu váže. Vlivem působení pyretroidů dochází u citlivých jedinců k inaktivaci funkce tzv. sodíkové pumpy, což má za následek generování opakovaných nervových impulsů a narušení činnosti na synapsích při předávání nervového vzruchu mezi neurony. Citliví jedinci po ošetření mají nekoordinované pohyby, třes a křeče celého těla končící paralýzou a smrtí jedince. U jedinců rezistentních vůči pyretroidům není po kontaktu s účinnou látkou insekticidu činnost nervového systému narušena. U mandelinky bramborové je rezistence vůči pyretroidům způsobena bodovou mutací báze C na T, která vede ke změně aminokyseliny leucin na fenylalanin (L1014F) v genu Vssc1 (voltage-sensitive sodium channel gene). Tato bodová mutace v proteinu označovaném jako alfa-subunit způsobuje necitlivost k pyretroidům a k DDT a zabraňuje inaktivaci sodíkové pumpy. V případě rezistence vůči organofosfátům a karbamátům dochází k bodové mutaci v aktivním místě enzymu AChE. U mandelinky bramborové a dalších druhů hmyzu bylo prokázáno, že příčinou rezistence vůči organofosfátům je bodová mutace báze A na G vedoucí k záměně aminokyseliny serin na glycin (S291G) v genu AChE.

Rezistence mandelinky bramborové vůči neonikotinoidům je podmíněna metabolicky, což má důsledky v rozdílném stupni rezistence mandelinky bramborové vůči různým účinným látkám neonikotinoidů (přitom se jedná o látky se stejným mechanizmem účinku). Již několik let po zavedení neonikotinoidů do ochrany proti mandelince byla zjištěna rezistence vůči některým účinným látkám neonikotinoidů. U mandelinky bramborové byla zjištěna nejdříve rezistence vůči imidaclopridu a později byla prokázána křížová rezistence mezi imidaclopridem a thiamethoxamem. Nízká úroveň křížové rezistence byla zjištěna i mezi acetamipridem a imidaclopridem. Výskyt křížové rezistence má zásadní vliv na uplatňování antirezistentní strategie.

Monitoring rezistence mandelinky bramborové v roce 2017

V roce 2017 byla ve VÚRV, v.v.i. hodnocena podle metody FAO citlivost 9 lokálních populací mandelinky bramborové z různých oblastí ČR. Hodnocena byla citlivost larev druhého vývojového stupně mandelinky bramborové k lambda-cyhalothrinu, chlorpyrifosu, acetamipridu, thiaclopridu (Biscaya) a thiamethoxamu. Účinné látky insekticidů byly testovány vždy minimálně ve 4 koncentracích (odpovídajících 4%, 20%, 100%, 500% doporučené koncentrace pro polní aplikaci). Laboratorní účinnost insekticidů byla vyjádřena jako mortalita larev po 48 hodinách od aplikace. Mortalita v kontrolní variantě byla 0%. Hodnoty LC₅₀ (koncentrace insekticidu, která je letální pro 50 % testovaných jedinců dané populace) byly stanoveny pomocí probitové analýzy v programu XLSTAT 2015. Hodnoty LC₅₀ pro 9 hodnocených populací mandelinky bramborové jsou uvedeny v tabulce 1. V grafech 1a až 1e je uvedena mortalita mandelinky při 100% polní dávce. Barvy použité v grafech, které odpovídají stupňům rezistence škodlivých organizmů (podle IRAC č. 11 pro hodnocení rezistence blýskáčka řepkového vůči pyretroidům), jsou uvedeny v tabulce 2.

Výsledky monitoringu rezistence mandelinky bramborové

Všechny hodnocené populace byly vysoce rezistentní vůči lambda-cyhalothrinu, tj. mortalita larev se po aplikaci lambda-cyhalothrinu v 100% dávce pohybovala od 0 do 30 % (tab. 1, graf 1a). Průměrná hodnota LC₉₀ 2079,21 g/ha byla 277× vyšší než 100% doporučená dávka 7,5 g/ha.

Sedm z devíti hodnocených populací bylo vysoce rezistentních vůči chlorpyrifosu, tj. mortalita larev se po aplikaci chlorpyrifosu v 100% dávce pohybovala od 0 do 50 % (tab. 1, graf 1b). Průměrná hodnota LC₉₀ 22817,62 g/ha byla 74× vyšší než 100% doporučená dávka 307,2 g/ha.

Při hodnocení rezistence vůči neonikotinoidům byl zjištěn vyšší stupeň rezistence vůči přípravku Biscaya 240 OD a acetamipridu (tab. 1, graf 1c, 1d), než vůči thiamethoxamu (tab. 1, graf 1e). Pět populací bylo vysoce rezistentních vůči acetamipridu a zároveň vůči přípravku Biscaya 240 OD. Průměrná hodnota LC₉₀ u acetamipridu byla 23× vyšší než 100% doporučená dávka 12 g/ha. Průměrná hodnota LC₉₀ u přípravku Biscaya 240 OD byla 5× vyšší než 100% doporučená dávka 72 g/ha thiaclopridu. Ze tří populací hodnocených na rezistenci vůči thiamethoxamu byla jedna populace citlivá (Travčice), jedna středně rezistentní (Praha-Ruzyně) a jedna rezistentní (Dolánky nad Ohří). Pouze u populace Dolánky nad Ohří byla zjištěná hodnota LC₉₀ u thiamethoxamu vyšší než 100% doporučená dávka 20 g/ha. Mortalita se u hodnocených populací mandelinky pohybovala od 86,7 % (Útěchovičky u Pelhřimova) do 100 % (Travčice, graf 1e). V polních podmínkách lze tedy u těchto populací očekávat dosud dobrou účinnost přípravků na bázi thiamethoxamu. Přísná kritéria pro laboratorní hodnocení rezistence však již upozorňují na snižující se citlivost hodnocených populací mandelinky k thiamethoxamu a riziko rozvoje rezistence při opakovaném používání přípravků na bázi thiamethoxamu.

Výsledky testování rezistence mandelinky bramborové uváděné v tomto příspěvku jsou ve formě map zveřejněny na Rostlinolékařském portálu ÚKZÚZ: http://eagri.cz/public/app/srs_pub/fytoportal/public/

K roku 2017 došlo ke zvýšení stupně rezistence vůči pyretroidům i organofosfátům na všech hodnocených populacích. V roce 2013 byly populace mandelinky bramborové ze středních Čech rezistentní vůči acetamipridu, zatímco thiacloprid byl ještě účinný. V roce 2017 došlo ke zvýšení stupně rezistence mandelinky vůči acetamipridu i thiaclopridu u všech hodnocených populací. Z neonikotinoidů zajišťoval dostatečnou ochranu brambor pouze thiamethoxam, avšak již s patrným trendem snižování účinnosti.

V současné době je v ČR největší riziko vzniku rezistence při jednostranné preferenci některých skupin účinných látek, zejména neonikotinoidů. Při nedostatečné účinnosti přípravku Biscaya 240 OD přechází pěstitelé na thiamethoxam (Actara 25 WG). Zatímco v praxi je tento přípravek hodnocen na mandelinku bramborovou jako účinný, při laboratorním hodnocení byl na některých lokálních populacích zachycen trend poklesu účinnosti. Pro interpretaci tohoto zjištění je třeba uvést, že použitá metoda topikální aplikace umožňuje hodnotit pouze kontaktní účinek insekticidu. U neonikotinoidů je známo, že požerový účinek je vyšší než kontaktní. Metoda topikální aplikace tak umožňuje zachytit nástup rezistence v případech, kdy požerový účinek je dosud vysoký a v polních podmínkách není pozorována snížená účinnost přípravku. To znamená, že při vysoké intenzitě používání přípravku Actara 25 WG na mandelinku lze očekávat během několika let selekci rezistentních populací a následně úplnou ztrátu účinnosti tohoto přípravku.

Tab. 1: Hodnoty LC₅₀ po aplikaci účinných látek insekticidů lambda-cyhalothrinu, chlorpyrifosu, Biscaya 240 OD, acetamipridu a thiamethoxamu v biotestech na larvy L2 mandelinky bramborové v roce 2017

Graf 1a–e: Mortalita larev mandelinky bramborové z 9 hodnocených populací z Čech po aplikaci insekticidů v 100% dávce doporučené pro polní aplikaci (1= Praha-Ruzyně, 2 = Travčice, 3 = Semice, 4 = Dolánky nad Ohří, 5 = Vysoká u Příbramě, 6 = Těšovice, 7 = Troubsko, 8 = Útěchovičky u Pelhřimova, 9 = Vícov)

Tab. 2: Stupně rezistence škodlivých organizmů (podle IRAC č. 11)

Křížová a mnohočetná rezistence

Pro uplatňování antirezistentní strategie je nezbytné rozlišovat mezi křížovou rezistencí a mnohočetnou rezistencí.

Křížová rezistence znamená, že populace škůdce je rezistentní současně vůči dvěma nebo více skupinám účinných látek se stejným mechanizmem účinku. Přitom některé z těchto účinných látek nemusely být v ochraně vůči konkrétní populaci mandelinky vůbec použity. U mandelinky bramborové příkladem křížové rezistence je rezistence typu kdr vůči pyretroidům, anebo rezistence typu kdr vůči organofosfátům. Jiným příkladem křížové rezistence metabolicky podmíněné je rezistence mezi imidaclopridem a thiamethoxamem. Skupiny přípravků nebo jednotlivé účinné látky, mezi kterými byla prokázána křížová rezistence, není možné střídat v rámci antirezistentní strategie.

Mnohočetná rezistence znamená, že jedna populace je současně rezistentní vůči dvěma nebo více skupinám účinných látek s rozdílným mechanizmem účinku. Příkladem mnohočetné rezistence mandelinky bramborové z našeho území je současný výskyt v populacích rezistence vůči pyretroidům, rezistence vůči organofosfátům a jak ukázaly výsledky monitoringu z roku 2017 ještě rezistence vůči acetamipridu a thiaclopridu.

Antirezistentní strategie

Základem antirezistentní strategie proti mandelince bramborové je střídání přípravků s rozdílným mechanizmem účinku. V současné době je v ČR povoleno pro ochranu polních porostů proti mandelince bramborové 23 přípravků z těchto skupin účinných látek (uvedeny registrované přípravky a do spotřebování zásob, velkobalení):

1) pyretroidy (Alfamethrin, Bestseller 100 EC, Bulldock 25 EC, Decis Mega, Decis protec, Fast M, Fury 10 EW, Karate se Zeon technologií 5 CS, Mavrik 2 F, Scatto a Vaztak Active),

2) neonikotinoidy (Actara 25 WG, Biscaya 240 OD, Calypso 480 SC, Mido 20 SL, Mospilan 20 SP, Monceren G - moření sadby),

3) organofosfáty v kombinaci s pyretroidy (Dascor, Nurelle D),

4) limonoidy (NeemAzal-T/S),

5) spinosiny (Spintor),

6) ryanoidy (Benevia, Coragen 20 SC).

Vzhledem k prokázání mnohočetné rezistence mandelinky bramborové z našeho území k několika skupinám účinných látek je spektrum přípravků vhodných pro antirezistentní populace mandelinky bramborové omezeno.

Mnohočetná rezistence mandelinky bramborové byla prokázána pro pyretroidy a organofosfáty, takže se použití žádného přípravku z těchto dvou skupin nedoporučuje. Pro narůstající rezistenci se od roku 2011 nedoporučuje proti mandelince používat přípravky na bázi acetamipridu. Monitoring rezistence z roku 2017 ukázal, že významná rezistence vůči thiaclopridu byla zjištěna na 6 z celkem 9 hodnocených lokálních populací mandelinky. Pro tyto regiony již nelze použití přípravků na bázi thiaclopridu doporučit. Z neonikotinoidů měl dosud dostatečnou účinnost na mandelinku bramborovou thiamethoxam, který byl v roce 2017 hodnocen pouze na 3 populacích. Přesto byl ve dvou ze tří populací zjištěn mírný pokles účinnosti thiamethoxamu, což je varováním pro provádění opakovaných aplikací přípravku Actara 25 WG, bez jejich střídání s přípravky s jinými účinnými látkami.

Při prokázání rezistence populací mandelinky bramborové vůči acetamipridu (Mospilan 20 SP) a vůči thiaclopridu (Biscaya 480 SC, Capypso 480 SC) v regionu nebo na lokalitě se doporučuje využívat z neonikotinoidů přípravky na bázi thiamethoxamu (Actara 25 WG) nebo imidaclopridu (Mido 20 SL), pokud nedojde k poklesu jejich účinnosti vlivem další selekce rezistence mandelinky. Vzhledem ke zjištěné křížové rezistenci mezi imidaclopridem a thiamethoxamem není vhodné střídat přípravky na bázi imidaclopridu (Mido 20 SL) s přípravky na bázi thiamethoxamu (Actara 25 WG).

Pro rok 2018 a následující roky, pokud se situace s rezistencí mandelinky nezmění, se doporučuje střídat v ochraně proti mandelince z neonikotinoidů přípravky na bázi thiamethoxamu (Actara 25 WG) nebo imidaclopridu (Mido 20 SL) s účinnými látkami chlorantraniliprole (Coragen 20 SC) nebo cyantraniliprole (Benevia). Pro střídání účinných látek proti mandelince bramborové je možné také využít spinosad (Spintor) a azadirachtin (NeemAzal-T/S), které lze používat také v režimu ekologického pěstování brambor.

Souhrn

Od roku 2010 do roku 2017 došlo ke zvýšení stupně rezistence mandelinky bramborové vůči pyretroidům i organofosfátům na všech hodnocených populacích, takže použití těchto přípravků je neúčelné.

V roce 2017 došlo ke zvýšení stupně rezistence mandelinky vůči acetamipridu i thiaclopridu u všech hodnocených populací, což může být příčinou nedostatečné účinnosti přípravků s těmito účinnými látkami.

Z neonikotinoidů zajišťoval dostatečnou ochranu brambor pouze thiamethoxam, avšak již s patrným trendem snižování účinnosti.

Pro zajištění účinné ochrany brambor před mandelinkou bramborovou v praxi se doporučuje využívat přípravky v souladu s výše uvedenou aktualizovanou antirezistentní strategií.

Autoři děkují inspektorům ÚKZÚZ za sběr a zajištění dodání vzorků mandelinek z některých regionů. Testování rezistence bylo provedeno v rámci expertní činnosti pro MZe ČR „Plošný monitoring rezistence vybraných škůdců vůči účinným látkám pesticidů na území ČR v roce 2017“ a zpracování dat a příprava publikace umožnila podpora z projektu MZe č. QK1820081.