METARHIZIUM ANISOPLIAE: ZNAČILNOSTI, TAKSONOMIJA, MORFOLOGIJA - BIOLOGIJA - 2026

Metarhizium anisopliae je mitosporna ali anamorfna gliva aseksualne reprodukcije, ki se pogosto uporablja kot entomopatogen za biološki nadzor. Ima sposobnost parazitiranja in odstranjevanja številnih škodljivcev žuželk različnih rastlin kmetijskega pomena.

Ta gliva ima posebne prilagodljive lastnosti, da na saprofitski način preživi na organski snovi in ​​kot parazit na žuželkah. Večina komercialnih škodljivcev na posevkih je dovzetna za napad s to entomopatogeno glivo.

Zelena muscardina, ki jo povzroča Metarhizium anisopliae. Vir: Chengshu Wang in Yuxian Xia, prek Wikimedia Commons

Kot saprofitski življenjski organizem je prilagojen različnim okoljem, kjer razvije micelij, konidiofore in konidije. Ta sposobnost olajša njegovo razmnoževanje na laboratorijski ravni s pomočjo preprostih tehnik razmnoževanja, ki se uporabljajo kot biokontroler.

Dejansko je ta entomopatogena gliva naravni sovražnik velikega števila vrst žuželk v različnih agroekosistemih. Gostitelji so v celoti pokriti z zelenim micelijem, ki se nanaša na bolezen, imenovano zelena muscardina.

Življenjski cikel entomopathogen Metarhizium anisopliae poteka v dveh fazah, celični infektivni fazi in drugi saprofitski fazi. Nalezljivec znotraj parazitiranega žuželke in v saprofitu izkoristi hranilna telesa trupla, da se množijo.

Za razliko od patogenov, kot so virusi in bakterije, ki jih mora povzročitelj zaužiti, da deluje, gliva Metarhizium deluje pri stiku. V tem primeru lahko spore kalijo in prodrejo v notranjost in okužijo gostiteljsko reznico.

značilnosti

Metarhizium anisopliae je patogena gliva širokega spektra, ki se nahaja v tleh in ostankih žuželk, parazitiziranih. Zaradi svojega potenciala kot ekološke alternative je idealen nadomestek agrokemičnih snovi, ki se uporabljajo pri celovitem ravnanju z škodljivci gospodarskega pomena.

Okužba z M. anisopliae se začne s pritrditvijo konidij glive na kutikulo gostiteljske žuželke. Kasneje se skozi encimsko aktivnost med obema strukturama in mehanskim delovanjem pojavi kalitev in penetracija.

Encimi, ki sodelujejo pri prepoznavanju, adheziji in patogenezi gostiteljske kutikule, se nahajajo v glivični celični steni. Ti proteini vključujejo fosfolipaze, proteaze, dismutaze in adhezive, ki delujejo tudi v adhezijskih, osmoznih in morfogenetskih procesih glive.

Na splošno so te glive počasne, kadar so okoljski pogoji neugodni. Povprečne temperature med 24 in 28 ºC ter visoka relativna vlaga so idealne za učinkovit razvoj in entomopatogeno delovanje.

Za bolezen zelene muscardine, ki jo povzroča M. anisopliae, je značilno zeleno obarvanje sporov na koloniziranem gostitelju. Ko žuželka napade, micelij prekriva površino, kjer strukture plodijo in sporulirajo ter pokrivajo površino gostitelja.

V zvezi s tem okužba traja približno teden dni, da se žuželka neha hraniti in umreti. Med različnimi škodljivci, ki jih obvladuje, je zelo učinkovit na žuželke reda kolerotera, lepidoptera in homoptera, zlasti ličinke.

Gliva M. anisopliae kot biokontroler se prodaja v sporastih formulacijah, pomešanih z inertnimi materiali, da ohrani svojo sposobnost preživetja. Primeren način za njegovo uporabo je z zaplinjevanjem, manipulacijo z okoljem in inokulacijo.

Morfologija

Na laboratorijski ravni kolonije bakterije M. anisopliae kažejo na učinkovit razvoj v PDA kulturah (Papa-dextrorse-agar). Krožna kolonija na začetku predstavlja rast micelarnih belih barv, pri čemer se glive sporirajo.

Metarhizium anisopliae phialid. Vir: naro.affrc.go.jp

Ko se začne postopek razmnoževanja konidij, se na micelarni površini zazna olivno-zelenkasto obarvanje. Na spodnji strani kapsule opazimo bledo rumeno spremembo barve z difuznimi rumenimi pigmenti na sredini.

Konidioforji rastejo iz micelija v nepravilni obliki z dvema do tremi vejami na vsakem septumu. Ti konidioforji imajo dolžino od 4 do 14 mikronov in premer od 1,5 do 2,5 mikrona.

Fialidi so strukture, ki nastajajo v miceliju in so mesto, kjer se konidiji odcepijo. V M. anisopliae so tanki na vrhu, dolžine 6 do 15 mikronov in premera 2 do 5 mikronov.

Kar zadeva konidije, so enocelične strukture, valjaste in okrnjene, z dolgimi verigami, hialinske do zelenkaste. Konidije so dolge 4 do 10 mikronov in premera 2 do 4 mikronov.

Taksonomija

Rod Metarhizium je sprva opisal Sorokin (1883), ki je okužil ličinke Anisoplia austriaca, kar je povzročilo bolezen, znano kot zelena muscardina. Ime Entomophthora anisopliae je Metschnikoff sprva predlagal za glivične izolate, kasneje se je imenoval Isaria destructor.

Podrobnejše študije taksonomije rodu, ki so bile zaključene z razvrstitvijo med Metarhizium sorokin. Trenutno vrsta M. anisopliae, ki jo je poimenoval Metschnikoff, velja za reprezentativni organizem iz rodu Metarhizium.

Več izolatov glive Metarhizium je specifičnih, zato so bili imenovani kot nove sorte. Vendar jih trenutno uvrščamo med vrste Metarhizium anisopliae, vrste Metarhizium majus in Metarhizium acridum.

Prav tako so nekatere vrste preimenovane v Metarhizium taii, ki ima podobne lastnosti kot Metarhizium guizhouense. Komercialni sev M. anisopliae, M. anisopliae (43), ki je specifičen sovražnik koleopteranov, se zdaj imenuje Metarhizium brunneum.

Vrsta Metarhizium anisopliae (Metchnikoff) Sorokin (1883) je del roda Metarhizium, ki ga je opisal Sorokin (1883). Taksonomsko spada v družino Clavicipitaceae, red Hypocreales, razred Sordariomycetes, delitev Ascomycota kraljestva Fungi.

Življenski krog

Gliva Metarhizium anisopliae sproži patogenezo s postopkom adhezije konidij na gostiteljski kutikularni membrani. Kasneje se pojavijo faze kalitve, rast appresorije ali vstavitve, kolonizacije in reprodukcijske strukture.

Spore ali konidije iz tal ali okuženih žuželk ostanejo v kutikuli novih gostiteljev. Z posegom mehanskih in kemičnih procesov se razvijeta appresorij in zarodna cev, ki prodre v notranjost žuželke.

Na splošno se pod ugodnimi pogoji kalitev pojavi v 12 urah po inokulaciji. Prav tako se med 12 in 18 urami pojavi tvorjenje appresorije in penetracija zarodne cevi ali haustorija.

Fizični mehanizem, ki omogoča prodiranje, je tlak, ki ga izvaja appresoria, ki lomi rezalno membrano. Kemični mehanizem je delovanje encimov proteaze, kinaze in lipaze, ki na mestu vstavitve razgradijo membrane.

Ko je žuželka prodrla, se hifa razveje v notranjost in popolnoma napade plen po 3-4 dneh. Nato se oblikujejo reproduktivne strukture, konidiofori in konidije, kar po 4-5 dneh dokonča patogenezo gostitelja.

Smrt žuželke se zgodi s kontaminacijo toksinov, ki jih proizvaja entomopatogena gliva. Biokontroler sintetizira toksine dekstruksin, protodekstruksin in demetildekstruksin z visoko stopnjo strupenosti za členonožce in ogorčice.

Vdor gostitelja je pogojen s temperaturo in relativno vlažnostjo okolja. Prav tako razpoložljivost hranil na kutikularni membrani žuželke in sposobnost zaznavanja gostiteljev, dovzetnih za kolonizacijo.

Zelena muscardina

Bolezen zelene muscardine, ki jo povzroča Metarhizium anisopliae, ima različne simptome pri okuženih ličinkah, nimfah ali odraslih. Nezrele oblike zmanjšujejo nastanek sluzi, ponavadi se odmaknejo od mesta napada ali paralizirajo njegovo gibanje.

Odrasli zmanjšajo gibanje in območje leta, prenehajo se hraniti, samice pa ne odlagajo jajc. Onesnažene žuželke običajno umrejo na krajih, ki so daleč od mesta okužbe, kar spodbuja širjenje bolezni.

Cikel bolezni lahko traja od 8 do 10 dni, odvisno od okoljskih razmer, predvsem vlažnosti in temperature. Po smrti gostitelja ga popolnoma prekrije beli micelij in zaporedna zelena sporulacija, značilna za zeleno muscardino.

Biološki nadzor

Gliva Metarhizium anisopliae je ena najbolj razširjenih in uporabljenih entomopatogenov pri biološkem zatiranju škodljivcev. Ključni dejavnik za uspešno kolonizacijo gostitelja je prodor glive in kasnejše razmnoževanje.

Ko se gliva ugotovi znotraj žuželke, pride do širjenja nitastih hif in nastajanja mikotoksinov, ki deaktivirajo gostitelja. Do smrti gostitelja pride tudi zaradi patoloških sprememb in mehaničnega vpliva na notranje organe in tkiva.

Biološki nadzor se izvaja z uporabo izdelkov, pripravljenih na podlagi koncentracij spore ali konidij glive v komercialnih izdelkih. Konidije mešamo z inertnimi materiali, kot so topila, glina, talk, emulgatorji in drugi naravni dodatki.

Ti materiali ne smejo vplivati ​​na sposobnost glive in morajo biti neškodljivi za okolje in pridelek. Poleg tega morajo predstaviti optimalne fizične pogoje, ki olajšajo mešanje, nanašanje izdelka in imajo nizke stroške.

Uspeh biološkega nadzora s pomočjo entomopatogenov je odvisen od učinkovite formulacije komercialnega izdelka. Vključno s sposobnostjo preživetja mikroorganizma, materiala, uporabljenega v formulaciji, pogojev skladiščenja in načina nanašanja.

Način delovanja

Inokulum iz uporabe formulacij z glivo M. anisopliae služi za kontaminacijo ličink, hif ali odraslih. Kontaminirani gostitelji se selijo v druge kraje pridelka, kjer umrejo in širijo bolezen zaradi sporulacije glive.

Delovanje vetra, dežja in rosi olajša širjenje konidij na druge dele rastline. Žuželke v svoji dejavnosti krmljenja so izpostavljene oprijemu sporov.

Okoljski pogoji so naklonjeni razvoju in širjenju konidij, saj so najbolj dovzetne nezrele faze žuželk. Iz novih okužb nastajajo sekundarne žarišča, ki širijo epizootiko, ki je sposobna popolnoma nadzorovati kugo.

Biološki nadzor nad bananinim ciklomom

Črni hrošč (Cosmopolites sordidus Germar) je pomemben škodljivec gojenja musaceae (plantain in banana), predvsem v tropih. Njegova razpršenost povzroča predvsem upravljanje, ki ga človek izvaja v postopkih setve in obiranja.

Banana Black Weevil. Vir: mezfer.com.mx

Ličinka je povzročitelj škode, ki je nastala znotraj korenike. Čajnik v svoji ličinki je zelo aktiven in glasen, kar povzroča perforacije, ki vplivajo na koreninski sistem rastline.

Galerije, oblikovane v koreniku, olajšajo kontaminacijo z mikroorganizmi, ki gnijo vaskularna tkiva rastline. Poleg tega rastlina zaradi delovanja močnega vetra oslabi in se nagiba k prevračanju.

Običajni nadzor temelji na uporabi kemičnih insekticidov, vendar je njihov negativni vpliv na okolje pripeljal do iskanja novih alternativ. Trenutno je uporaba entomopatogenih gliv, kot je Metarhizium anisopliae, poročala o dobrih rezultatih v terenskih preskušanjih.

Odlični rezultati so bili dobljeni v Braziliji in Ekvadorju (umrljivost 85-95%) z uporabo M. anisopliae na rižu kot material za inokulacijo. Strategija je, da okuženi riž postavimo na koščke stebla okoli rastline, žuželka se privlači in postane okužena s patogenom.

Biološki nadzor ličink

Fall Armyworm

Jesenski vojak (Spodoptera frugiperda) je eden najbolj škodljivih škodljivcev pri žitih, kot so sirek, koruza in krma. Pri koruzi je zelo škodljiva, če napade pridelek pred 30 da, višine med 40 in 60 cm.

Fall Armyworm. Vir: Glej stran za avtorja, prek Wikimedia Commons

V zvezi s tem je kemični nadzor omogočil žuželkam večjo odpornost, odpravo naravnih sovražnikov in škodo okolju. Uporaba bakterije M. anisopliae kot alternative za biološki nadzor je poročala o dobrih rezultatih, saj je dovzetna S. frugiperda.

Najboljši rezultati so bili dobljeni pri uporabi steriliziranega riža kot sredstva za razprševanje inokuluma v kulturi. Prijave v 10 dneh in nato pri 8 dneh, prilagajanje formulacije na 1 × 10 ¹² konidij na hektar.

Ličinke belega glista

Ličinke hroščev najdemo, ki se hranijo z organsko snovjo in koreninami gospodarsko pomembnih pridelkov. Vrsta Hylamorpha elegans (burmeister), imenovana zeleni piščanec, je v fazi ličinke škodljivec pšenice (Triticum aestivum L.).

Larva bele črve. Vir: invasive.org

Škoda, ki jo povzročajo ličinke, se zgodi na ravni koreninskega sistema, zaradi česar rastline oslabijo, venejo in izgubijo svoje liste. Življenjski cikel hrošča traja eno leto, v času največje pojavnosti pa opazimo popolnoma uničena gojišča.

Kemični nadzor je bil neučinkovit zaradi selitve ličink na obdelana tla. Povezan s povečano odpornostjo, povečanimi proizvodnimi stroški in onesnaženjem okolja.

Uporaba Metarhizium anisopliae kot antagonista in biokontrolerja je dosegla do 50% umrljivosti pri populaciji ličink. Čeprav so rezultati dobljeni na laboratorijski ravni, se pričakuje, da bodo terenske analize poročale o podobnih rezultatih.

Reference

1. Acuña Jiménez, M., García Gutiérrez, C., Rosas García, NM, López Meyer, M., in Saínz Hernández, JC (2015). Formulacija Metarhizium anisopliae (Metschnikoff) Sorokin z biološko razgradljivimi polimeri in njihova virulenca proti Heliothis virescens (Fabricius). Mednarodna revija o onesnaževanju okolja, 31 (3), 219-226.
2. Arguedas, M., Álvarez, V., & Bonilla, R. (2008). Učinkovitost entomopatogene glive "Metharrizium anisopliae" pri zatiranju "Boophilus microplus" (Acari: ixodidae). Kostariška agronomija: časopis za kmetijske znanosti, 32 (2), 137-147.
3. Carballo, M. (2001). Možnosti za upravljanje z bananinim ciklomom. Celostno zatiranje škodljivcev (Kostarika) št. 59
4. Castillo Zeno Salvador (2005) Uporaba Metarhizium anisopliae za biološko zatiranje hroščev (Aeneolamia spp. In Prosapia spp.) V Brachiaria je posejala travnike v El Peténu, Gvatemala (magistrsko delo) Pridobljeno iz: catie.ac.cr
5. Greenfield, BP, Lord, AM, Dudley, E., & Butt, TM (2014). Konidiji patogene glive žuželk, Metarhizium anisopliae, se ne držijo kožnice ličinke komarjev. Odprta znanost Royal Society, 1 (2), 140193.
6. González-Castillo, M., Aguilar, CN, in Rodríguez-Herrera, R. (2012). Nadzor insektov in škodljivcev v kmetijstvu z uporabo entomopatogenih gliv: izzivi in ​​perspektive. Znanstveni odmev iz avtonomne univerze v Coahuili, 4 (8).
7. Lezama, R., Molina, J., López, M., Pescador, A., Galindo, E., Ángel, CA, in Michel, AC (2005). Vpliv entomopatogene glive Metarhizium anisopliae na zatiranje padavinskega orja koruze na polju. Napredek v kmetijskih raziskavah, 9 (1).
8. Rodríguez, M., France, A., & Gerding, M. (2004). Vrednotenje dveh sevov glive Metarhizium Anisopliae var. Anisopliae (Metsh.) Za zatiranje ličink belih črvov Hylamorpha elegans Burm. (Coleoptera: Scarabaeidae). Tehnično kmetijstvo, 64 (1), 17–24.