Metarhizium anisopliae egenskaper, taksonomi, morfologi

3698
Basil Manning

Metarhizium anisopliae er en mitosporisk eller anamorf sopp av aseksuell reproduksjon, mye brukt som et entomopatogen for biologisk kontroll. Den har evnen til å parasitere og eliminere et bredt spekter av insektskadegjørere av forskjellige planter av landbruksmessig betydning..

Denne soppen har spesielle tilpasningsegenskaper for å overleve på en saprofytisk måte på organisk materiale og som en parasitt på insekter. De fleste kommersielle avlinger fra skadedyr er utsatt for å bli angrepet av denne entomopatogene soppen..

Grønn muscardina forårsaket av Metarhizium anisopliae. Kilde: Chengshu Wang og Yuxian Xia [CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], via Wikimedia Commons

Som en saprofytisk livsorganisme er den tilpasset forskjellige miljøer der den utvikler mycel, konidioforer og konidier. Denne evnen letter reproduksjonen på laboratorienivå gjennom enkle formeringsteknikker som skal brukes som biokontroller..

Denne entomopatogene soppen er faktisk den naturlige fienden til et stort antall insektarter i forskjellige agroøkosystemer. Vertene er helt dekket av et grønt mycelium, med henvisning til sykdommen som kalles grønn muscardina.

Livssyklusen til entomopatogenet Metarhizium anisopliae Det utføres i to faser, en celleinfeksjonsfase og en annen saprofytisk fase. Den smittsomme i det parasittiserte insektet og i saprofytten utnytter kroppens næringsstoffer for å formere seg.

I motsetning til patogener som virus og bakterier som trenger å inntas av patogenet for å handle, virker Metarhizium-soppen ved kontakt. I dette tilfellet kan sporene spire og trenge inn i det indre, og infisere vertens kutikulære membran..

Artikkelindeks

  • 1 Funksjoner
  • 2 Morfologi
  • 3 Taksonomi
  • 4 Livssyklus
    • 4.1 Grønn muscardina
  • 5 Biologisk kontroll
    • 5.1 Handlingsmåte
  • 6 Biologisk bekjempelse av banansneglen
  • 7 Biologisk bekjempelse av larver
    • 7.1 Høstorm
    • 7.2 Hvite ormlarver
  • 8 Referanser

Kjennetegn

De Metarhizium anisopliae Det er en bredspektret patogen sopp, som ligger i jorden og restene av parasittiserte insekter. På grunn av potensialet som et økologisk alternativ, er det den ideelle erstatningen for landbrukskjemikalier som brukes i integrert behandling av skadedyr av økonomisk betydning..

Infeksjon av M. anisopliae Det begynner med foreningen av soppens konidier til skjellaget til vertsinsektet. Deretter oppstår spiring og penetrasjon gjennom den enzymatiske aktiviteten mellom begge strukturer og den mekaniske handlingen..

Enzymer som griper inn i gjenkjenning, vedheft og patogenese av vertens neglebånd er plassert i soppcelleveggen. Disse proteinene inkluderer fosfolipaser, proteaser, dismutaser og adhesiner, som også virker i soppens vedheft, osmose og morfogeneseprosesser..

Vanligvis virker disse soppene sakte når miljøforholdene er ugunstige. Gjennomsnittstemperaturer mellom 24 og 28 ºC og høy relativ fuktighet er ideelle for en effektiv utvikling og entomopatogen handling.

Grønn muscardina sykdom forårsaket av M. anisopliae det er preget av den grønne fargen på sporene på den koloniserte verten. Når insektet er invadert, dekker myceliet overflaten, der strukturene fruktes og sporulerer, og dekker overflaten til verten..

I denne forbindelse varer infeksjonen omtrent en uke for at insektet skal slutte å mate og dø. Blant de forskjellige skadedyrene det bekjemper, er det svært effektivt på insekter av ordenen Coleoptera, Lepidoptera og Homoptera, spesielt larver..

Soppen M. anisopliae Som biokontroller markedsføres den i sporeformuleringer blandet med inerte materialer for å bevare levedyktigheten. Den hensiktsmessige måten å anvende den på er gjennom fumigasjoner, miljømanipulering og inokulering.

Morfologi

På laboratorienivå, kolonier av M. anisopliae viser en effektiv utvikling i PDA (Papa-dextrorse-agar) kulturmedier. Den sirkulære kolonien presenterer en hvit micellær vekst i utgangspunktet og viser fargevariasjoner når soppen sporulerer.

Metarhizium anisopliae phialide. Kilde: naro.affrc.go.jp

Når multiplikasjonsprosessen for conidia begynner, oppfattes en olivengrønn farge på den micellære overflaten. På undersiden av kapselen observeres en lysegul misfarging med diffuse gule pigmenter i midten.

Konidioforene vokser fra myceliet i en uregelmessig form med to til tre grener på hver septum. Disse konidioforene har en lengde på 4 til 14 mikron, og en diameter på 1,5 til 2,5 mikron..

Fialidene er strukturer som genereres i myceliet, og er stedet der conidia løsner. På M. anisopliae de er tynne på toppen, 6 til 15 mikrometer i lengde og 2 til 5 mikrometer i diameter.

Conidia er encellede strukturer, sylindriske og avkortede, med lange kjeder, hyalin til grønnaktig. Conidia er 4 til 10 mikrometer lange og 2 til 4 mikrometer i diameter.

Taksonomi

Kjønnet Metarhizium ble opprinnelig beskrevet av Sorokin (1883) som smittet larver av Østerrikske Anisoplia, forårsaker en sykdom kjent som grønn muscardina. Navn Entomophthora anisopliae ble opprinnelig foreslått av Metschnikoff for soppisolater, senere ble den kalt Isaria ødelegger.

Mer detaljerte studier av slektens taksonomi, konkluderte med å klassifisere den som Metarhizium sorokin. Foreløpig blir arten vurdert M. anisopliae, oppkalt av Metschnikoff, som den representative organismen for slekten Metarhizium.

Ulike isolater av soppen Metarhizium de er spesifikke, og det er derfor de har blitt utpekt som nye varianter. Imidlertid er de for tiden klassifisert som arter Metarhizium anisopliae, Metarhizium majus Y Metarhizium akridum.

På samme måte har noen arter blitt omdøpt, Metarhizium taii presenterer egenskaper som ligner på Metarhizium guizhouense. En kommersiell belastning på M. anisopliae, de M. anisopliae (43) som er spesifikk fiende av coleoptera kalles nå Metarhizium brunneum.

Arten Metarhizium anisopliae (Metchnikoff) Sorokin (1883), er en del av slekten Metarhizium beskrevet av Sorokin (1883). Taksonomisk tilhører det familien Clavicipitaceae, rekkefølge Hypokrealer, klasse Sordariomycetes, inndeling Ascomycota, av riket Sopp.

Livssyklus

Soppen Metarhizium anisopliae initierer patogenese gjennom vedheftingsprosessen av konidiene på vertens kutikulære membran. Deretter forekommer fasene av spiring, vekst av appressoria eller innsettingsstrukturer, kolonisering og reproduksjon..

Sporene eller konidiene fra jorda eller forurensede insektrester invaderer neglebåndet til nye verter. Med inngripen av mekaniske og kjemiske prosesser utvikler appressorium og bakterierøret som trenger inn i det indre av insektet.

Generelt, under gunstige forhold, skjer spiring 12 timer etter inokulering. Likeledes skjer dannelsen av appressoria og penetrering av kimrøret eller haustoria mellom 12 og 18 timer..

Den fysiske mekanismen som tillater penetrasjon er trykket som utøves av appressoria, som bryter skjelettmembranen. Den kjemiske mekanismen er virkningen av protease-, kinase- og lipaseenzymer som bryter ned membraner på stedet for innføring.

Når insektet har trengt gjennom, forgrener hyfene seg inn og invaderer byttet fullstendig etter 3-4 dager. Da dannes reproduktive strukturer, konidioforer og konidier, som fullfører patogenesen til verten 4-5 dager.

Insektets død skjer gjennom forurensning av giftstoffer produsert av den entomopatogene soppen. Biokontrolleren syntetiserer toksinene dextruxin, protodextruxin og demethyldextruxin med et høyt nivå av toksisitet for leddyr og nematoder.

Invasjonen til verten er betinget av temperaturen og den relative fuktigheten i miljøet. Tilsvarende tilgjengeligheten av næringsstoffer på insektets kutikulære membran og evnen til å oppdage verter som er utsatt for kolonisering..

Grønn muscardina

Grønn muscardina sykdom forårsaket av Metarhizium anisopliae Den presenterer forskjellige symptomer på infiserte larver, nymfer eller voksne. Umodne former reduserer dannelsen av slim, har en tendens til å bevege seg bort fra angrepsstedet eller lamme bevegelsen.

Voksne reduserer bevegelses- og flyområdet, slutter å mate, og kvinner legger ikke egg. Forurensede insekter har en tendens til å dø steder langt fra infeksjonsstedet, noe som oppmuntrer til spredning av sykdommen.

Sykdomssyklusen kan vare mellom 8 og 10 dager, avhengig av miljøforhold, hovedsakelig fuktighet og temperatur. Etter vertsdøden er det fullstendig dekket av et hvitt mycelium og suksessiv grønn sporulering, karakteristisk for grønn muscardina..

Biologisk kontroll

Soppen Metarhizium anisopliae det er en av de mest studerte og brukte entomopatogenene i biologisk skadedyrbekjempelse. Nøkkelfaktoren for vellykket kolonisering av en vert er penetrering av soppen og påfølgende multiplikasjon..

Når soppen er etablert i insektet, forekommer spredning av filamentøse hyfer og dannelsen av mykotoksiner som inaktiverer verten. Vertens død oppstår også på grunn av patologiske endringer og mekaniske effekter på indre organer og vev..

Biologisk kontroll utføres ved å påføre produkter formulert basert på konsentrasjoner av sporer eller konidier av soppen i kommersielle produkter. Conidia blandes med inerte materialer, som løsningsmidler, leire, talkum, emulgatorer og andre naturlige tilsetningsstoffer.

Disse materialene må ikke påvirke soppens levedyktighet og må være ufarlige for miljøet og avlingen. I tillegg må de presentere optimale fysiske forhold som letter blanding, påføring av produktet og er lave kostnader..

Suksessen med biologisk kontroll gjennom entomopatogener avhenger av den effektive formuleringen av det kommersielle produktet. Inkludert levedyktigheten til mikroorganismen, materialet som brukes i formuleringen, lagringsforholdene og påføringsmetoden.

Handlingsmodus

Inokulatet fra applikasjoner av formulert med soppen M. anisopliae Det tjener til å forurense larver, hyfer eller voksne. Forurensede verter vandrer til andre steder i avlingen der de dør og sprer sykdommen på grunn av sporulering av soppen.

Virkningen av vind, regn og dugg letter spredning av konidiene til andre deler av planten. Insekter i deres fôringsaktivitet utsettes for vedheft av sporer.

Miljøforholdene favoriserer utvikling og spredning av konidiene, de umodne stadiene av insektet er det mest utsatt. Fra nye infeksjoner opprettes sekundære foci, som sprer seg epizootisk som er i stand til å kontrollere skadedyret fullt ut.

Biologisk bekjempelse av banansneglen

Den svarte snuten (Cosmopolites sordidus Germar) er et viktig skadedyr for dyrking av musaceae (groblad og banan) hovedsakelig i tropene. Spredningen er hovedsakelig forårsaket av ledelsen som mennesket utfører i så- og høstingsprosessene..

Banan Black Weevil. Kilde: mezfer.com.mx

Larven er årsaksmidlet til skaden forårsaket inne i rhizomet. Weevil i sin larvefase er veldig aktiv og glupsk, forårsaker perforeringer som påvirker plantens rotsystem..

Galleriene dannet i rhizomet letter forurensning med mikroorganismer som råtner det vaskulære vevet i planten. I tillegg til dette, svekkes planten og har en tendens til å velte på grunn av virkningen av sterk vind..

Den vanlige kontrollen er basert på bruk av kjemiske insektmidler, men deres negative innvirkning på miljøet har ført til søket etter nye alternativer. For tiden er bruk av entomopatogene sopp som Metarhizium anisopliae har rapportert om gode resultater i feltforsøk.

Utmerkede resultater er oppnådd i Brasil og Ecuador (85-95% dødelighet) ved bruk M. anisopliae på ris som vaksinasjonsmateriale. Strategien er å plassere infisert ris på biter av stammen rundt planten, insektet tiltrekkes og blir forurenset med patogenet.

Biologisk bekjempelse av larver

Fall Armyworm

Høstens hærormSpodoptera frugiperda) er et av de mest skadelige skadedyrene i korn som sorghum, mais og fôr. I mais er det veldig skadelig når det angriper avlingen før 30 dager, med høyder mellom 40 og 60 cm..

Fall Armyworm. Kilde: Se side for forfatter [Public domain], via Wikimedia Commons

I denne forbindelse har kjemisk kontroll gjort det mulig for insektet å oppnå større motstand, eliminering av naturlige fiender og skade på miljøet. Bruken av M. anisopliae som et biologisk kontrollalternativ har rapportert om gode resultater siden S. frugiperda det er utsatt.

De beste resultatene er oppnådd når sterilisert ris brukes som et middel for å spre inokulatet i kulturen. Utføre applikasjoner på 10 dds og deretter på 8 dager, justere formuleringen på 1 × 1012 konidier per hektar.

Hvite ormlarver

Billelarver blir funnet å mate på organisk materiale og røtter av økonomisk viktige avlinger. Arten Hylamorpha elegans (Burmeister) kalt grønn kylling, er dens larvestatus et skadedyr av hvete (Triticum aestivum L.).

Hvit ormlarve. Kilde: invasive.org

Skadene forårsaket av larvene oppstår på nivået av rotsystemet, og får plantene til å svekkes, visne og miste bladene. Livssyklusen til billen varer ett år, og i tiden med størst forekomst observeres totalt ødelagte dyrkingsområder.

Kjemisk kontroll har vært ineffektiv på grunn av migrasjon av larver i behandlet jord. Assosiert med økt motstand, økte produksjonskostnader og miljøforurensning.

Ansettelsen av Metarhizium anisopliae Som en antagonist og biokontrollermiddel har den oppnådd opptil 50% dødelighet i larvepopulasjoner. Selv om resultatene er oppnådd på laboratorienivå, forventes det at feltanalyser vil rapportere lignende resultater..

Referanser

  1. Acuña Jiménez, M., García Gutiérrez, C., Rosas García, N. M., López Meyer, M., & Saínz Hernández, J. C. (2015). Formulering av Metarhizium anisopliae (Metschnikoff) Sorokin med biologisk nedbrytbare polymerer og dens virulens mot Heliothis virescens (Fabricius). International Journal of Environmental Pollution, 31 (3), 219-226.
  2. Arguedas, M., Álvarez, V., & Bonilla, R. (2008). Effekt av den entomopatogene soppen "Metharrizium anisopliae"I kontroll av"Boophilus mikroplus”(Acari: ixodidae). Costa Rica Agronomy: Journal of Agricultural Sciences, 32 (2), 137-147.
  3. Carballo, M. (2001). Alternativer for håndtering av bananskjegl. Integrert skadedyrbekjempelse (Costa Rica) nr. 59.
  4. Castillo Zeno Salvador (2005) Bruk av Metarhizium anisopliae for biologisk bekjempelse av spittlebug (Aeneolamia spp. Y Prosapia spp.) i gressletter av Brachiaria decumbens i El Petén, Guatemala (Masteroppgave) Gjenopprettet i: catie.ac.cr
  5. Greenfield, B. P., Lord, A. M., Dudley, E., & Butt, T. M. (2014). Conidia av insektpatogen sopp, Metarhizium anisopliae, unnlater å overholde mygglarvenes skjellaget. Royal Society open science, 1 (2), 140193.
  6. González-Castillo, M., Aguilar, C. N., og Rodríguez-Herrera, R. (2012). Insektsbekjempelse i landbruket ved bruk av entomopatogene sopp: utfordringer og perspektiver. Vitenskapelig rev. Av det autonome universitetet i Coahuila, 4 (8).
  7. Lezama, R., Molina, J., López, M., Pescador, A., Galindo, E., Ángel, C. A., & Michel, A. C. (2005). Effekt av den entomopatogene soppen Metarhizium anisopliae på kontroll av fallhærorm av korn i åkeren. Fremskritt innen landbruksforskning, 9 (1).
  8. Rodríguez, M., Frankrike, A., og Gerding, M. (2004). Evaluering av to stammer av soppen Metarhizium Anisopliae var. Anisopliae (Metsh.) For bekjempelse av hvite ormlarver Hylamorpha elegans Burm. (Coleoptera: Scarabaeidae). Teknisk jordbruk, 64 (1), 17-24.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.