METARHIZIUM ANISOPLIAE: الخصائص ، التصنيف ، التشكل - مادة الاحياء - 2025

Metarhizium anisopliae هو فطر متفتت أو مشوهة من التكاثر اللاجنسي ، ويستخدم على نطاق واسع كممرض للحشرات للتحكم البيولوجي. لديها القدرة على التطفل والقضاء على مجموعة واسعة من الآفات الحشرية للنباتات المختلفة ذات الأهمية الزراعية.

هذا الفطر له خصائص تكيفية خاصة للبقاء على قيد الحياة بطريقة رمية على المواد العضوية وكطفيلي على الحشرات. معظم حشرات آفات المحاصيل التجارية عرضة للهجوم من قبل هذه الفطريات الممرضة للحشرات.

المسكاردينا الخضراء التي يسببها Metarhizium anisopliae. المصدر: Chengshu Wang and Yuxian Xia ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

باعتباره كائنًا حيويًا رخاميًا ، فإنه يتكيف مع بيئات مختلفة حيث يتطور الفطريات ، والكونيديوفورات ، والكونيديا. تسهل هذه القدرة تكاثرها على مستوى المختبر من خلال تقنيات انتشار بسيطة لاستخدامها كمتحكم حيوي.

في الواقع ، هذا الفطر الممرض للحشرات هو العدو الطبيعي لعدد كبير من أنواع الحشرات في مختلف النظم الإيكولوجية الزراعية. العوائل مغطاة بالكامل بالميسليوم الأخضر ، في إشارة إلى مرض يسمى المسكاردينا الخضراء.

يتم تنفيذ دورة حياة العامل الممرض للحشرات Metarhizium anisopliae على مرحلتين ، طور معدي خلوي ومرحلة رمية أخرى. تستفيد المادة المعدية داخل الحشرة الطفيلية وفي النبات الرخامي من العناصر الغذائية للجثة لتتكاثر.

على عكس مسببات الأمراض مثل الفيروسات والبكتيريا التي يجب ابتلاعها من قبل العامل الممرض للعمل ، فإن فطر Metarhizium يعمل عند التلامس. في هذه الحالة ، يمكن للجراثيم أن تنبت وتخترق الداخل ، وتصيب الغشاء الجلدي للمضيف.

مميزات

Metarhizium anisopliae هو نوع واسع من الفطريات المسببة للأمراض ، ويقع في التربة وبقايا الحشرات الطفيلية. نظرًا لإمكاناته كبديل بيئي ، فهو البديل المثالي للمواد الكيميائية الزراعية المستخدمة في الإدارة المتكاملة للآفات ذات الأهمية الاقتصادية.

تبدأ إصابة M. anisopliae بربط كونيديا الفطر ببشرة الحشرة المضيفة. في وقت لاحق ، من خلال النشاط الأنزيمي بين كلا الهيكلين والعمل الميكانيكي ، يحدث الإنبات والاختراق.

توجد الإنزيمات التي تشارك في التعرف والالتصاق والتسبب في بشرة المضيف في جدار الخلية الفطرية. تشمل هذه البروتينات الفوسفوليباز والبروتياز والديسموتازات والالتصاق ، والتي تعمل أيضًا في عمليات الالتصاق والتناضح والتشكل للفطر.

بشكل عام ، هذه الفطريات بطيئة المفعول عندما تكون الظروف البيئية غير مواتية. متوسط ​​درجات الحرارة بين 24 و 28 درجة مئوية ، والرطوبة النسبية العالية مثالية للتطور الفعال والعمل الممرض للحشرات.

يتميز مرض المسكاردينا الأخضر الناجم عن M. anisopliae بالتلوين الأخضر للأبواغ الموجودة على المضيف المستعمر. بمجرد غزو الحشرة ، يغطي الميسيليوم السطح ، حيث تتفكك الهياكل وتنتشر ، وتغطي سطح المضيف.

في هذا الصدد ، تستمر الإصابة حوالي أسبوع حتى تتوقف الحشرة عن الرضاعة وتموت. من بين الآفات المختلفة التي يسيطر عليها ، فهو فعال للغاية على الحشرات من رتبة غمدية الأجنحة ، وحرش الأجنحة ، وهوموبترا ، وخاصة اليرقات.

يتم تسويق فطر M. anisopliae كمتحكم حيوي في تركيبات بوغ ممزوجة بمواد خاملة للحفاظ على صلاحيتها. الطريقة المناسبة لتطبيقه هي من خلال التبخير والتلاعب البيئي والتلقيح.

علم التشكل المورفولوجيا

على مستوى المختبر ، تظهر مستعمرات M. anisopliae تطورًا فعالًا في وسائط ثقافة PDA (Papa-dextrorse-agar). تقدم المستعمرة الدائرية نموًا ميسيليرًا أبيض في البداية ، وتظهر اختلافات في اللون عندما تتكاثر الفطريات.

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

عندما تبدأ عملية تكاثر الكونيديا ، يظهر لون زيتوني مخضر على سطح ميسيلار. على الجانب السفلي من الكبسولة ، لوحظ تلون أصفر شاحب مع وجود أصباغ صفراء منتشرة في المنتصف.

تنمو Conidiophores من الفطريات بشكل غير منتظم مع فرعين إلى ثلاثة فروع في كل حاجز. يبلغ طول هذه الحبيبات من 4 إلى 14 ميكرون ، ويبلغ قطرها من 1.5 إلى 2.5 ميكرون.

phialides هي الهياكل التي يتم إنشاؤها في mycelium ، وهو المكان الذي تنفصل فيه الكونيديا. في M. anisopliae تكون رقيقة عند القمة ويبلغ طولها من 6 إلى 15 ميكرون وقطرها من 2 إلى 5 ميكرون.

أما الكونيديا فهي هياكل أحادية الخلية ، أسطوانية ومقتطعة ، ذات سلاسل طويلة ، زجاجية إلى خضراء. يبلغ طول كونيديا من 4 إلى 10 ميكرون وقطرها من 2 إلى 4 ميكرون.

التصنيف

تم وصف جنس Metarhizium في البداية من قبل Sorokin (1883) الذي يصيب يرقات Anisoplia austriaca ، مما يتسبب في مرض يعرف باسم المسكاردينا الخضراء. تم اقتراح اسم Entomophthora anisopliae في البداية بواسطة Metschnikoff للعزلات الفطرية ، ثم أطلق عليها لاحقًا اسم Isaria destruction.

وخلصت دراسات أكثر تفصيلاً عن تصنيف الجنس إلى تصنيفها على أنها Metarhizium sorokin. حاليًا ، يعتبر النوع M. anisopliae ، الذي أطلق عليه Metschnikoff ، الكائن الحي الممثل لجنس Metarhizium.

العديد من عزلات فطر Metarhizium محددة ، ولهذا تم تصنيفها كأصناف جديدة. ومع ذلك ، يتم تصنيفها حاليًا على أنها Metarhizium anisopliae و Metarhizium majus و Metarhizium acridum.

وبالمثل ، تمت إعادة تسمية بعض الأنواع ، حيث تتمتع Metarhizium taii بخصائص مماثلة لخصائص Metarhizium guizhouense. السلالة التجارية من M. anisopliae ، M. anisopliae (43) التي تعد عدوًا محددًا للبكتيريا coleopterans تسمى الآن Metarhizium brunneum.

يعتبر نوع Metarhizium anisopliae (Metchnikoff) Sorokin (1883) جزءًا من جنس Metarhizium الذي وصفه Sorokin (1883). من الناحية التصنيفية ، تنتمي إلى عائلة Clavicipitaceae ، رتبة Hypocreales ، فئة Sordariomycetes ، قسم Ascomycota ، من مملكة الفطريات.

دورة الحياة

يبدأ فطر Metarhizium anisopliae التسبب في المرض من خلال عملية التصاق الكونيديا على الغشاء الجلدي المضيف. في وقت لاحق تحدث مراحل الإنبات ، نمو الأبريسوريا أو الاندماج ، الاستعمار والتكاثر.

تغزو الأبواغ أو الكونيديا من التربة أو بقايا الحشرات الملوثة بشرة العوائل الجديدة. مع تدخل العمليات الميكانيكية والكيميائية ، يتطور الأنبوب الجرثومي والأنبوب الجرثومي الذي يخترق داخل الحشرة.

بشكل عام ، في ظل ظروف مواتية ، يحدث الإنبات في غضون 12 ساعة بعد التلقيح. وبالمثل ، فإن تكوين المثانة واختراق الأنبوب الجرثومي أو الهوستوريا يحدث ما بين 12 إلى 18 ساعة.

الآلية الفيزيائية التي تسمح بالاختراق هي الضغط الذي يمارسه الضغط الذي يكسر الغشاء الجلدي. الآلية الكيميائية هي عمل إنزيمات البروتياز ، والكيناز ، والليباز التي تكسر الأغشية في موقع الإدخال.

بمجرد اختراق الحشرة ، فإن فرع الواصلة بالداخل يغزو الفريسة تمامًا بعد 3-4 أيام. ثم يتم تشكيل الهياكل التناسلية ، والحوامل والكونيديا ، والتي تكمل التسبب في المضيف بعد 4-5 أيام.

يحدث موت الحشرة من خلال تلوث السموم الناتجة عن الفطريات الممرضة للحشرات. يقوم المتحكم الحيوي بتخليق السموم ديكستروكسين وبروتوديكستروكسين وديميثيل دكستروكسين بمستوى عالٍ من السمية للمفصليات والنيماتودا.

إن غزو العائل مرتبط بدرجة الحرارة والرطوبة النسبية للبيئة. وبالمثل ، فإن توافر العناصر الغذائية على الغشاء الجلدي للحشرة والقدرة على اكتشاف العوائل المعرضة للاستعمار.

مسكاردينا الخضراء

يُظهر مرض المسكاردينا الأخضر الناجم عن Metarhizium anisopliae أعراضًا مختلفة على اليرقات المصابة أو الحوريات أو البالغين. تقلل الأشكال غير الناضجة من تكوين الصمغ ، وتميل إلى الابتعاد عن موقع الهجوم أو شل حركته.

الكبار يقللون من حركتهم ومنطقة الطيران ، ويتوقفون عن التغذية ، والإناث لا تضع البيض. تميل الحشرات الملوثة للموت في أماكن بعيدة عن موقع الإصابة ، مما يشجع على انتشار المرض.

يمكن أن تستمر دورة المرض ما بين 8 و 10 أيام حسب الظروف البيئية ، وخاصة الرطوبة ودرجة الحرارة. بعد وفاة العائل ، تم تغطيته بالكامل بفطر أبيض وأبواغ خضراء متتالية ، من سمات المسكاردينا الخضراء.

التحكم البيولوجي

يعد فطر Metarhizium anisopliae أحد أكثر مسببات الأمراض التي تمت دراستها واستخدامها على نطاق واسع في المكافحة البيولوجية للآفات. العامل الرئيسي للاستعمار الناجح للمضيف هو تغلغل الفطر والتكاثر اللاحق.

بمجرد أن يتم إنشاء الفطر داخل الحشرة ، يحدث تكاثر الخيط الخيطي وتوليد السموم الفطرية التي تعطل العائل. تحدث وفاة العائل أيضًا عن طريق التغيرات المرضية والتأثيرات الميكانيكية على الأعضاء والأنسجة الداخلية.

يتم إجراء المكافحة البيولوجية عن طريق تطبيق المنتجات المصممة بناءً على تركيزات الجراثيم أو كونيديا الفطريات في المنتجات التجارية. يتم خلط Conidia مع مواد خاملة ، مثل المذيبات ، والطين ، والتلك ، والمستحلبات ، والإضافات الطبيعية الأخرى.

يجب ألا تؤثر هذه المواد على قابلية نمو الفطريات ويجب أن تكون غير ضارة بالبيئة والمحصول. بالإضافة إلى ذلك ، يجب عليهم تقديم الظروف المادية المثلى التي تسهل الخلط وتطبيق المنتج وتكون منخفضة التكلفة.

يعتمد نجاح المكافحة البيولوجية من خلال مُمْرِضات الحشرات على الصياغة الفعالة للمنتج التجاري. بما في ذلك صلاحية الكائنات الحية الدقيقة والمواد المستخدمة في المستحضر وظروف التخزين وطريقة التطبيق.

وضع العمل

يعمل اللقاح الناتج عن استخدام المستحضرات مع فطر M. anisopliae على تلوث اليرقات أو الخيوط أو البالغين. تهاجر العوائل الملوثة إلى أماكن أخرى في المحصول حيث تموت وتنشر المرض بسبب تكوّن الفطر.

تسهل حركة الرياح والأمطار والندى تشتت الكونيديا إلى أجزاء أخرى من النبات. تتعرض الحشرات أثناء نشاط البحث عن الطعام لالتصاق الأبواغ.

تفضل الظروف البيئية تطور وتشتت الكونيديا ، والمراحل غير الناضجة للحشرة هي الأكثر عرضة للإصابة. من الإصابات الجديدة ، يتم إنشاء بؤر ثانوية تكاثر الوباء الحيواني القادر على السيطرة الكاملة على الطاعون.

المكافحة البيولوجية لسوسة الموز

السوسة (Cosmopolites sordidus Germar) هي آفة مهمة في زراعة الموز (لسان الحمل والموز) بشكل رئيسي في المناطق الاستوائية. ينتج تشتتها بشكل أساسي عن الإدارة التي يقوم بها الإنسان في عمليات البذر والحصاد.

سوسة الموز السوداء. المصدر: mezfer.com.mx

اليرقة هي العامل المسبب للضرر الذي يحدث داخل الجذمور. السوسة في مرحلتها اليرقية نشطة للغاية وشرهة ، مسببة ثقوبًا تؤثر على نظام جذر النبات.

تسهل المعارض المتكونة في الجذمور التلوث بالكائنات الحية الدقيقة التي تعفن الأنسجة الوعائية للنبات. بالإضافة إلى ذلك ، يضعف النبات ويميل إلى الانقلاب بسبب تأثير الرياح القوية.

تعتمد المكافحة المعتادة على استخدام المبيدات الحشرية الكيميائية ، إلا أن تأثيرها السلبي على البيئة أدى إلى البحث عن بدائل جديدة. حاليًا ، أظهر استخدام الفطريات الممرضة للحشرات مثل Metarhizium anisopliae نتائج جيدة في التجارب الميدانية.

تم الحصول على نتائج ممتازة في البرازيل والإكوادور (معدل وفيات 85-95٪) باستخدام M. anisopliae على الأرز كمادة تلقيح. تتمثل الإستراتيجية في وضع الأرز المصاب على قطع من الساق حول النبات ، وتنجذب الحشرة وتصبح ملوثة بالعامل الممرض.

المكافحة البيولوجية لليرقات

دودة الحشد الخريف

تعد دودة الحشد الخريفية (Spodoptera frugiperda) واحدة من أكثر الآفات الضارة التي تصيب الحبوب مثل الذرة الرفيعة والذرة والأعلاف. في الذرة يكون ضارًا للغاية عندما يهاجم المحصول قبل 30 يومًا ، بارتفاع يتراوح بين 40 و 60 سم.

دودة الحشد الخريف. المصدر: انظر صفحة المؤلف ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

في هذا الصدد ، سمحت المكافحة الكيميائية للحشرة بتحقيق مقاومة أكبر ، والقضاء على الأعداء الطبيعية والإضرار بالبيئة. أظهر استخدام M. anisopliae كبديل للمكافحة البيولوجية نتائج جيدة ، حيث أن S. frugiperda حساسة.

تم الحصول على أفضل النتائج عند استخدام الأرز المعقم كوسيلة لتشتيت اللقاح في المزرعة. تقديم الطلبات في 10 أيام ثم في 8 أيام ، وتعديل التركيبة بمعدل 1 × 10 ¹² كونيدية للهكتار.

يرقات الدودة البيضاء

تم العثور على يرقات الخنفساء تتغذى على المواد العضوية وجذور المحاصيل ذات الأهمية الاقتصادية. يُطلق على نوع Hylamorpha elegans (Burmeister) اسم الدجاج الأخضر ، في مرحلته اليرقية هي آفة القمح (Triticum aestivum L.).

يرقات الدودة البيضاء. المصدر: invasive.org

يحدث الضرر الذي تسببه اليرقات على مستوى نظام الجذر ، مما يتسبب في إضعاف النباتات والذبول وفقدان أوراقها. تستمر دورة حياة الخنفساء لمدة عام واحد ، وفي وقت حدوث أكبر معدل ، يتم ملاحظة مناطق الزراعة المدمرة تمامًا.

كانت المكافحة الكيميائية غير فعالة بسبب هجرة اليرقات في التربة المعالجة. يرتبط بالمقاومة المتزايدة ، وزيادة تكاليف الإنتاج والتلوث البيئي.

أدى استخدام Metarhizium anisopliae كمضاد وعامل تحكم حيوي إلى معدل وفيات يصل إلى 50٪ في تجمعات اليرقات. على الرغم من الحصول على النتائج على مستوى المختبر ، فمن المتوقع أن تقدم التحليلات الميدانية نتائج مماثلة.

المراجع

1. Acuña Jiménez، M.، García Gutiérrez، C.، Rosas García، NM، López Meyer، M.، & Saínz Hernández، JC (2015). صياغة Metarhizium anisopliae (Metschnikoff) Sorokin مع البوليمرات القابلة للتحلل الحيوي وقوتها ضد Heliothis virescens (فابريسيوس). المجلة الدولية للتلوث البيئي ، 31 (3) ، 219-226.
2. Arguedas، M.، Álvarez، V.، & Bonilla، R. (2008). فاعلية الفطر الممرض للحشرات "Metharrizium anisopliae" في مكافحة "Boophilus microplus" (Acari: ixodidae). الهندسة الزراعية في كوستاريكا: مجلة العلوم الزراعية ، 32 (2) ، 137-147.
3. كاربالو ، م. (2001). خيارات لإدارة سوسة الموز. المكافحة المتكاملة للآفات (كوستاريكا) Nº، 59.
4. Castillo Zeno Salvador (2005) استخدام Metarhizium anisopliae للتحكم البيولوجي في spittlebug (Aeneolamia spp.
5. جرينفيلد ، بريتيش بتروليوم ، لورد ، إيه إم ، دودلي ، إي. كونيديا من الفطريات المسببة للأمراض الحشرية ، Metarhizium anisopliae ، لا تلتصق بشرة يرقات البعوض. الجمعية الملكية للعلوم المفتوحة ، 1 (2) ، 140193.
6. González-Castillo، M.، Aguilar، CN، & Rodríguez-Herrera، R. (2012). مكافحة الآفات الحشرية في الزراعة باستخدام الفطريات الممرضة للحشرات: تحديات ووجهات نظر. القس العلمي لجامعة كواهويلا المستقلة ، 4 (8).
7. ليزاما ، آر ، مولينا ، جيه ، لوبيز ، إم ، بيسكادور ، إيه ، جاليندو ، إي ، أنجيل ، كاليفورنيا ، وميشيل ، إيه سي (2005). تأثير الفطر الممرض للحشرات Metarhizium anisopliae في مكافحة دودة الحشد الخريفية للذرة في الحقل. التقدم في البحوث الزراعية ، 9 (1).
8. Rodríguez، M.، France، A.، & Gerding، M. (2004). تقييم سلالتين من فطر Metarhizium Anisopliae var. Anisopliae (Metsh.) لمكافحة يرقات الدودة البيضاء Hylamorpha elegans Burm. (Coleoptera: Scarabaeidae). الزراعة التقنية ، 64 (1) ، 17-24.