Đặc điểm của Metarhizium anisopliae, phân loại học, hình thái, phương thức hành động

Metarhizium anisopliae là một loại nấm nguyên phân hoặc vô định hình của sinh sản vô tính, được sử dụng rộng rãi như một entomopathogen để kiểm soát sinh học. Có khả năng ký sinh và loại bỏ một loạt các loài côn trùng gây hại của các loại cây trồng quan trọng khác nhau trong nông nghiệp.

Loại nấm này có các đặc điểm thích nghi đặc biệt để tồn tại saprophyte trên chất hữu cơ và như một ký sinh trùng trên côn trùng. Hầu hết các loài côn trùng gây hại cho cây trồng tiền mặt đều dễ bị tấn công bởi loại nấm côn trùng gây bệnh này.

Là một sinh vật sống hoại sinh, nó thích nghi với các môi trường khác nhau nơi nó phát triển sợi nấm, conidiophores và conidia. Khả năng này tạo điều kiện tái tạo nó ở cấp độ phòng thí nghiệm bằng các kỹ thuật nhân giống đơn giản được sử dụng như một bộ điều khiển sinh học.

Thật vậy, loại nấm côn trùng gây bệnh này là kẻ thù tự nhiên của một số lượng lớn các loài côn trùng trong các hệ thống nông nghiệp khác nhau. Các vị khách được bao phủ toàn bộ bởi một sợi nấm màu xanh lá cây, đề cập đến căn bệnh có tên là muscardina verde.

Vòng đời của entomopathogen Metarhizium anisopliae Nó được thực hiện trong hai giai đoạn, một giai đoạn lây nhiễm tế bào và một giai đoạn hoại sinh khác. Nhiễm trùng trong côn trùng ký sinh và trong saprophyte lợi dụng các chất dinh dưỡng của xác chết để nhân lên.

Không giống như các mầm bệnh như virut và vi khuẩn cần được mầm bệnh xâm nhập để hành động, nấm Metarhizium tiếp xúc. Trong trường hợp này, các bào tử có thể nảy mầm và xâm nhập vào bên trong nhiễm vào màng biểu bì của vật chủ.

Chỉ số

• 1 Đặc điểm
• 2 Hình thái
• 3 phân loại
• 4 vòng đời
  • 4.1 Muscardin xanh
• 5 Kiểm soát sinh học
  • 5.1 Phương thức hành động
• 6 Kiểm soát sinh học của mọt chuối đen
• 7 Kiểm soát sinh học của ấu trùng
  • 7.1 giun ngô
  • 7.2 Ấu trùng giun trắng
• 8 tài liệu tham khảo

Tính năng

các Metarhizium anisopliae là một loại nấm gây bệnh phổ rộng, nằm trong đất và côn trùng ký sinh. Do tiềm năng của nó như là một thay thế sinh thái, nó là sự thay thế lý tưởng cho các hóa chất nông nghiệp được sử dụng trong quản lý toàn diện các loài gây hại có tầm quan trọng kinh tế.

Nhiễm trùng M. anisopliae Nó bắt đầu với sự kết hợp của conidia của nấm với lớp biểu bì của côn trùng chủ. Sau đó, thông qua hoạt động enzyme giữa cả hai cấu trúc và hoạt động cơ học, sự nảy mầm và thâm nhập xảy ra.

Các enzyme có liên quan đến sự nhận biết, độ bám dính và sinh bệnh học của lớp biểu bì chủ nằm trong thành tế bào nấm. Những protein này bao gồm phospholipase, protease, disutase và bám dính, cũng hoạt động trong quá trình bám dính, thẩm thấu và hình thái của nấm..

Nói chung các loại nấm này hoạt động chậm khi điều kiện môi trường không thuận lợi. Nhiệt độ trung bình từ 24 đến 28 ºC và độ ẩm tương đối cao là lý tưởng cho một hành động phát triển và sinh sản hiệu quả.

Bệnh xanh muscardine gây ra bởi M. anisopliae nó được đặc trưng bởi màu xanh lục của các bào tử trên vật chủ thuộc địa. Sau khi xâm chiếm côn trùng, sợi nấm bao phủ bề mặt, nơi các cấu trúc đóng băng và bào tử bao phủ bề mặt của vật chủ.

Về vấn đề này, nhiễm trùng kéo dài khoảng một tuần để côn trùng ngừng ăn và chết. Trong số các loài gây hại khác nhau mà nó kiểm soát, nó có hiệu quả cao ở côn trùng coleoptera, lepidoptera và homoptera, đặc biệt là ấu trùng.

Nấm M. anisopliae Là một bộ điều khiển sinh học, nó được bán trên thị trường dưới dạng các bào tử trộn với vật liệu trơ để bảo toàn khả năng tồn tại của nó. Cách thích hợp cho ứng dụng của nó là thông qua xông khói, thao tác môi trường và tiêm chủng.

Hình thái

Ở cấp độ phòng thí nghiệm, các thuộc địa của M. anisopliae trình bày một sự phát triển hiệu quả trong môi trường nuôi cấy của PDA (Papa-dextrorsa-agar). Thuộc địa dạng tròn, biểu hiện sự tăng trưởng micellar của màu trắng ban đầu, thể hiện sự biến đổi của màu sắc khi nấm sinh sôi.

Khi bắt đầu quá trình nhân lên của conidia, một màu xanh ô liu được cảm nhận trên bề mặt micellar. Ở mặt dưới của viên nang, một sự đổi màu vàng nhạt được quan sát thấy với các sắc tố màu vàng khuếch tán ở giữa.

Các conidiophores phát triển từ sợi nấm hình dạng không đều với hai đến ba nhánh trong mỗi vách ngăn. Những conidiophores này có chiều dài từ 4 đến 14 micron và đường kính 1,5 đến 2,5 micron.

Các phialide là các cấu trúc được tạo ra trong sợi nấm, là nơi conidia bị tách ra. Trong M. anisopliae Chúng mỏng ở đỉnh, chiều dài 6 đến 15 micron và đường kính 2 đến 5 micron.

Đối với conidia, chúng là các cấu trúc đơn bào, hình trụ và cắt ngắn về hình dạng, với các chuỗi dài, hyaline đến màu xanh lục. Conidia có chiều dài từ 4 đến 10 micron và đường kính đi từ 2 đến 4 micron.

Phân loại

Giới tính Metarhizium ban đầu được mô tả bởi ấu trùng nhiễm Sorokin (1883) Áo anisoplia, gây ra một bệnh được gọi là muscardin xanh. Tên Entomophthora anisopliae ban đầu được đề xuất bởi Metschnikoff cho các phân lập nấm, sau đó nó được đặt tên Phá hủy Isaria.

Các nghiên cứu chi tiết hơn về phân loại của chi, đã kết luận trong việc phân loại nó là Metarhizium sorokin. Các loài hiện đang được xem xét M. anisopliae, được đặt tên bởi Metschnikoff, với tư cách là cơ quan đại diện cho giới Metarhizium.

Nhiều loại nấm khác nhau Metarhizium chúng là cụ thể, đó là lý do tại sao chúng đã được chỉ định là giống mới. Tuy nhiên, chúng hiện đang được phân loại là loài Metarhizium anisopliae, Metarhizium hùng vĩ và Metarhizium acridum.

Tương tự như vậy, một số loài đã được đổi tên, Metarhizium taii trình bày các đặc điểm tương tự như Metarhizium Quý Châu. Một chủng thương mại của M. anisopliae, các M. anisopliae (43) mà một kẻ thù cụ thể của coleoptera bây giờ được gọi là Viêm phế quản Metarhizium.

Các loài Metarhizium anisopliae (Metchnikoff) Sorokin (1883), là một phần của thể loại Metarhizium được mô tả bởi Sorokin (1883). Phân loại thuộc về gia đình ClavIDIAitaceae, đặt hàng Hypocreales, lớp học Sordariomycetes, bộ phận Ascomycota, của vương quốc Nấm.

Vòng đời

Nấm Metarhizium anisopliae bắt đầu quá trình sinh bệnh thông qua quá trình bám dính của conidia trên màng biểu bì của vật chủ. Sau đó, các giai đoạn nảy mầm, sự phát triển của appressoria hoặc cấu trúc chèn, khuẩn lạc và sinh sản.

Các bào tử hoặc conidia từ đất hoặc côn trùng bị ô nhiễm vẫn xâm chiếm lớp biểu bì của vật chủ mới. Với sự can thiệp của các quá trình cơ học và hóa học, appressorium và ống nảy mầm xâm nhập vào bên trong côn trùng được phát triển.

Nói chung, trong điều kiện thuận lợi, sự nảy mầm xảy ra 12 giờ sau khi tiêm chủng. Tương tự như vậy, sự hình thành của appressoria và sự xâm nhập của ống nảy mầm hoặc haustoria xảy ra trong khoảng thời gian từ 12 giờ sáng đến 6 giờ chiều..

Cơ chế vật lý cho phép thâm nhập là áp lực gây ra bởi appressoria, phá vỡ màng biểu bì. Cơ chế hóa học là hoạt động của các enzyme protease, kinase và lipase phá vỡ màng tại điểm chèn.

Một khi côn trùng đã xâm nhập, nhánh sợi nấm bên trong, xâm chiếm hoàn toàn con mồi sau 3-4 ngày. Sau đó, các cấu trúc sinh sản, conidiophores và conidia được hình thành, hoàn thành quá trình sinh bệnh của vật chủ sau 4-5 ngày.

Cái chết của côn trùng xảy ra thông qua sự ô nhiễm độc tố do nấm côn trùng gây ra. Bộ điều khiển sinh học tổng hợp các độc tố dextruxina, protodextruxina và demetildextruxina có độc tính cao đối với động vật chân đốt và tuyến trùng.

Sự xâm chiếm của vật chủ được điều hòa với nhiệt độ và độ ẩm tương đối của môi trường. Tương tự như vậy, sự sẵn có của các chất dinh dưỡng trên màng biểu bì của côn trùng và khả năng phát hiện các vật chủ dễ bị nhiễm khuẩn.

Muscardin xanh

Bệnh xanh muscardine gây ra bởi Metarhizium anisopliae Nó biểu hiện các triệu chứng đa dạng trên ấu trùng, nữ thần hoặc người lớn bị nhiễm bệnh. Các dạng chưa trưởng thành làm giảm sự hình thành của chất nhầy, có xu hướng di chuyển ra khỏi vị trí tấn công hoặc làm tê liệt chuyển động của nó.

Người lớn giảm vận động và khu vực bay, ngừng cho ăn và con cái không đẻ trứng. Côn trùng nhiễm bệnh có xu hướng chết ở những nơi xa nơi bị nhiễm trùng, điều này thúc đẩy sự lây lan của bệnh.

Chu kỳ của bệnh có thể được hoàn thành trong khoảng từ 8 đến 10 ngày tùy thuộc vào điều kiện môi trường, chủ yếu là độ ẩm và nhiệt độ. Sau cái chết của vật chủ, nó được bao phủ hoàn toàn bởi một sợi nấm màu trắng và bào tử xanh liên tiếp, đặc trưng của muscardin xanh.

Kiểm soát sinh học

Nấm Metarhizium anisopliae là một trong những entomopathogens được nghiên cứu và sử dụng rộng rãi nhất trong việc kiểm soát sinh vật gây hại. Yếu tố chính để thực dân hóa thành công vật chủ là sự xâm nhập của nấm và sự nhân lên sau đó.

Thành lập nấm trong côn trùng xảy ra sự tăng sinh của sợi nấm và sự phát sinh độc tố nấm gây bất hoạt vật chủ. Cái chết của vật chủ cũng xảy ra do những thay đổi bệnh lý và tác động cơ học lên các cơ quan nội tạng và mô.

Việc kiểm soát sinh học được thực hiện bằng cách áp dụng các sản phẩm được điều chế dựa trên nồng độ bào tử hoặc conidia của nấm trong các sản phẩm thương mại. Conidia được trộn với các vật liệu trơ, chẳng hạn như dung môi, đất sét, Talcs, chất nhũ hóa và các chất phụ gia tự nhiên khác..

Những vật liệu này sẽ không ảnh hưởng đến khả năng tồn tại của nấm và sẽ vô hại với môi trường và cây trồng. Ngoài ra, chúng phải có các điều kiện vật lý tối ưu tạo điều kiện cho việc trộn, ứng dụng sản phẩm và không tốn kém.

Sự thành công của kiểm soát sinh học thông qua entomopathogens phụ thuộc vào công thức hiệu quả của sản phẩm thương mại. Bao gồm khả năng sống của vi sinh vật, vật liệu được sử dụng trong công thức, điều kiện bảo quản và phương pháp ứng dụng.

Phương thức hành động

Cấy từ các ứng dụng của công thức với nấm M. anisopliae Nó phục vụ để làm nhiễm độc ấu trùng, sợi nấm hoặc người lớn. Vật chủ bị ô nhiễm di cư đến những nơi khác trong vụ mùa, nơi chúng chết và lây lan dịch bệnh do sự hình thành của nấm.

Tác động của gió, mưa và sương tạo điều kiện cho sự phân tán của conidia đến các bộ phận khác của cây. Côn trùng trong hoạt động tìm kiếm thức ăn của chúng tiếp xúc với sự bám dính của bào tử.

Các điều kiện môi trường ủng hộ sự phát triển và phân tán của conidia, là trạng thái chưa trưởng thành của côn trùng dễ bị ảnh hưởng nhất. Từ những bệnh nhiễm trùng mới, các ổ thứ cấp được tạo ra, sinh sôi nảy nở có khả năng kiểm soát hoàn toàn bệnh dịch hạch.

Kiểm soát sinh học của mọt chuối đen

Mọt đen (Cosmopolites sordidus Germar) là một loài gây hại quan trọng trong việc trồng cây xạ hương (chuối và chuối) chủ yếu ở vùng nhiệt đới. Sự phân tán của nó được gây ra chủ yếu bởi sự quản lý mà con người thực hiện trong quá trình gieo và thu hoạch.

Ấu trùng là tác nhân gây ra thiệt hại bên trong thân rễ. Mọt trong giai đoạn ấu trùng của nó rất hoạt động và rất phàm ăn, gây ra các lỗ thủng ảnh hưởng đến hệ thống rễ của cây..

Các phòng trưng bày hình thành trong thân rễ tạo điều kiện ô nhiễm với các vi sinh vật làm thối các mô mạch máu của cây. Cùng với điều này, cây suy yếu và có xu hướng bị đảo lộn do tác động của gió mạnh.

Việc kiểm soát thông thường dựa trên việc sử dụng thuốc trừ sâu hóa học, tuy nhiên, tác động tiêu cực của nó đối với môi trường đã dẫn đến việc tìm kiếm các giải pháp thay thế mới. Hiện nay việc sử dụng nấm entomopathogen như Metarhizium anisopliae đã báo cáo kết quả tốt trong các thử nghiệm cấp trường.

Ở Brazil và Ecuador đã thu được kết quả tuyệt vời (tỷ lệ tử vong 85-95%) khi sử dụng M. anisopliae trên lúa làm nguyên liệu cấy. Chiến lược là đặt lúa bị nhiễm bệnh lên những mảnh thân cây xung quanh cây, côn trùng bị thu hút và nhiễm mầm bệnh.

Kiểm soát sinh học của ấu trùng

Giun ngô

Giun quânSpodoptera frugiperda) là một trong những loài gây hại nghiêm trọng nhất trong các loại ngũ cốc như lúa miến, ngô và thức ăn gia súc. Trong ngô, nó rất có hại khi nó tấn công cây trồng trước 30 dds, với chiều cao từ 40 đến 60 cm.

Về vấn đề này, kiểm soát hóa học đã cho phép côn trùng đạt được sức đề kháng lớn hơn, loại bỏ thiên địch và gây hại cho môi trường. Việc sử dụng M. anisopliae như một kiểm soát sinh học thay thế đã báo cáo kết quả tốt, kể từ khi S. frugiperda nó dễ bị.

Các kết quả tốt nhất đã đạt được bằng cách sử dụng gạo tiệt trùng như một phương tiện phân tán chủng cấy trong môi trường nuôi cấy. Thực hiện các ứng dụng ở 10 dds và sau đó 8 ngày, điều chỉnh công thức thành 1 × 10¹² conidia mỗi ha.

Ấu trùng giun trắng

Ấu trùng bọ cánh cứng được tìm thấy ăn các chất hữu cơ và rễ của cây trồng kinh tế quan trọng. Các loài Hylamorpha Elegans (Burmeister) được gọi là pololo xanh, trạng thái ấu trùng của nó là một loại sâu bệnh lúa mì (Triticum aestivum L.).

Các thiệt hại do ấu trùng xảy ra ở cấp độ của hệ thống rễ, làm cho cây bị suy yếu, héo và mất lá. Vòng đời của bọ cánh cứng kéo dài một năm và tại thời điểm có tỷ lệ mắc bệnh lớn nhất, các vùng canh tác bị phá hủy hoàn toàn được quan sát thấy.

Kiểm soát hóa học đã không hiệu quả do sự di cư của ấu trùng trong đất được xử lý. Gắn liền với sự gia tăng sức đề kháng, sự gia tăng chi phí sản xuất và sự ô nhiễm của môi trường.

Việc làm của Metarhizium anisopliae là một chất đối kháng và kiểm soát sinh học, nó đã đạt được tỷ lệ tử vong lên tới 50% trong quần thể ấu trùng. Ngay cả khi kết quả đã đạt được ở cấp độ phòng thí nghiệm, dự kiến ​​các phân tích thực địa sẽ báo cáo kết quả tương tự.

Tài liệu tham khảo

1. Acuña Jiménez, M., García Gutiérrez, C., Rosas García, N.M., López Meyer, M., & Saínz Hernández, J. C. (2015). Công thức của Metarhizium anisopliae (Metschnikoff) Sorokin với các polyme phân hủy sinh học và độc lực của chúng chống lại Heliothis virescens (Fabricius). Tạp chí quốc tế về ô nhiễm môi trường, 31 (3), 219-226.
2. Arguedas, M., Álvarez, V., & Bonilla, R. (2008). Hiệu quả của nấm entomopathogen "Metharrizium anisopliae"Kiểm soát"Boophilus microplus"(Acari: ixodidae). Nông học Costa Rico: Tạp chí Khoa học Nông nghiệp, 32 (2), 137-147.
3. Carballo, M. (2001). Tùy chọn cho việc quản lý mọt chuối đen. Quản lý dịch hại tổng hợp (Costa Rica) Nº, 59.
4. Castillo Zeno Salvador (2005) Sử dụng Metarhizium anisopliae để kiểm soát sinh học của spittleorms (Aeneolamia spp. và Prosapia spp.) trên đồng cỏ của Brachiaria decumbens ở El Petén, Guatemala (Luận văn thạc sĩ) Lấy từ: catie.ac.cr
5. Greenfield, B. P., Lord, A.M., Dudley, E., & Mông, T.M. (2014). Conidia của nấm gây bệnh côn trùng, Metarhizium anisopliae, không tuân thủ lớp biểu bì ấu trùng muỗi. Khoa học mở của Hội Hoàng gia, 1 (2), 140193.
6. González-Castillo, M., Aguilar, C. N., & Rodríguez-Herrera, R. (2012). Kiểm soát côn trùng dịch hại trong nông nghiệp bằng cách sử dụng nấm entomopathogen: những thách thức và quan điểm. Rev. Científica của Đại học tự trị Coahuila, 4 (8).
7. Lezama, R., Molina, J., Lopez, M., Pescador, A., Galindo, E., Angel, C. A., & Michel, A. C. (2005). Tác dụng của nấm entomopathogen Metarhizium anisopliae về sự kiểm soát của sâu đầu ngô trên đồng. Những tiến bộ trong nghiên cứu nông nghiệp, 9 (1).
8. Rodríguez, M., Pháp, A., & Gerding, M. (2004). Đánh giá hai chủng nấm Metarhizium Anisopliae var. Anisopliae (Metsh.) Để kiểm soát ấu trùng của giun trắng Hylamorpha Elegans Burm. (Coleoptera: Scarabaeidae). Nông nghiệp kỹ thuật, 64 (1), 17-24.