METARHIZIUM ANISOPLIAE: ÖZELLIKLER, TAKSONOMI, MORFOLOJI - BIYOLOJI - 2025

Metarhizium anisopliae , biyolojik kontrol için bir entomopatojen olarak yaygın olarak kullanılan, aseksüel üremenin mitosporik veya anamorfik bir mantarıdır. Tarımsal önemi olan çeşitli bitkilerin çok çeşitli böcek zararlılarını parazite etme ve yok etme yeteneğine sahiptir.

Bu mantar, organik madde üzerinde saprofitik bir şekilde ve böcekler üzerinde bir parazit olarak hayatta kalmak için özel adaptif özelliklere sahiptir. Ticari mahsul zararlı böceklerinin çoğu, bu entomopatojenik mantarın saldırısına karşı hassastır.

Metarhizium anisopliae'nin neden olduğu yeşil muscardina. Kaynak: Chengshu Wang ve Yuxian Xia, Wikimedia Commons aracılığıyla

Saprofitik bir yaşam organizması olarak miselyum, conidiophores ve conidia geliştirdiği farklı ortamlara adapte edilmiştir. Bu yetenek, biyokontrolör olarak kullanılacak basit çoğaltma teknikleriyle laboratuvar düzeyinde çoğalmasını kolaylaştırır.

Gerçekten de, bu entomopatojenik mantar, çeşitli agroekosistemlerdeki çok sayıda böcek türünün doğal düşmanıdır. Konakçılar, yeşil muscardina adı verilen hastalığa atıfta bulunan yeşil bir miselyumla kaplıdır.

Entomopatojen Metarhizium anisopliae'nin yaşam döngüsü iki fazda gerçekleştirilir: hücresel enfektif faz ve başka bir saprofitik faz. Parazitlenmiş böcek ve saprofit içindeki enfektif, çoğalmak için cesedin besinlerinden yararlanır.

Etki için patojen tarafından yutulması gereken virüsler ve bakteriler gibi patojenlerin aksine, Metarhizium mantarı temas halinde etki eder. Bu durumda sporlar, konağın kutiküler zarını enfekte ederek filizlenebilir ve iç kısma girebilir.

karakteristikleri

Metarhizium anisopliae, toprakta ve parazitleşmiş böceklerin kalıntılarında bulunan geniş spektrumlu bir patojenik mantardır. Ekolojik bir alternatif olma potansiyeli nedeniyle, ekonomik öneme sahip haşerelerin entegre yönetiminde kullanılan tarım kimyasallarının ideal ikamesidir.

M. anisopliae enfeksiyonu, mantarın conidia'sının konakçı böceğin kütikülüne bağlanmasıyla başlar. Daha sonra, her iki yapı arasındaki enzimatik aktivite ve mekanik hareket yoluyla çimlenme ve penetrasyon meydana gelir.

Konakçı kütikülünün tanınması, yapışması ve patogenezinde rol oynayan enzimler, mantar hücre duvarında bulunur. Bu proteinler, aynı zamanda mantarın yapışma, ozmoz ve morfojenez süreçlerinde de görev yapan fosfolipazları, proteazları, dismutazları ve adhezinleri içerir.

Genel olarak bu mantarlar, çevre koşulları elverişsiz olduğunda yavaş etki gösterir. 24 ile 28 ºC arasındaki ortalama sıcaklıklar ve yüksek bağıl nem, etkili bir gelişim ve entomopatojenik etki için idealdir.

M. anisopliae'nin neden olduğu yeşil muscardina hastalığı, kolonize konakta sporların yeşil renklenmesiyle karakterizedir. Böcek istila edildikten sonra miselyum, yapıların kırıldığı ve sporlaştığı, konağın yüzeyini kaplayan yüzeyi kaplar.

Bu bakımdan, böceğin beslenmeyi bırakması ve ölmesi için enfeksiyon yaklaşık bir hafta sürer. Kontrol ettiği çeşitli zararlılar arasında, koleoptera, lepidoptera ve homoptera takımındaki böcekler, özellikle larvalar üzerinde oldukça etkilidir.

Bir biyo-denetleyici olarak mantar M. anisopliae, canlılığını korumak için inert malzemelerle karıştırılmış spor formülasyonlarında pazarlanmaktadır. Uygulamanın uygun yolu fümigasyon, çevresel manipülasyon ve aşılamadır.

morfoloji

Laboratuvar düzeyinde, M. anisopliae kolonileri PDA kültür ortamında (Papa-dekstrorse-agar) etkili bir gelişme gösterir. Dairesel koloni başlangıçta beyaz bir misel büyümesi sunar ve mantar sporlaştığında renk varyasyonları gösterir.

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

Conidia çoğaltma işlemi başladığında misel yüzeyinde zeytin yeşili bir renklenme algılanır. Kapsülün alt tarafında, ortada dağınık sarı pigmentler ile soluk sarı bir renklenme gözlenir.

Konidioforlar miselyumdan, her septumda iki ila üç dal ile düzensiz bir şekilde büyür. Bu konidiyoforlar 4 ila 14 mikron uzunluğa ve 1.5 ila 2.5 mikron çapa sahiptir.

Fialidler, miselyumda üretilen yapılardır ve conidia'nın ayrıldığı yerdir. M. anisopliae'de apekste incedir, 6 ila 15 mikron uzunluğunda ve 2 ila 5 mikron çapındadır.

Conidia'ya gelince, bunlar tek hücreli yapılardır, silindirik ve kesik, uzun zincirli, hiyalin ila yeşilimsi. Conidia, 4 ila 10 mikron uzunluğunda ve 2 ila 4 mikron çapındadır.

Taksonomi

Metarhizium cinsi ilk olarak, Anisoplia austriaca larvalarını enfekte eden ve yeşil muscardina olarak bilinen bir hastalığa neden olan Sorokin (1883) tarafından tanımlanmıştır. Entomophthora anisopliae adı başlangıçta Metschnikoff tarafından mantar izolatları için önerilmiş, daha sonra Isaria yıkıcı olarak adlandırılmıştır.

Cinsin taksonomisine ilişkin daha ayrıntılı çalışmalar, onu Metarhizium sorokin olarak sınıflandırarak sonuçlandı. Şu anda Metschnikoff tarafından isimlendirilen M. anisopliae türü Metarhizium cinsinin temsili organizması olarak kabul edilmektedir.

Metarhizium mantarının çeşitli izolatları spesifiktir, bu nedenle yeni çeşitler olarak adlandırılmışlardır. Ancak şu anda Metarhizium anisopliae, Metarhizium majus ve Metarhizium acridum türleri olarak sınıflandırılmaktadırlar.

Benzer şekilde, bazı türler yeniden adlandırılmıştır, Metarhizium taii, Metarhizium guizhouense ile benzer özelliklere sahiptir. Koleopteranların belirli bir düşmanı olan ticari bir M. anisopliae türü olan M. anisopliae (43) artık Metarhizium brunneum olarak adlandırılmaktadır.

Metarhizium anisopliae (Metchnikoff) Sorokin (1883) türü, Sorokin (1883) tarafından tanımlanan Metarhizium cinsinin bir parçasıdır. Taksonomik olarak, Fungi krallığının Clavicipitaceae familyasına, Hypocreales düzenine, Sordariomycetes sınıfına, Ascomycota bölümüne aittir.

Yaşam döngüsü

Metarhizium anisopliae mantarı, konidiya'nın konakçı kutiküler membran üzerindeki yapışma süreci yoluyla patogenezi başlatır. Daha sonra çimlenme evreleri, apressoria büyümesi veya sokulması, kolonizasyon ve üreme yapıları meydana gelir.

Topraktan veya kontamine böcek kalıntılarından gelen sporlar veya conidia, yeni konakçıların kütikülünü istila eder. Mekanik ve kimyasal işlemlerin devreye girmesiyle böceğin içine giren apressorium ve mikrop tüpü gelişir.

Genellikle, uygun koşullar altında, aşılamadan sonraki 12 saat içinde çimlenme meydana gelir. Aynı şekilde, apressoria oluşumu ve mikrop tüpünün veya haustoria'nın penetrasyonu 12 ila 18 saat arasında gerçekleşir.

Penetrasyona izin veren fiziksel mekanizma, kutiküler membranı kıran apressoria tarafından uygulanan basınçtır. Kimyasal mekanizma, ekleme yerindeki zarları parçalayan proteaz, kinaz ve lipaz enzimlerinin etkisidir.

Böcek nüfuz ettikten sonra, içerideki hif dalı 3-4 gün sonra avı tamamen istila eder. Daha sonra üreme yapıları, konidiyoforlar ve konidiya oluşur ve bu da konağın patogenezini 4-5 gün sonra tamamlar.

Böceğin ölümü, entomopatojenik mantar tarafından üretilen toksinlerin kontaminasyonu yoluyla gerçekleşir. Biyokontrolör, artropodlar ve nematodlar için yüksek düzeyde toksisite ile dekstruksin, protodekstruksin ve demetildekstruksin toksinlerini sentezler.

Ev sahibinin istilası ortamın sıcaklığına ve bağıl nemine bağlıdır. Benzer şekilde, böceğin kutiküler zarı üzerindeki besin maddelerinin mevcudiyeti ve kolonize olmaya duyarlı konakçıları tespit etme yeteneği.

Yeşil muscardina

Metarhizium anisopliae'nin neden olduğu yeşil muscardina hastalığı, enfekte larvalar, nimfler veya yetişkinlerde çeşitli semptomlar gösterir. Olgunlaşmamış formlar, müsilaj oluşumunu azaltır, saldırı bölgesinden uzaklaşma veya hareketini felç etme eğilimindedir.

Yetişkinler hareket ve uçuş alanlarını azaltır, beslenmeyi bırakır ve dişiler yumurta bırakmaz. Kontamine böcekler enfeksiyon bölgesinden uzak yerlerde ölme eğilimindedir ve bu da hastalığın yayılmasını teşvik eder.

Hastalık döngüsü, başta nem ve sıcaklık olmak üzere çevresel koşullara bağlı olarak 8 ila 10 gün sürebilir. Ev sahibinin ölümünden sonra, tamamen beyaz bir miselyum ve yeşil muskardinin özelliği olan ardışık yeşil sporülasyon ile kaplıdır.

Biyolojik kontrol

Metarhizium anisopliae mantarı, zararlıların biyolojik kontrolünde en çok çalışılan ve kullanılan entomopatojenlerden biridir. Bir konağın başarılı bir şekilde kolonizasyonu için anahtar faktör, mantarın nüfuz etmesi ve müteakip çoğalmadır.

Mantar böcek içinde yerleştikten sonra, ipliksi hiflerin çoğalması ve konağı inaktive eden mikotoksinlerin oluşumu meydana gelir. Konağın ölümü ayrıca iç organlar ve dokular üzerindeki patolojik değişiklikler ve mekanik etkilerle de meydana gelir.

Biyolojik kontrol, ticari ürünlerde mantarın sporları veya conidia konsantrasyonlarına göre formüle edilmiş ürünler uygulanarak gerçekleştirilir. Conidia, çözücüler, killer, talk, emülgatörler ve diğer doğal katkı maddeleri gibi inert malzemelerle karıştırılır.

Bu malzemeler mantarın canlılığını etkilememeli ve çevreye ve ürüne zararsız olmalıdır. Ek olarak, ürünün karıştırılmasını, uygulanmasını kolaylaştıran ve düşük maliyetli en uygun fiziksel koşulları sunmaları gerekir.

Entomopatojenler yoluyla biyolojik kontrolün başarısı, ticari ürünün etkili formülasyonuna bağlıdır. Mikroorganizmanın yaşayabilirliği, formülasyonda kullanılan malzeme, saklama koşulları ve uygulama yöntemi dahil.

Eylem modu

M. anisopliae mantarı ile formülasyon uygulamalarından elde edilen aşı larvaları, hiphaları veya yetişkinleri kontamine etmeye hizmet eder. Kontamine konakçılar, mahsulün diğer yerlerine göç ederler ve mantarın sporlanmasına bağlı olarak hastalığı yayarlar.

Rüzgar, yağmur ve çiğin etkisi, conidia'nın bitkinin diğer kısımlarına dağılmasını kolaylaştırır. Yiyecek arama faaliyetlerindeki böcekler, sporların yapışmasına maruz kalırlar.

Çevresel koşullar, böceğin olgunlaşmamış aşamaları en duyarlı olan konidia'nın gelişmesini ve dağılmasını kolaylaştırır. Yeni enfeksiyonlardan, vebayı tam olarak kontrol edebilen epizootiği çoğaltan ikincil odaklar yaratılır.

Muz böceğinin biyolojik kontrolü

Weevil (Cosmopolites sordidus Germar), özellikle tropik bölgelerde musaceae (muz ve muz) yetiştiriciliğinde önemli bir zararlıdır. Dağılımına esas olarak ekim ve hasat süreçlerinde insanın gerçekleştirdiği yönetim neden olur.

Muz Siyah Böceği. Kaynak: mezfer.com.mx

Larva, köksapın içinde meydana gelen hasarın nedensel ajanıdır. Larva safhasındaki kurt, çok aktif ve acımasızdır ve bitkinin kök sistemini etkileyen deliklere neden olur.

Köksapta oluşan galeriler, bitkinin damar dokularını çürüten mikroorganizmalarla kontaminasyonu kolaylaştırır. Buna ek olarak, kuvvetli rüzgarların etkisiyle bitki zayıflar ve devrilme eğilimindedir.

Olağan kontrol, kimyasal böcek öldürücülerin kullanımına dayanmaktadır, ancak çevre üzerindeki olumsuz etkisi, yeni alternatiflerin araştırılmasına yol açmıştır. Şu anda Metarhizium anisopliae gibi entomopatojenik mantarların kullanımı, saha denemelerinde iyi sonuçlar bildirmiştir.

Aşılama materyali olarak pirinç üzerinde M. anisopliae kullanılarak Brezilya ve Ekvador'da (% 85-95 ölüm oranı) mükemmel sonuçlar elde edilmiştir. Strateji, enfekte olmuş pirincin bitkinin etrafındaki gövde parçalarına yerleştirilmesidir, böcek çekilir ve patojenle kontamine olur.

Larvaların biyolojik kontrolü

Sonbahar Ordu Kurdu

Sonbahar Kurdu (Spodoptera frugiperda) sorgum, mısır ve yem gibi tahıllarda en çok zarar veren zararlılardan biridir. Mısırda, 40 ile 60 cm arası boylarda, 30 da'dan önce mahsule saldırdığında çok zararlıdır.

Ordu Kurdu Güz. Kaynak: Yazara bakın, Wikimedia Commons aracılığıyla

Bu bağlamda, kimyasal kontrol, böceğin daha fazla direnç kazanmasına, doğal düşmanları ortadan kaldırmasına ve çevreye zarar vermesine izin verdi. Biyolojik kontrol için bir alternatif olarak M. anisopliae kullanımı, S. frugiperda duyarlı olduğundan iyi sonuçlar bildirmiştir.

En iyi sonuçlar, kültür içinde aşıyı dağıtmak için sterilize edilmiş pirinç kullanıldığında elde edilmiştir. 10 günde ve daha sonra 8 günde uygulama yapmak, formülasyonu hektar başına 1 × 10 ¹² conidia olarak ayarlamak .

Beyaz solucan larvaları

Böcek larvaları, organik maddeler ve ekonomik açıdan önemli mahsullerin kökleriyle beslenirler. Yeşil tavuk olarak adlandırılan Hylamorpha elegans (Burmeister) türü, larva döneminde bir buğday zararlısıdır (Triticum aestivum L.).

Beyaz Solucan Larvası. Kaynak: invasive.org

Larvaların verdiği zarar kök sistemi seviyesinde meydana gelir ve bitkilerin zayıflamasına, solmasına ve yapraklarını kaybetmesine neden olur. Böceğin yaşam döngüsü bir yıl sürer ve en fazla görüldüğü zamanda ekim alanları tamamen tahrip olmuştur.

Larvaların işlenmiş topraklarda göç etmesi nedeniyle kimyasal kontrol etkisiz kalmıştır. Artan direnç, artan üretim maliyetleri ve çevre kirliliği ile ilişkili.

Metarhizium anisopliae'nin bir antagonist ve biyo-denetleyici ajan olarak kullanılması, larva popülasyonlarında% 50'ye kadar ölüm oranına ulaşmıştır. Sonuçlar laboratuvar düzeyinde alınmış olsa da, saha analizlerinin benzer sonuçları rapor etmesi beklenmektedir.

Referanslar

1. Acuña Jiménez, M., García Gutiérrez, C., Rosas García, NM, López Meyer, M., & Saínz Hernández, JC (2015). Metarhizium anisopliae (Metschnikoff) Sorokin'in biyobozunur polimerlerle formülasyonu ve bunların Heliothis virescens'e (Fabricius) karşı virülansı. Uluslararası Çevre Kirliliği Dergisi, 31 (3), 219-226.
2. Tartışmalar, M., Álvarez, V. ve Bonilla, R. (2008). "Boophilus microplus" (Acari: ixodidae) kontrolünde entomopatojenik mantar "Metharrizium anisopliae" nin etkinliği. Kosta Rika Agronomi: Tarım Bilimleri Dergisi, 32 (2), 137-147.
3. Carballo, M. (2001). Muz böceği yönetimi için seçenekler. Entegre zararlı yönetimi (Kosta Rika) Nº, 59.
4. Castillo Zeno Salvador (2005) Guatemala, El Petén'deki Brachiaria decumbens çayırlarında tükürük böceğinin (Aeneolamia spp. And Prosapia spp.) Biyolojik kontrolü için Metarhizium anisopliae'nin kullanımı (Yüksek Lisans Tezi) Kaynak: catie.ac.cr
5. Greenfield, BP, Lord, AM, Dudley, E., & Butt, TM (2014). Böcek patojenik mantarının Conidia'sı, Metarhizium anisopliae, sivrisinek larva kütikülüne yapışmaz. Royal Society açık bilim, 1 (2), 140193.
6. González-Castillo, M., Aguilar, CN ve Rodríguez-Herrera, R. (2012). Entomopatojenik mantarlar kullanarak tarımda böcek-haşere kontrolü: zorluklar ve perspektifler. Coahuila Özerk Üniversitesi Bilimsel Rev., 4 (8).
7. Lezama, R., Molina, J., López, M., Pescador, A., Galindo, E., Ángel, CA ve Michel, AC (2005). Entomopatojenik mantar Metarhizium anisopliae'nin tarlada mısırın sonbahar tırtılılarının kontrolü üzerindeki etkisi. Tarımsal Araştırmalardaki Gelişmeler, 9 (1).
8. Rodríguez, M., France, A. ve Gerding, M. (2004). Metarhizium Anisopliae var mantarının iki suşunun değerlendirilmesi. Anisopliae (Metsh.) Beyaz kurt larvalarının kontrolü için Hylamorpha elegans Burm. (Coleoptera: Scarabaeidae). Teknik Tarım, 64 (1), 17-24.