METARHIZIUM ANISOPLIAE: JELLEMZŐK, TAXONÓMIA, MORFOLÓGIA - BIOLÓGIA - 2025

A Metarhizium anisopliae az aszexuális szaporodás mitosporikus vagy anamorf gomba, amelyet biológiai ellenőrzés céljából széles körben használnak entomopathogenként. Képes parazitálni és megsemmisíteni a mezőgazdasági jelentőségű növények rovarirtóinak széles skáláját.

Ennek a gombanak speciális alkalmazkodási tulajdonságai vannak, hogy a szerves anyagokon szaprofit módon és a rovarokon élő parazitaként túléljék. A legtöbb kereskedelemben részt vevő kártevő rovar érzékeny ez az entomopatogén gomba támadására.

Metarhizium anisopliae által okozott zöld izomzat. Forrás: Chengshu Wang és Yuxian Xia, a Wikimedia Commonson keresztül

Mint szaprofit életorganizmus, különféle környezetekhez alkalmazkodik, ahol micélium, conidiophores és conidia fejlődik ki. Ez a képesség megkönnyíti reprodukcióját laboratóriumi szinten egyszerű szaporítási technikákkal, amelyeket biokontrollerként kell használni.

Valójában ez az entomopatogén gomba számos rovarfaj természetes ellensége a különböző agroökoszisztémákban. A gazdaszervezeteket teljesen egy zöld micélium takarja, utalva a zöld muscardina nevű betegségre.

Az Entomopathogen Metarhizium anisopliae életciklusát két fázisban hajtják végre, egy sejtfertőző fázisban és egy másik szaprofit fázisban. A parazitált rovarban és a szaprofitban levő fertőző a holttest tápanyagainak előnyeinek felhasználásával szaporodik.

Ellentétben a kórokozókkal, például vírusokkal és baktériumokkal, amelyeket a kórokozónak el kell nyelnie a működéshez, a Metarhizium gomba érintkezésbe lép. Ebben az esetben a spórák csírázhatnak és áthatolhatnak a belső térben, megfertőzve a gazda kutikularis membránját.

jellemzők

A Metarhizium anisopliae széles spektrumú kórokozó gombák, amelyek a talajban helyezkednek el és a parazitált rovarok maradványai. Ökológiai alternatívájaként rejlő lehetőségei miatt ideális helyettesítője a gazdasági szempontból fontos kártevők integrált kezelésében használt agrokémiai anyagoknak.

Az M. anisopliae fertőzése azzal kezdődik, hogy a gomba konídiumai a gazda rovar kutikulájához kapcsolódnak. Később, a két szerkezet közötti enzimatikus aktivitás és a mechanikai hatás révén, csírázás és behatolás következik be.

Azon enzimek, amelyek részt vesznek a gazda kutikula felismerésében, adhéziójában és patogenezisében, a gombás sejt falában találhatók. Ezek közé a fehérjékbe tartoznak a foszfolipázok, proteázok, dismutázok és adhezinek, amelyek szintén részt vesznek a gombák adhéziós, ozmózis és morfogenezisében.

Ezek a gombák általában lassúak, ha a környezeti feltételek kedvezőtlenek. Az átlagos hőmérséklet 24 és 28 ºC között, valamint a magas relatív páratartalom ideális a hatékony fejlődéshez és az entomopatogén hatáshoz.

A M. anisopliae által okozott zöld muscardina betegséget a spórák zöld színű elszíneződése jellemzi a kolonizált gazdaszervezeten. Miután a rovar megtámadta, a micélium eltakarja a felületet, ahol a struktúrák fruktálódnak és sporulálódnak, lefedve a gazdaszervezet felületét.

Ebben a tekintetben a fertőzés körülbelül egy hétig tart, amíg a rovar megállítja a táplálkozást és meghal. Az általa ellenőrzött különféle kártevők közül rendkívül hatásos a coleoptera, a lepidoptera és a homoptera rendű rovarokra, különösen a lárvákra.

A M. anisopliae gomba biokontrollerként spórakészítményekben kerül forgalomba, inert anyagokkal keverve, életképességük megőrzése érdekében. Alkalmazásának megfelelő módja a füstölés, a környezetvédelem és az oltás.

Morfológia

Laboratóriumi szinten az M. anisopliae kolóniái hatékony fejlődést mutatnak a PDA táptalajokban (Papa-dextrorse-agar). A kör alakú kolónia kezdetben fehér micelláris növekedést mutat, színváltozásokkal jár, amikor a gomba sporulál.

Metarhizium anisopliae fialid. Forrás: naro.affrc.go.jp

A konidia szaporodási folyamatának megkezdésekor a micelláris felületen olívazöld színű szín tapasztalható meg. A kapszula alsó részén halványsárga elszíneződés figyelhető meg, diffúz sárga pigmentek közepén.

A Conidiophores a micéliumból szabálytalan alakban nőnek fel, két-három ággal mindegyik septumon. Ezeknek a konidioforoknak a hossza 4-14 mikron, átmérőjük 1,5-2,5 mikron.

A fialidok olyan struktúrák, amelyek a micéliumban keletkeznek, és ez az a hely, ahol a konídiumok leválnak. A M. anisopliae-ben vékonyak a csúcsukon, hosszúságuk 6-15 mikron és átmérője 2-5 mikron.

Ami a konídiumokat illeti, egy egysejtű szerkezetű, hengeres és csonka, hosszú láncúak, hialin-zöldes színűek. A konidia hossza 4-10 mikron és átmérője 2-4 mikron.

taxonómia

A Metarhizium nemzetet eredetileg Sorokin (1883) írta le, amely Anisoplia austriaca lárvákat fertőzött meg, amely zöld muszardinának nevezett betegséget okozott. Az Entomophthora anisopliae nevet eredetileg a Metschnikoff javasolta a gombás izolátumok számára, később Isaria pusztítónak nevezték.

A nemzet taxonómiájának részletesebb tanulmányai azt a következtetést vonják le, hogy azt Metarhizium sorokin-ként osztályozzák. Jelenleg a Metschnikoff által elnevezett M. anisopliae fajt tekintik a Metarhizium nemzetség reprezentatív organizmusának.

A Metarhizium gomba számos izolátuma specifikus, ezért nevezték őket új fajtáknak. Jelenleg azonban Metarhizium anisopliae, Metarhizium majus és Metarhizium acridum fajokba sorolják őket.

Hasonlóképpen, néhány fajt átneveztek. A Metarhizium taii hasonló tulajdonságokkal rendelkezik, mint a Metarhizium guizhouense. A M. anisopliae, a M. anisopliae (43) kereskedelmi törzsét, amely a coleopterans specifikus ellensége, jelenleg Metarhizium brunneum-nak hívják.

A Metarhizium anisopliae (Metchnikoff) Sorokin (1883) faj a Sorokin (1883) által leírt Metarhizium nemhez tartozik. Taxonómiailag a Clavicipitaceae családhoz, a Hypocreales rendhez tartozik, a Fungi királyság Sordariomycetes osztályához, Ascomycota osztályához.

Életciklus

A Metarhizium anisopliae gomba patogenezist kezdeményez a konidia adhéziós folyamatán keresztül a gazda kutikularis membránján. Később a csírázás, az appressoria növekedése vagy az inszerció, a kolonizáció és a szaporodási struktúrák fordulnak elő.

A talajból származó spórák vagy konídiumok vagy a szennyezett rovarmaradványok behatolnak az új gazdaszervezetek kutikulájába. A mechanikai és kémiai folyamatok beavatkozásával kialakul a rovar belsejében áthatoló appresszor és csíracső.

Általában kedvező körülmények között a csírázás az oltást követő 12 órán belül megtörténik. Hasonlóképpen, az appressoria kialakulása és a csíracsőbe vagy haustoria-ba történő behatolás 12-18 óra között zajlik.

A behatolást lehetővé tevő fizikai mechanizmus az appresszor által kifejtett nyomás, amely megtöri a kutikuláris membránt. A kémiai mechanizmus a proteáz, kináz és lipáz enzimek hatása, amelyek a membránokat lebontják a behelyezés helyén.

Miután a rovar behatolt, a hifák belsejében elágaznak, 3-4 nap elteltével teljesen betörnek a zsákmányba. Ezután létrejönnek a reproduktív struktúrák, conidiophores és conidia, amelyek 4-5 nap elteltével befejezik a gazdaszervezet patogenezist.

A rovar elpusztul az entomopatogén gomba által termelt toxinok szennyeződése révén. A biokontroller szintetizálja a dextruxin, a protodextruxin és a demetildextruxin toxinokat, magas szintű toxicitással az ízeltlábúak és fonálférgek számára.

A gazdaszervezet invázióját a környezet hőmérséklete és relatív páratartalma befolyásolja. Hasonlóképpen, a tápanyagok rendelkezésre állása a rovar kutikularis membránján és a kolonizációra hajlamos gazdaszervezetek kimutatásának képessége.

Zöld muscardina

A Metarhizium anisopliae által okozott zöld muscardina betegség különböző tüneteket mutat a fertőzött lárvákban, nimfákban vagy felnőttekben. Az éretlen formák csökkentik a nyálkahártya képződését, hajlamosak elmozdulni a támadás helyétől vagy megbénítják mozgását.

A felnőttek csökkentik mozgásukat és repülési területüket, leállítják a táplálkozást, a nőstények nem tojásokat tojnak. A fertőzött rovarok általában meghalnak a fertőzés helyétől távol eső helyeken, ami elősegíti a betegség terjedését.

A betegség ciklusa 8-10 napig tarthat, a környezeti feltételektől függően, főleg a páratartalomtól és a hőmérséklettől függően. A gazdaszervezet halála után teljesen lefedett egy fehér micéliummal és az egymást követő zöld sporulációval, amely a zöld muskardinára jellemző.

Biológiai kontroll

A Metarhizium anisopliae gomba az egyik legszélesebb körben vizsgált és alkalmazott entomopathogén a kártevők biológiai leküzdésében. A gazdaszervezet sikeres kolonizációjának kulcseleme a gomba behatolása és az azt követő szaporodás.

Amint a gomba megáll a rovarban, a rostos hifák elterjedése megtörténik, és mikotoxinok képződnek, amelyek inaktiválják a gazdaszervezetet. A gazdaszervezet halálát kóros változások és a belső szerveket és szöveteket érintő mechanikai hatások is okozzák.

A biológiai ellenőrzést a gomba spóra- vagy konidiumkoncentrációja alapján formulázott termékek alkalmazásával hajtják végre a kereskedelmi termékekben. A konídiumokat kevertek közömbös anyagokkal, például oldószerekkel, agyagokkal, talkummal, emulgeálószerekkel és más természetes adalékokkal.

Ezek az anyagok nem befolyásolhatják a gomba életképességét, és ártalmatlanok lehetnek a környezetre és a növényre. Ezenkívül olyan optimális fizikai körülményeket kell biztosítaniuk, amelyek megkönnyítik a keverést, a termék felhordását és olcsók.

Az entomopathogének révén végzett biológiai kontroll sikere a kereskedelmi termék hatékony formulációjától függ. Beleértve a mikroorganizmus életképességét, a készítményben felhasznált anyagot, a tárolási feltételeket és az alkalmazás módját.

Akció mód

A készítményeknek az M. anisopliae gombával történő alkalmazásából származó oltóanyag lárvák, hyphae vagy felnőttek fertőzésére szolgál. A fertőzött gazdák a növény más helyeire vándorolnak, ahol meghalnak, és a gomba sporulációja miatt terjesztik a betegséget.

A szél, az eső és a harmat elősegíti a konídiumok szétszóródását a növény más részeire. A rovarok takarmányozásuk során a spórák tapadásának vannak kitéve.

A környezeti feltételek kedvelik a konídiumok fejlődését és elterjedését, mivel a rovar éretlen stádiumai a leginkább érzékenyek. Az új fertőzésekből másodlagos gócok alakulnak ki, amelyek elterjednek az epizootikumokban, amelyek képesek a pestis teljes ellenőrzésére.

A banánzsír biológiai ellenőrzése

A gyomor (Cosmopolites sordidus Germar) a főleg a trópusokon a musaceae (plantain és banán) termesztésének fontos kártevője. Szétoszlását főként az a gazdálkodás okozza, amelyet az ember a vetési és betakarítási folyamatban végez.

Banán fekete zsizsik. Forrás: mezfer.com.mx

A lárva a rizóma belsejében okozott károk okozója. A lárva stúdiója nagyon aktív és üreges, olyan perforációkat okozva, amelyek befolyásolják a növény gyökérzetét.

A rizómában kialakult galéria megkönnyíti a növény érrendszeri szöveteit rothadó mikroorganizmusokkal való szennyeződést. Ezen túlmenően az erősebb szél hatására a növény gyengül és hajlamos felborulni.

A szokásos védekezés a kémiai rovarirtó szerek használatán alapul, ám annak környezetre gyakorolt ​​negatív hatása új alternatívák keresésére vezetett. Az entomopatogén gombák, például a Metarhizium anisopliae használata jelenleg jó eredményeket jelentett a terepi kísérletekben.

Kiváló eredményeket kaptunk Brazíliában és Ecuadorban (halálozás 85-95%), amikor a M. anisopliae-t rizzsel használtuk beoltási anyagként. A stratégia az, hogy a fertőzött rizst a növény körül elhelyezkedő szárdarabokra helyezzük, a rovar vonzódik és szennyeződik a kórokozóval.

A lárvák biológiai ellenőrzése

Őszi hadiféreg

Az őszi hadiféreg (Spodoptera frugiperda) az egyik legkárosabb kártevő a gabonafélékben, például a cirokban, a kukoricában és a takarmányokban. Kukorica esetében ez nagyon káros, ha 30 da elõtt megtámadja a növényt, magassága 40–60 cm.

Őszi hadiféreg. Forrás: Lásd a szerző oldalát a Wikimedia Commonson keresztül

Ebben a tekintetben a kémiai ellenőrzés lehetővé tette a rovarok nagyobb ellenállásának elérését, a természetes ellenségek kiküszöbölését és a környezet károsodását. A M. anisopliae biológiai kontroll alternatívájaként történő felhasználása jó eredményekről számolt be, mivel az S. frugiperda fogékony.

A legjobb eredményt akkor kapják, ha sterilizált rizst használnak az inokulum tenyészetben való diszpergálásának eszközeként. Alkalmazás 10 nappal, majd 8 nappal, az összetétel igazítása hektáronkénti 1 × 10 ¹² konidiumra.

Fehér féreg lárvák

A bogárlárva a gazdasági szempontból fontos növények szerves anyagából és gyökéréből táplálkozik. A Hylamorpha elegans (Burmeister) faj zöld csirkének nevezik, lárva stádiumában a búza kártevője (Triticum aestivum L.).

Fehér féreg lárva. Forrás: invasive.org

A lárvák által okozott kár a gyökérzet szintjén következik be, és a növények gyengülnek, kiszáradnak és elveszítik a leveleiket. A bogár életciklusa egy évig tart, és a legnagyobb előfordulás idején teljesen elpusztult művelési területeket figyelnek meg.

A kémiai ellenőrzés nem volt hatékony a lárvák migrációja miatt a kezelt talajban. A megnövekedett ellenállás, a megnövekedett gyártási költségek és a környezetszennyezés társul.

A Metarhizium anisopliae antagonista és biokontrollerként történő alkalmazásával a lárvapopulációk mortalitása akár 50% -ot is elérhet. Annak ellenére, hogy az eredményeket laboratóriumi szinten kapták meg, várhatóan a terepi elemzések hasonló eredményeket fognak mutatni.

Irodalom

1. Acuña Jiménez, M., García Gutiérrez, C., Rosas García, NM, López Meyer, M., és Saínz Hernández, JC (2015). Metarhizium anisopliae (Metschnikoff) Sorokin készítése biodegradálható polimerekkel és virulenciájuk a Heliothis virescens (Fabricius) ellen. Környezetvédelmi szennyezésről szóló nemzetközi folyóirat, 31 (3), 219-226.
2. Arguedas, M., Álvarez, V., és Bonilla, R. (2008). Az entomopatogén "Metharrizium anisopliae" gomba hatékonysága a "Boophilus microplus" (Acari: ixodidae) elleni védekezésben. Costa Rica Agronomy: Journal of Agricultural Sciences, 32 (2), 137-147.
3. Carballo, M. (2001). A banánzsír kezelésének lehetőségei. Integrált növényvédelem (Costa Rica) Nº, 59.
4. Castillo Zeno Salvador (2005) A Metarhizium anisopliae felhasználása a spatebug (Aeneolamia spp. És Prosapia spp.) Biológiai leküzdésére a Brachiaria decumbens gyepekben, El Peténben, Guatemala (magiszterv) Vissza a következőből: catie.ac.cr
5. Greenfield, BP, Lord, AM, Dudley, E., és Butt, TM (2014). A rovaros kórokozó gomba, a Metarhizium anisopliae konídiumai nem tudnak tapadni a szúnyoglárva kutikához. A Royal Society nyitott tudománya, 1 (2), 140193.
6. González-Castillo, M., Aguilar, CN, és Rodríguez-Herrera, R. (2012). Rovar-kártevőirtás a mezőgazdaságban entomopathogén gombák felhasználásával: kihívások és perspektívák. A Coahuila Autonóm Egyetem Tudományos Rev., 4. (8).
7. Lezama, R., Molina, J., López, M., Pescador, A., Galindo, E., Ángel, CA, és Michel, AC (2005). A metarhizium anisopliae entomopatogén gomba hatása a kukorica őszi hadseregférgeinek elleni küzdelemre a szántóföldön. Előrelépések a mezőgazdasági kutatásban, 9 (1).
8. Rodríguez, M., Franciaország, A., és Gerding, M. (2004). A Metarhizium Anisopliae var. Anisopliae (Metsh.) A Hylamorpha elegans Burm. Fehérféreg lárvák (Coleoptera: Scarabaeidae) elleni védekezésre. Műszaki mezőgazdaság, 64 (1), 17–24.