Charakterystyka metarhizium anisopliae, taksonomia, morfologia, sposób działania

Metarhizium anisopliae jest grzybem mitosporycznym lub anamorficznym rozmnażania bezpłciowego, szeroko stosowanym jako entomopatogen do kontroli biologicznej. Posiada zdolność do pasożytowania i eliminowania szerokiej gamy owadów szkodników z różnych ważnych rolniczo roślin.

Grzyb ten ma specjalne właściwości adaptacyjne, aby przetrwać saprofity w materii organicznej i pasożyty na owadach. Większość owadów szkodników roślin uprawnych jest podatnych na atak tego grzyba entomopatogennego.

Jako saprofityczny organizm życia jest przystosowany do różnych środowisk, w których rozwija grzybnię, konidiofory i konidia. Ta zdolność ułatwia jego reprodukcję na poziomie laboratoryjnym za pomocą prostych technik propagacji, które można wykorzystać jako biokontroler.

Ten entomopatogenny grzyb jest naturalnym wrogiem wielu gatunków owadów w różnych agroekosystemach. Goście są w całości pokryte grzybnią koloru zielonego, nawiązującą do choroby zwanej muscardina verde.

Cykl życia entomopatogenu Metarhizium anisopliae Przeprowadza się ją w dwóch fazach, komórkowej fazie infekcyjnej i innej saprofitycznej fazie. Zakaźny w pasożytniczym owadzie i saproficie wykorzystuje składniki odżywcze zwłok do namnażania się.

W przeciwieństwie do patogenów, takich jak wirusy i bakterie, które muszą zostać połknięte przez patogen w celu działania, grzyb Metarhizium działa w kontakcie. W tym przypadku zarodniki mogą kiełkować i przenikać do wnętrza infekując błonę skórną gospodarza.

Indeks

• 1 Charakterystyka
• 2 Morfologia
• 3 Taksonomia
• 4 Cykl życia
  • 4.1 Zielony Muscardin
• 5 Kontrola biologiczna
  • 5.1 Tryb działania
• 6 Kontrola biologiczna wołka czarnego banana
• 7 Biologiczna kontrola larw
  • 7.1 Dżdżownica kukurydziana
  • 7.2 Białe larwy robaka
• 8 Odniesienia

Funkcje

The Metarhizium anisopliae jest grzybem patogennym o szerokim spektrum, znajdującym się w glebie i resztkami owadów zarażonych pasożytami. Ze względu na swój potencjał jako ekologiczną alternatywę jest idealnym substytutem agrochemikaliów stosowanych w integralnym zarządzaniu szkodnikami o znaczeniu gospodarczym.

Zakażenie M. anisopliae Zaczyna się od połączenia konidiów grzyba z naskórkiem owada żywiciela. Następnie, poprzez aktywność enzymatyczną między obiema strukturami i zachodzi działanie mechaniczne, kiełkowanie i penetracja.

Enzymy biorące udział w rozpoznawaniu, adhezji i patogenezie naskórka gospodarza znajdują się w ścianie komórkowej grzyba. Białka te obejmują fosfolipazy, proteazy, dysmutazy i adhezyny, które również działają w procesach adhezji, osmozy i morfogenezy grzyba..

Ogólnie te grzyby działają wolno, gdy warunki środowiskowe są niekorzystne. Średnie temperatury od 24 do 28 ° C i wysoka wilgotność względna są idealne dla skutecznego rozwoju i działania entomopatogennego.

Zielona choroba muscardine spowodowana przez M. anisopliae charakteryzuje się zielonym zabarwieniem zarodników na skolonizowanym gospodarzu. Po zaatakowaniu owada grzybnia pokrywa powierzchnię, gdzie struktury owocują i sporulują, pokrywając powierzchnię żywiciela.

Pod tym względem infekcja trwa około tygodnia, aby owad przestał karmić i umrzeć. Spośród różnych szkodników, które kontroluje, jest wysoce skuteczny u owadów coleoptera, lepidoptera i homoptera, zwłaszcza larw.

Grzyb M. anisopliae Jako biokontroler jest sprzedawany w formulacjach zarodników zmieszanych z obojętnymi materiałami, aby zachować jego żywotność. Odpowiednim sposobem jego zastosowania jest fumigacja, manipulacja środowiskiem i inokulacja.

Morfologia

Na poziomie laboratoryjnym kolonie M. anisopliae przedstawić skuteczny rozwój w pożywkach hodowlanych PDA (Papa-dextrorsa-agar). Kolonia o okrągłym kształcie początkowo wykazuje micelarny wzrost białego koloru, wykazując różnice w kolorze, gdy grzyb zarodnikuje.

Na początku procesu namnażania konidiów na powierzchni micelarnej widoczne jest oliwkowo-zielonkawe zabarwienie. Na spodzie kapsułki obserwuje się bladożółte przebarwienie przy rozproszonych żółtych pigmentach pośrodku.

Konidiofory wyrastają z grzybni o nieregularnym kształcie z dwoma do trzema gałęziami w każdej przegrodzie. Te konidiofory mają długość od 4 do 14 mikronów i średnicę od 1,5 do 2,5 mikrona.

Fiolki to struktury generowane w grzybni, będące miejscem, w którym konidia są oderwane. W M. anisopliae Są cienkie na wierzchołku, mają długość od 6 do 15 mikronów i średnicę od 2 do 5 mikronów.

Jeśli chodzi o konidia, są to struktury jednokomórkowe, cylindryczne i ścięte, z długimi łańcuchami, szkliste do zielonkawych. Konidia mają długość od 4 do 10 mikronów i średnicę od 2 do 4 mikronów.

Taksonomia

Płeć Metarhizium został początkowo opisany przez Sorokina (1883) zarażającego larwy Austriacka anisoplia, powodując chorobę zwaną zielonym muscardin. Nazwa Entomophthora anisopliae początkowo został zaproponowany przez Metschnikoffa dla izolatów grzybów, a następnie został nazwany Destruktor Isaria.

Bardziej szczegółowe badania taksonomii rodzaju, zakończone zaklasyfikowaniem go jako Metarhizium sorokin. Gatunek jest obecnie rozważany M. anisopliae, nazwany przez Metschnikoff, jako reprezentatywne ciało rodzaju Metarhizium.

Różny grzyb odizolowywający Metarhizium są specyficzne, dlatego zostały wyznaczone jako nowe odmiany. Jednak są one obecnie klasyfikowane jako gatunki Metarhizium anisopliae, Metarhizium majus i Metarhizium acridum.

Podobnie niektóre gatunki zostały przemianowane, Metarhizium taii przedstawia cechy podobne do Metarhizium guizhouense. Odmiana handlowa M. anisopliae, M. anisopliae (43) który jest specyficznym wrogiem coleoptera jest teraz nazywany Metarhizium brunneum.

Gatunek Metarhizium anisopliae (Metchnikoff) Sorokin (1883) jest częścią gatunku Metarhizium opisany przez Sorokina (1883). Taksonomicznie należy do rodziny Clavicipitaceae, zamówienie Hypocreales, klasa Sordariomycetes, podział Ascomycota, królestwa Grzyby.

Cykl życia

Grzyb Metarhizium anisopliae inicjuje patogenezę poprzez proces adhezji konidiów na błonie skórnej gospodarza. Następnie fazy kiełkowania, wzrost struktur appressoria lub insercji, kolonizacja i reprodukcja.

Zarodniki lub konidia z gleby lub skażone szczątki owadów atakują naskórek nowych gospodarzy. Dzięki interwencji procesów mechanicznych i chemicznych opracowuje się appressorium i rurkę kiełkującą, która przenika wnętrze owada.

Ogólnie, w sprzyjających warunkach kiełkowanie następuje 12 godzin po zaszczepieniu. Podobnie, formowanie appressoria i penetracja rury kiełkującej lub haustorii zachodzi między 12.00 a 18.00..

Fizycznym mechanizmem umożliwiającym penetrację jest nacisk wywierany przez appressoria, które rozbijają błonę kutykularną. Mechanizmem chemicznym jest działanie enzymów proteazowych, kinaz i lipaz, które rozkładają błony w miejscu wprowadzenia.

Po przeniknięciu owada strzępki rozgałęziają się do środka, całkowicie atakując ofiarę po 3-4 dniach. Następnie tworzą się struktury rozrodcze, konidiofory i konidia, które uzupełniają patogenezę gospodarza po 4-5 dniach.

Śmierć owada następuje poprzez skażenie toksyn wytwarzanych przez grzyba entomopatogennego. Biokontroler syntetyzuje toksyny: deksaksxinę, protodekstruksynę i demetildekstruksynę o wysokim poziomie toksyczności dla stawonogów i nicieni.

Inwazja żywiciela jest uwarunkowana temperaturą i względną wilgotnością środowiska. Podobnie, dostępność składników odżywczych na błonie skórnej owada i zdolność do wykrywania podatnych gospodarzy do kolonizacji.

Zielony Muscardin

Zielona choroba muscardine spowodowana przez Metarhizium anisopliae Przedstawia różne objawy na larwach, nimfach lub zarażonych dorosłych. Niedojrzałe formy zmniejszają tworzenie się śluzu, mają tendencję do oddalania się od miejsca ataku lub paraliżują jego ruch.

Dorośli zmniejszają ruch i pole lotu, przestają karmić, a samice nie składają jaj. Zanieczyszczone owady mają tendencję do umierania w miejscach oddalonych od miejsca zakażenia, co sprzyja rozprzestrzenianiu się choroby.

Cykl choroby można ukończyć w ciągu 8-10 dni w zależności od warunków środowiskowych, głównie wilgotności i temperatury. Po śmierci gospodarza jest całkowicie pokryta białą grzybnią i kolejną zieloną sporulacją, charakterystyczną dla zielonej muscardin.

Kontrola biologiczna

Grzyb Metarhizium anisopliae jest jednym z najczęściej badanych i stosowanych entomopatogenów w biologicznej kontroli szkodników. Kluczowym czynnikiem dla udanej kolonizacji gospodarza jest penetracja grzyba i późniejsze namnażanie.

Ustanowiony grzyb w owadzie występuje proliferacja strzępkowych strzępek i wytwarzanie mikotoksyn, które dezaktywują gospodarza. Śmierć gospodarza występuje również z powodu zmian patologicznych i mechanicznych oddziaływań na narządy wewnętrzne i tkanki.

Kontrola biologiczna jest przeprowadzana przez stosowanie produktów opartych na stężeniach zarodników lub konidiów grzyba w produktach handlowych. Konidia są mieszane z materiałami obojętnymi, takimi jak rozpuszczalniki, glinki, talki, emulgatory i inne naturalne dodatki..

Materiały te nie powinny wpływać na żywotność grzyba i powinny być nieszkodliwe dla środowiska i upraw. Ponadto muszą mieć optymalne warunki fizyczne, które ułatwiają mieszanie, stosowanie produktu i są niedrogie.

Sukces kontroli biologicznej przez entomopatogeny zależy od skutecznego preparatu produktu handlowego. W tym żywotność drobnoustroju, materiał użyty w preparacie, warunki przechowywania i sposób stosowania.

Tryb działania

Inokulum z aplikacji sformułowanych z grzybem M. anisopliae Służy do skażenia larw, strzępek lub dorosłych. Zanieczyszczeni gospodarze migrują do innych miejsc w uprawie, gdzie umierają i rozprzestrzeniają chorobę z powodu sporulacji grzyba.

Działanie wiatru, deszczu i rosy ułatwia rozproszenie konidiów w kierunku innych części rośliny. Owady w swojej działalności poszukiwania pożywienia są narażone na przyleganie zarodników.

Warunki środowiskowe sprzyjają rozwojowi i rozprzestrzenianiu się konidiów, które są najdawniejszymi stanami niedojrzałego owada. Z nowych infekcji powstają wtórne ogniska, które rozprzestrzeniają epizootię, która jest w stanie całkowicie opanować zarazę.

Kontrola biologiczna wołka czarnego banana

Czarny wołek (Kosmopolity sordidus Germar) jest ważnym szkodnikiem upraw musaceas (bananów i bananów) głównie w tropikach. Jego rozproszenie jest spowodowane głównie przez kierownictwo, które człowiek wykonuje w procesach siewu i zbioru.

Larwa jest czynnikiem sprawczym uszkodzeń spowodowanych wewnątrz kłącza. Wołek w swojej fazie larwalnej jest bardzo aktywny i bardzo żarłoczny, powodując perforacje, które wpływają na system korzeniowy rośliny.

Galerie uformowane w kłączu ułatwiają zanieczyszczenie mikroorganizmami, które gniją tkanki naczyniowe rośliny. W połączeniu z tym roślina osłabia się i ma tendencję do przewracania się pod wpływem silnych wiatrów.

Zwykła kontrola opiera się na stosowaniu chemicznych środków owadobójczych, jednak jego negatywny wpływ na środowisko doprowadził do poszukiwania nowych alternatyw. Obecnie zastosowanie grzybów entomopatogennych jako Metarhizium anisopliae odnotowali dobre wyniki w próbach na poziomie pola.

W Brazylii i Ekwadorze uzyskano doskonałe wyniki (śmiertelność 85-95%) przy użyciu M. anisopliae na ryżu jako materiał do zaszczepiania. Strategia polega na umieszczeniu zainfekowanego ryżu na kawałkach łodygi wokół rośliny, owad jest przyciągany i zanieczyszczany patogenem.

Biologiczna kontrola larw

Robak kukurydziany

Armyworm (Spodoptera frugiperda) jest jednym z najbardziej szkodliwych szkodników w zbożach, takich jak sorgo, kukurydza i pasza. W kukurydzy jest bardzo szkodliwy, gdy atakuje uprawę przed 30 dniami, z wysokościami od 40 do 60 cm.

W związku z tym kontrola chemiczna pozwoliła owadom osiągnąć większą odporność, eliminację naturalnych wrogów i zniszczenie środowiska. Wykorzystanie M. anisopliae jako alternatywna kontrola biologiczna odnotowała dobre wyniki, ponieważ S. frugiperda jest podatny.

Najlepsze wyniki uzyskano stosując sterylizowany ryż jako środek rozpraszający inokulum w kulturze. Wykonywanie aplikacji przy 10 dds, a następnie przy 8 dniach, dostosowując preparat do 1 x 10¹² konidia na hektar.

Białe larwy robaka

Larwy chrząszcza żywią się materią organiczną i korzeniami ważnych gospodarczo upraw. Gatunek Hylamorpha elegans (Burmeister) zwany zielonym pololo, czy jego stan larwalny jest szkodnikiem pszenicy (Triticum aestivum L.).

Uszkodzenia spowodowane przez larwy występują na poziomie systemu korzeniowego, powodując osłabienie, więdnięcie i utratę liści. Cykl życiowy chrząszcza trwa jeden rok, aw momencie największej zapadalności obserwuje się całkowicie zniszczone strefy uprawy.

Kontrola chemiczna była nieskuteczna z powodu migracji larw w leczonych glebach. Związane ze wzrostem oporu, wzrostem kosztów produkcji i zanieczyszczeniem środowiska.

Zatrudnienie Metarhizium anisopliae jako antagonista i biokontroler osiągnął nawet 50% śmiertelność w populacjach larw. Nawet jeśli wyniki zostały uzyskane na poziomie laboratoryjnym, oczekuje się, że analizy terenowe dadzą podobne wyniki.

Referencje

1. Acuña Jiménez, M., García Gutiérrez, C., Rosas García, N.M., López Meyer, M., i Saínz Hernández, J. C. (2015). Sformułowanie Metarhizium anisopliae (Metschnikoff) Sorokin z biodegradowalnymi polimerami i ich wirulencja wobec Heliothis virescens (Fabricius). International Journal of Environmental Pollution, 31 (3), 219-226.
2. Arguedas, M., Álvarez, V., i Bonilla, R. (2008). Skuteczność grzyba entomopatogennego ”Metharrizium anisopliae„Kontrolując”Boophilus microplus„(Acari: ixodidae). Kostarykańska agronomia: Journal of Agricultural Sciences, 32 (2), 137-147.
3. Carballo, M. (2001). Opcje zarządzania ryjkowcem czarnego banana. Zintegrowana ochrona przed szkodnikami (Kostaryka) Nº, 59.
4. Castillo Zeno Salvador (2005) Wykorzystanie Metarhizium anisopliae do biologicznej kontroli spittlebug (Aeneolamia spp. i Prosapia spp.) na pastwiskach Brachiaria decumbens w El Petén, Gwatemala (praca magisterska) Źródło: catie.ac.cr
5. Greenfield, B. P., Lord, A.M., Dudley, E. i Butt, T.M. (2014). Konidia grzybów chorobotwórczych owadów, Metarhizium anisopliae, nie przylegają do naskórka larw komara. Royal Society open science, 1 (2), 140193.
6. González-Castillo, M., Aguilar, C. N. i Rodríguez-Herrera, R. (2012). Kontrola szkodników owadów w rolnictwie przy użyciu grzybów entomopatogennych: wyzwania i perspektywy. Rev. Científica z Autonomous University of Coahuila, 4 (8).
7. Lezama, R., Molina, J., Lopez, M., Pescador, A., Galindo, E., Angel, C. A., i Michel, A. C. (2005). Wpływ grzyba entomopatogennego Metarhizium anisopliae w sprawie kontroli pasożyta kukurydzy w terenie. Advances in Agricultural Research, 9 (1).
8. Rodríguez, M., France, A., i Gerding, M. (2004). Ocena dwóch szczepów grzyba Metarhizium Anisopliae var. Anisopliae (Metsh.) Do zwalczania larw białych robaków Hylamorpha elegans Burm. (Coleoptera: Scarabaeidae). Technical Agriculture, 64 (1), 17-24.