IRAC

Цели и задачи

В задачи IRAC входит:

• выявление резистентности и поиск способа ее устранения в конкретном случае полевых условий;
• разработка методов мониторинга резистентности, в том числе подходящих для использования в полевых условиях;
• сбор и распространение данных о резистентности по всем организациям отрасли;
• координация усилий сельскохозяйственных предприятий с учеными других отраслей;
• разработка концепций борьбы с устойчивостью к соединениям с инсектицидной и акарицидной активностью;
• подготовка обучающих материалов для работников всех уровней растениеводческих предприятий^[1].

Цели IRAC:

• просвещение и содействие распространению информации по вопросам природной устойчивости и резистентности насекомых и клещей к существующим и вновь разрабатываемым соединениям с инсектицидной и акарицидной активностью;
• поддержка и помощь в разработке и ведения стратегий борьбы с резистентностью для созданий условий ведения устойчивого сельского хозяйства и улучшения здравоохранения^[1].

Эффективное выполнение описанных целей и задач обеспечивает штат IRAC, состоящий из технических экспертов в области энтомологии, токсикологии насекомых и клещей, а также биохимии^[1].

IRAC работает в соответствии с международными антимонопольными рекомендациями CropLife International^[1].

IRAC признан Продовольственной и сельскохозяйственной организацией (ФАО) и Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), Организации Объединенных Наций в качестве консультативного органа по вопросам, касающимся формирования резистентности у насекомых и клещей к соединениям с инсектицидной и акарицидной активностью^[1].

На сегодняшний день IRAC состоит из следующих рабочих групп:

• группа IRAC по биотехнологии растений;
• группа IRAC по общественному здравоохранению;
• рабочая группа по работе с общественностью;
• региональные группы IRAC^[1].

Классификации инсектицидов по способу действия

Ключевой инструмент в борьбе с резистентностью и природной устойчивостью насекомых и клещей, разработанный IRAC – классификация соединений с инсектицидной и акарицидной активностью по способу действия (MoA)^[2][1].

Данная классификация позволяет осуществлять один из фундаментальных принципов борьбы с устойчивостью вредителей к препаратам – избегать повторного использования инсектицидов и акарицидов одинакового механизма действия для уничтожения одной и той же популяции вредителей^[2][1].

Первоначально, в 1980 гг, была введена простая классификация соединений с акарицидной активностью из 11 различных групп. В сентябре 2001 года была опубликована классификация, включающая 26 различных групп. С тех пор схема постоянно обновлялась, добавляя новые способы действия и химические классы. В настоящее время первоначальная схема разрослась до обширной классификации, включающей биологические препараты, синтетические органические вещества с инсектицидной и акарицидной активностью. Разработана отдельная схема классификации МоА для нематицидов. Доступ к самой последней версии можно получить на веб-сайте IRAC^[2][1].

Растущее значение классификации IRAC привело к созданию в 2007 году рабочей группы, которая в настоящее время отвечает за все обновления и изменения в классификационной схеме^[2][1].

В настоящее время (май, 2024 года) классификация IRAC соединений с инсектицидной и акарицидной активностью по механизму действия имеет следующую структуру и содержание: Группа/ механизм действия/ химические классы включённых в группу соединений или сами соединения/ соединения или их продуценты (для биоинсектицидов) с инсектицидной или акарицидной активностью^[3].

Группы механизмов действия объединяют в соответствии с затрагиваемыми физиологическими функциями в 6 совокупностей, что помогает ориентироваться в симптоматике, скорости действия активных веществ. Такое объединение не имеет отношения к противодействию формированию резистентности и устойчивости. Выбор группы для противодействия резистентности зависит только от номера группы, привязанного к определенному механизму действия^[3].

Различают шесть совокупностей MoA:

1. Воздействие на нервы и мышцы вредителей: группы 1–6, 9, 14, 19, 22, 28, 29, 30, 32, 33, 36. Обычно это быстродействующие инсектициды^[3].
2. Воздействие на рост и развитие вредителей: группы 7, 10, 15, 16, 17, 18, 23. Развитие насекомых контролируется ювенильными гормонами и экдизоном. Соединения данных групп нарушают образование кутикулы или биосинтез липидов. Действуют они медленно или умеренно медленно^[3].
3. Воздействие на дыхание: группы 12, 13, 20, 21, 24, 25, 34. Соединения данных групп влияют на дыхание митохондрий при помощи ингибирования переноса электронов или ингибирования окислительного фосфорилирования. Они действуют быстро или умеренно быстро^[3].
4. Воздействие на среднюю кишку при помощи токсинов, выделяемых микробами и вирусами: группы 11 и 31^[3].
5. Белковые супрессоры: группа 35. Накоплением белковых соединений важных для поддержания различных функций организма управляют многочисленные биологические процессы. Белковые супрессоры снижают уровень определенной группы белков у вредителей. Такие соединения действуют умеренно медленно^[3].
6. Инсектициды и акарициды с неизвестным или неопределенным механизмом действия: Группы: UN, UNB, UNE, UNF, UNM, UNP, UNV^[3].

Ниже представлена классификация действующих веществ инсектицидов (май, 2024 года). В формате: группа/ механизм действия/ химический класс соединений или вещество, или род, вид микроорганизма, вируса^[3].

Классификация MoA IRAC

1 группа – Ингибиторы ацтилхолинэстеразы (ACHE) (Подавляют фермент ацетилхолинэстеразу, вызывая повышенное возбуждение. ACHE – это фермент, который останавливает действие возбуждающего нейромедиатора ацетилхолина в нервных синапсах.)^[3]:

A. Карбаматы.

B. Фосфорорганические соединения.

2 группа – Блокаторы ГАМК-зависимых хлоридных каналов. (Блокируют ГАМК-активируемый хлоридный канал, вызывая гипервозбуждение и судороги. ГАМК – основной тормозящий нейромедиатор у насекомых.)^[3]:

A. Хлороорганические циклодиены.

B. Фенилпиразолы (фипролы).

3 группа – Модуляторы натриевых каналов (Открытие натриевых каналов вызывает повышенное возбуждение, и иногда блокаду нервов. Натриевые каналы являются участниками распространения потенциалов действия по нервным аксонам)^[3]:

A. Пиретроиды и пиретрины.

B. ДДТ и метоксихлор.

4 группа – Конкурентные модуляторы никотиновых ацетилхолиновых рецепторов (NACHR) (Соединения данной группы связываются с участком ацетилхолина и вызывают различные симптомы – от гипервозбуждения до летаргии и паралича. Ацетилхолин – основной возбуждающий нейромедиатор в центральной нервной системе насекомых)^[3]:

A. Неоникотиноиды

B. Никотин

C. Сульфоксимины

D. Бутенолиды

E. Мезоионные соединения

F. Пиридилидены

5 группа – Аллостерические модуляторы никотинового ацетилхолинового рецептора (NACHR) – сайт 1 (Аллостерически активируют NACHR на участке 1, вызывая повышенное возбуждение нервной системы)^[3]:

• Спинозины.

6 группа – Аллостерические модуляторы глутамат-стробированных хлоридных каналов (GLUCL) (Аллостерически активируют глутамат-зависимые хлоридные каналы (GLUCL), вызывая паралич. Глутамат – возбуждающий нейромедиатор в нервной системе насекомых и клещей)^[3]:

• Авермектины, милбемицины.

7 группа – Модуляторы рецепторов ювенильных гормонов (Применение в возрасте, предшествующем переходу в другую стадию развития, данные соединения препятствуют процессам роста и развития насекомых и клещей. Таким образом, при их применении следующая стадия развития не наступает. Обычно они применяются на личиночной стадии развития и способствуют гибели вредителей ещё в ювенильном возрасте)^[3]:

A. Аналоги ювенильных гормонов (ювеноиды).

B. Феноксикарб.

C. Пирипроксифен.

8 группа – Неспецифические (мультисайтовые) ингибиторы. (Неизвестный или неопределенный механизм действия)^[3]:

A. Алкилгалогениды.

B. Хлорпикрин.

C. Фториды.

D. Бораты.

E. Tartar emetic.

F. Генераторы метилизотиоцианата.

9 группа – Модуляторы каналов TRPV в хордональных органах. (Связывают и нарушают работу комплексов каналов Nan-Iav TRPV (Транзиторный рецепторный потенциал ваниллоидных рецепторов) в хродотональных рецепторных органах растяжения, имеющих решающее значение для слуха, силы тяжести, равновесия, ускорения, проприоцепции и кинестезии. Это нарушает кормление и другие формы поведения насекомых-мишеней^[3]:

B. Производные пиридиназометина.

D. Пиропены.

10 группа – ингибиторы роста клещей, влияющие на CHS1 (ингибируют фермент, катализирующий полимеризацию хитина)^[3]:

A. Клофентезин, дифловидазин, гекситиазокс.

B. Этоксазол.

11 группа – микробы-разрушители средней кишки насекомых (токсины белкового строения, выделяемые микробами ниже указанных групп, способные связываться с рецепторами средней кишки и вызывать образование пор, приводящих к ионному дисбалансу и сепсису)^[3]:

A. Bacillus thuringiensis и вырабатываемые ими белки с инсектицидной активностью.

B. Bacillus sphaericus.

12 группа – Ингибиторы митохондриальной АТФ-синтазы (ингибируют фермент, синтезирующий АТФ)^[3]:

A. Диафентиурон

B. Оловорганические митициды

C. Пропаргит

D. Тетрадифон

13 группа – Разобщители окислительного фосфорилирования путем нарушения протонного градиента (протофоры, замыкающие протонный градиент митохондрий, таким образом, что синтез АТФ становится невозможным)^[3]:

• Пирролы, динитрофенолы, сульфлурамид.

14 группа – Блокаторы никотиновых каналов ацетилхолиновых рецепторов (NACHR). (Соединения, блокирующие ионный канал nAChR, и приводящие к блокировке нервной системы и параличу)^[3].

• Аналоги нереистоксина (nereistoxin analogues).

15 группа – Ингибиторы биосинтеза хитина, влияющие на CHS1 (Ингибируют фермент, катализирующий полимеризацию хитина.)^[3]:

• Бензоилмочевины.

16 группа – Ингибиторы синтеза хитина, тип 1(Механизм действия определен недостаточно, приводит к ингибированию биосинтеза хитина у ряда насекомых, включая белокрылок)^[3]:

• Бупрофензин.

17 группа – Разрушитель линьки двукрылых (Механизм действия определен недостаточно. Приводит к нарушению линьки у насекомых отряда Двукрылые)^[3]:

• Цитромазин.

18 группа – Антагонисты рецепторов экдизона (Имиттаторы гормона линьки экдизон, вызывающие преждевременную линьку)^[3]:

• Диацилгидразины.

19 группа – Антагонисты октопаминовых рецепторов (активируют рецепторы октопамина, приводят к возникновению гипервозбуждения. Октопамин – аналог адреналина у насекомых, нейрогормон, побуждающий к борьбе или бегству)^[3]:

• Амитраз.

20 группа – Ингибиторы переноса электронов митохондриального комплекса III– сайт QO (Ингибируют электронно-транспортный комплекс III, препятствуя использованию энергии клетками)^[3]:

A. Гидраметилнон.

B. Ацехиноцил.

C. Флуакрипирим.

D. Бифеназат.

21 группа – Ингибиторы переноса электронов митохондриального комплекса. (Ингибируют электронно-транспортный комплекс I, препятствуя использованию энергии клетками)^[3]:

A. Мети акарициды и мети инсектициды.

B. Ротенон.

22 группа – Блокаторы натриевых каналов, зависящие от напряжения. (Блокируют натриевые каналы, вызывая отключение нервной системы и паралич. Натриевые каналы участвуют в распространении потенциалов действия по нервным аксонам.)^[3]:

A. Оксадиазины

B. Семикарбазоны

23 группа – Ингибиторы ацетил-COA-карбоксилазы (Ингибируют ацетилкоэнзим Aкарбоксилазу, являющуюся частью первого этапа биосинтеза липидов, что приводит к гибели насекомых)^[3]:

• Производные тетроновой и тетраминовой кислот (Тетроновые кислоты).

24 группа – Ингибиторы электрон-переноса митохондриального комплекса IV (Ингибируют электрон-транспортный комплекс IV, препятствуя использование энергии клетками)^[3]:

1. Фосфиды.
2. Цианиды.

25 группа – Ингибиторы переноса электроном митохондриального комплекса II (Ингибируют электрон-транспортный комплекс II, препятствуют использованию энергии клетками)^[3]:

1. Производные бета-кетонитрила.
2. Карбоксанилиды.

28 группа – Модуляторы рианодиновых рецепторов (Активируют рецепторы рианодина в мышцах, что приводит к сокращению и параличу. Рецепторы рианодина способствуют высвобождению кальция из внутриклеточных запасов в цитоплазму)^[3]:

• Диамиды.

29 группа – Ингибиторы никотинамидазы хордональных органов. (Нарушают функцию хордотональных рецепторов растяжения, имеющих решающее значение для восприятия слуха, силы тяжести, равновесия, ускорения, проприоцепции и кинестезии. Это нарушает кормление и другие формы поведения чувствительных видов насекомых. В отличии от инсектицидов группы 9 (Модуляторы каналов TRPV в хордональных органах), не связываются с канальным комплексом Nan-lav TRPV)^[3]:

• Флоникамид.

30 группа – Аллостерические модуляторы хлоридных каналов с ГАМК-стробированием (Аллостерически ингибирует ГАМК- активный хлоридный канал, вызывая перевозбуждение и судороги. ГАМК – основной тормозящий нейротрансмиттер у насекомых)^[3]:

• Мета-диамиды, изоксазолины.

31 группа – Бакуловирусы (Белковый комплекс Peros Infectivity Factor (PIF), входящий в состав вируса и способствующий развитию инфекции, специфичной для хозяина. Инфекция развивается путем связывания с мишенями PIF на клетках средней кишки, уникальными для каждого типа бакуловируса. Инфекция приводит к летальному исходу)^[3]:

• Грануловирусы (GVS), Нуклеополиэнровирусы (NPV).

32 группа – Аллостерические модуляторы никотинового ацетилхолинового рецептора (NACHR) – сайт II (Аллостетически активируют nAChRs (в участке отличающимся от участка группы 5 (аллостерические модуляторы никотинового ацетилхолинового рецептора (NACHR) – сайт 1) Ацетилхолин – основной возбуждающий нейромедиатор в центральной нервной системе насекомых)^[3]:

• Пептид GS-omega/kappaHXTX-Hv1a(GS-omega/kappaHXTX-Hv1apeptide).

33 группа – Модуляторы кальций-активируемых каналов (KCA2) (Отрицательная модуляция кальций-активируемых каналов вызывает повышенное возбуждение и судороги. Каналы активируются при увеличении внутриклеточной концентрации кальция и участвуют в регуляции потенциалов действия^[3]:

• Ацинонапир.

34 группа – Ингибиторы переноса электронов митохондриального комплекса III– сайт QI(Ингибируют электрон-транспортный комплекс III, препятствуя использованию энергии клетками. В отличие от инсектицидов группы 20, инсектициды группы 34 связываются с участком Qi)^[3]:

• Флометоквин.

35 группа – Целевые супрессоры, опосредованные РНК-интерференцией (Многочисленные биологические процессы регулируют накопление белков, необходимых для поддержания широкого спектра функций организма насекомых. Белковые супрессоры действуют путем снижения уровня определенных белков в организме насекомых-вредителей. Инсектициды, которые действуют таким образом, обычно действуют умеренно медленно.)^[3]:

• Ледпрона.

36 группа – Модуляторы хордотональных органов – неопределенный участок воздействия. (Нарушают функцию хордотональных рецепторов растяжения, которые имеют решающее значение для восприятия слуха, силы тяжести, равновесия, ускорения, проприоцепции и кинестезии. Это нарушает кормление и другие формы поведения насекомых-мишеней. Инсектициды группы 36 действуют в месте, отличном от инсектицидов группы 9 и группы 29, и не влияют ни на TRPV-каналы, ни на никотинамидазу)^[3]:

Кроме основных 34 групп определены ещё 7 с буквенными обозначениями. Они включают соединения, микроорганизмы, вещества и экстракты с неопределенным механизмом действия^[3]:

UN – Соединения неизвестного или неопределённого механизма действия (МоА)^[3]:

• Азададирахнин
• Бензоксимат
• Бензпиримоксан
• Бромпропилат
• Хинометионат
• Дикофол
• Известковая сера
• Манкоцеб
• Оксазосульфил
• Пиридалил
• Сера

UNB – Бактериальные агенты неизвестного или неопределенного механизма действия. Класс не определён^[3]:

• род Burkholderia (грамотрицательные бактерии);
• Wolbachie pipientis (Zap) (вид грамотрицательных плеоморфных бактерий).

UNE – Растительные экстракты, включающие синтетику. Экстракты и нерафинированные масла. Механизм действия не определен или неизвестен. Класс не определен^[3]:

• экстракт Chenopodium ambrosioides (Марь амброзиевидная) и близкие по составу экстракты;
• моноэфир жирных кислот с глицерином или пропандиоловым маслом Нима.

UNF – Грибковые агенты с неизвестным или неопределенным механизмом действия. Класс не определен^[3]:

• Штаммы Beauveria bassiana.
• Штамм Metarhizium brunneum F52.
• Штамм Paecilomyces fumosoroseus Apopka 97.
• Akanthomyces muscarius Ve6.

UNM – Неспицифические механические и физические разрушители. Класс не определен^[3]:

• Диатомовая земля.
• Минеральное масло.

UNP – Пептиды неизвестного или неопределенного механизма действия^[3].

UNV– Вирусные агенты (небакуловирусы) с неизвестным или неопределенным механизмом действия^[3].