拟南芥是无性繁殖的有丝孢的或变形的真菌,广泛用作用于生物防治的昆虫病原体。它具有寄生和消灭各种具有农业重要性的植物的广泛害虫的能力。
这种真菌具有特殊的适应性特征,可以以腐生性方式在有机物上和作为昆虫的寄生虫生存。大多数商业作物害虫都容易受到这种病原性真菌的攻击。
绿色介壳菌引起的金属变位菌。资料来源:王成书和夏玉仙,通过Wikimedia Commons
作为腐生生物,它可以适应菌丝,分生孢子和分生孢子形成的不同环境。通过使用简单的繁殖技术来用作生物控制剂,该功能有助于其在实验室水平上的繁殖。
实际上,这种昆虫病原真菌是各种农业生态系统中大量昆虫物种的天敌。宿主完全被绿色菌丝体覆盖,指的是被称为绿色穆斯卡迪纳的疾病。
昆虫病原菌的生命周期分为两个阶段,一个是细胞感染阶段,另一个是腐生阶段。寄生虫内和腐生植物中的感染物利用尸体的营养繁殖。
不同于病毒和细菌等病原体需要被病原体吸收才能发挥作用,金属根真菌会在接触时起作用。在这种情况下,孢子会发芽并穿透内部,感染宿主的表皮膜。
特点
拟南芥属是一种广谱致病性真菌,位于土壤中,是被寄生的昆虫的遗体。由于其作为生态替代品的潜力,它是经济重要害虫整体管理中使用的农用化学品的理想替代品。
M. anisopliae的感染始于真菌的分生孢子附着在宿主昆虫的表皮上。后来,通过结构和机械作用之间的酶促活性,发芽和渗透发生。
参与宿主表皮的识别,粘附和发病机理的酶位于真菌细胞壁中。这些蛋白质包括磷脂酶,蛋白酶,歧化酶和粘附素,它们也可在真菌的粘附,渗透和形态发生过程中起作用。
通常,当环境条件不利时,这些真菌作用缓慢。平均温度在24至28ºC之间,并且相对湿度较高,是有效发育和致病性作用的理想选择。
由沙门氏菌引起的绿色穆斯卡迪纳病的特征是定殖宿主上的孢子呈绿色。一旦昆虫入侵,菌丝体就会覆盖其表面,在那里这些结构会结节并发芽,从而覆盖宿主的表面。
在这方面,感染持续约一周,昆虫停止进食并死亡。在它控制的各种害虫中,它对鞘翅目,鳞翅目和同翅目特别是幼虫的昆虫非常有效。
作为生物防治物的真菌M. anisopliae以与惰性材料混合以保持其生存力的孢子制剂形式销售。其应用的合适方法是熏蒸,环境处理和接种。
形态学
在实验室水平上,南美分枝杆菌的菌落在PDA培养基(Papa-dextrorse-agar)中显示出有效的发育。圆形菌落最初呈现白色胶束生长,当真菌发芽时呈现颜色变化。
拟南芥 资料来源:naro.affrc.go.jp
分生孢子繁殖过程开始时,在胶束表面会看到橄榄绿色。在胶囊的下面,观察到淡黄色的变色,中间有分散的黄色颜料。
分生孢子从菌丝体以不规则形状生长,每个隔片上有两个至三个分支。这些分生孢子的长度为4至14微米,直径为1.5至2.5微米。
phialides是在菌丝体中产生的结构,也就是分生孢子分离的地方。在无芒分枝杆菌中,它们在根尖很薄,长度为6至15微米,直径为2至5微米。
至于分生孢子,它们是单细胞的结构,圆柱形和截短,长链,透明到绿色。分生孢子长4至10微米,直径2至4微米。
分类
最初,Metrohizium属是由Sorokin(1883)感染南方An鱼幼虫(Anisoplia austriaca)的幼虫描述的,它导致了一种被称为绿色Muscardina的疾病。Metschnikoff最初为真菌分离株提出了昆虫昆虫衣原体的名称,后来被称为Isaria破坏者。
对属的分类学进行了更详细的研究,得出的结论是将其归类为金属属。目前,由Metschnikoff命名的M. anisopliae种被认为是Metarhizium属的代表性生物。
几种分离的甲生真菌是特定的,这就是为什么它们被指定为新品种的原因。但是,它们目前被归类为金属异化菌,马氏假单胞菌和cri草。
同样,一些物种已被更名,太白僵菌具有与贵州僵菌相似的特征。作为鞘翅目昆虫的特殊敌人,M。anisopliae的商业菌株,M. anisopliae(43)现在被称为布鲁氏杆菌。
厌食金属变种(Metchnikoff)Sorokin(1883)是Sorokin(1883)描述的变种属的一部分。从分类学上讲,它属于真菌界的锁骨纲科,Hy目目,拟南芥科,子囊菌科。
生命周期
异源根霉菌真菌通过分生孢子在宿主表皮膜上的粘附过程启动发病机理。之后发生发芽,附子生长或插入,定植和繁殖结构的阶段。
来自土壤或受污染的昆虫的孢子或分生孢子仍侵入新宿主的表皮。在机械和化学过程的干预下,食堂和穿透昆虫内部的胚芽管得以发育。
通常,在有利条件下,在接种后12小时内发芽。同样地,压迫感的形成和胚芽管或吸管的穿透发生在12至18小时之间。
允许穿透的物理机制是由食欲施加的压力,该压力会破坏表皮膜。化学机制是蛋白酶,激酶和脂肪酶的作用,它们会破坏插入位点的膜。
一旦昆虫穿透,菌丝就会进入内部,在3-4天后完全侵入猎物。然后形成生殖结构,分生孢子和分生孢子,在4-5天后完成宿主的发病机理。
昆虫的死亡是由于昆虫病原真菌产生的毒素污染而发生的。该生物控制器合成毒素葡聚糖,原葡聚糖和脱甲基葡聚糖,对节肢动物和线虫具有高毒性。
宿主的入侵取决于环境的温度和相对湿度。同样,昆虫表皮膜上营养物质的可用性以及检测易被定植的宿主的能力。
绿色穆斯卡迪纳
由金属异形假单胞菌引起的绿色穆斯卡迪纳病在受感染的幼虫,若虫或成虫上表现出各种症状。不成熟的形式会减少粘液的形成,倾向于远离攻击部位或使其运动麻痹。
成虫减少其活动和飞行区域,停止进食,而雌虫不产卵。受污染的昆虫往往死于远离感染部位的地方,这加剧了疾病的传播。
根据环境条件(主要是湿度和温度),疾病周期可能会持续8到10天。寄主死亡后,其完全被白色菌丝体和连续的绿色孢子所覆盖,这是绿色muscardina的特征。
生物防治
南方僵菌是在害虫生物防治中研究最广泛的昆虫病原体之一。宿主成功定殖的关键因素是真菌的渗透和随后的繁殖。
一旦在昆虫体内建立了真菌,丝状菌丝就会发生增殖,并产生使宿主失活的霉菌毒素。宿主的死亡还通过病理变化和对内部器官和组织的机械作用而发生。
通过施用基于商品中真菌的孢子或分生孢子浓度配制的产品来进行生物防治。分生孢子与惰性材料混合,例如溶剂,粘土,滑石,乳化剂和其他天然添加剂。
这些材料不得影响真菌的生存力,并且必须对环境和农作物无害。另外,它们必须呈现出有利于混合,产品施用且成本低廉的最佳物理条件。
通过昆虫病原体进行生物防治的成功取决于商业产品的有效配方。包括微生物的生存力,制剂中使用的材料,储存条件和使用方法。
动作模式
施用带有异种分枝杆菌的制剂的接种物可污染幼虫,菌丝或成虫。受污染的寄主迁移到作物的其他地方,死于该处,并由于真菌的孢子形成而传播疾病。
风,雨和露水的作用促进了分生孢子向植物其他部位的扩散。昆虫在觅食活动中会接触到孢子。
环境条件有利于分生孢子的发育和传播,昆虫的未成熟阶段是最易感的。从新的感染中,产生了继发性病灶,使能够完全控制鼠疫的动物流行病扩散。
香蕉象鼻虫的生物防治
象鼻虫(Cosmopolites sordidus Germar)是主要在热带地区种植musaceae(车前草和香蕉)的重要害虫。其分散主要是由人在播种和收获过程中进行的管理造成的。
香蕉黑象鼻虫。资料来源:mezfer.com.mx
幼虫是根状茎内部造成损害的原因。象鼻虫处于幼虫期时非常活跃和贪食,引起影响植物根系的穿孔。
根状茎中形成的通道促进了微生物的污染,从而使植物的血管组织腐烂。除此之外,由于强风的作用,植物变弱并趋于倾覆。
通常的控制是基于化学杀虫剂的使用,但是,其对环境的负面影响导致人们寻求新的替代品。目前,在病原菌试验中报道了使用致病性真菌(如金属异化菌)的良好效果。
在巴西和厄瓜多尔(使用死亡率为85-95%的水稻分枝杆菌作为接种材料)获得了极好的结果。该策略是将受感染的大米放在植物周围的茎杆上,昆虫被吸引并被病原体污染。
幼虫的生物防治
秋季夜蛾
秋季夜蛾(Spodoptera frugiperda)是谷物(例如高粱,玉米和牧草)最具破坏性的害虫之一。在玉米中,高度在40至60厘米之间的玉米在30天之前侵袭农作物时,具有很高的破坏力。
秋季夜蛾。来源:通过Wikimedia Commons查看作者页面
在这方面,化学控制使昆虫获得了更大的抵抗力,消除了天敌并破坏了环境。由于沙门氏菌很容易感染,因此使用芒分枝杆菌作为生物防治的替代品已报告了良好的结果。
当使用无菌大米作为在培养物中分散接种物的方法时,已经获得了最好的结果。分别在10天和8天后施用,将配方调整为每公顷1×10 12分生孢子。
白虫幼虫
发现甲虫幼虫以有机物和重要经济作物的根为食。线虫(Burmeister)种叫做绿鸡,在其幼虫期是一种小麦害虫(Triticum aestivum L.)。
白虫幼虫。资料来源:侵入
幼虫造成的损害发生在根系水平上,导致植物变弱,枯萎并失去叶子。甲虫的生命周期持续一年,在发生率最高的时候,观察到完全被破坏的耕种区域。
由于幼虫在处理过的土壤中的迁移,化学控制一直无效。与增加的阻力,增加的生产成本和环境污染相关。
变态金属异位体作为拮抗剂和生物防治剂的使用已在幼虫种群中实现了高达50%的死亡率。即使已经在实验室一级获得了结果,但预计现场分析将报告相似的结果。
参考文献
- AcuñaJiménez,M.,GarcíaGutiérrez,C.,RosasGarcía,NM,LópezMeyer,M.,&SaínzHernández,JC(2015)。具有生物可降解聚合物的拟南芥(Metschnikoff)Sorokin的配方及其对拟南芥(Fabricius)的毒力。国际环境污染杂志,31(3),219-226。
- Arguedas,M.,Álvarez,V.和Bonilla,R.(2008)。昆虫病原真菌“ Metharrizium anisopliae”在控制“ Boophilus microplus”(Acari:ixodidae)中的功效。哥斯达黎加农艺学:农业科学杂志,32(2),137-147。
- Carballo,M.(2001年)。香蕉象鼻虫管理的选项。虫害综合治理(哥斯达黎加),第59页。
- 卡斯蒂略·泽诺·萨尔瓦多(Castillo Zeno Salvador)(2005年)在危地马拉ElPetén的Brachiaria decumbens草原上使用金属异位菌对臭虫(Aeneolamia spp。和Prosapia spp。)进行生物控制(硕士论文),摘自:catie.ac.cr
- 格林菲尔德(BP),洛德(Lord)AM,达德利(Dudley),E。和巴特(TM)(2014)。昆虫病原真菌分生孢子菌的分生孢子不能附着在蚊子幼虫的表皮上。皇家学会开放科学,1(2),140193。
- González-Castillo,M.,Aguilar,CN和Rodríguez-Herrera,R.(2012)。使用昆虫病原真菌控制农业中的虫害:挑战和观点。科阿韦拉自治大学科学学报,第4版(8)。
- Lezama,R.,Molina,J.,López,M.,Pescador,A.,Galindo,E.,Ángel,CA,and Michel,AC(2005)。昆虫病原真菌Metanhizium anisopliae对田间秋季玉米夜蛾的防治效果。农业研究进展,9(1)。
- Rodríguez,M.,法国,A。和Gerding,M.(2004)。评价两株真菌Metarhizium Anisopliae var。Anisopliae(Metsh。)用于控制白色蠕虫幼虫Hylamorpha elegans Burm。(鞘翅目:甲虫科)。技术农业,64(1),17-24。