METARHIZIUM ANISOPLIAE: OMINAISUUDET, TAKSONOMIA, MORFOLOGIA - BIOLOGIA - 2026

Metarhizium anisopliae on mittapohjainen tai anamorfinen sieni, jolla on aseksuaalinen lisääntyminen, jota käytetään laajalti entomopatogeeninä biologisessa valvonnassa. Se kykenee loistauduttamaan ja poistamaan monenlaisia ​​maatalouden kannalta tärkeiden kasvien hyönteisiä.

Tällä sienellä on erityiset mukautuvuusominaisuudet selviytyäkseen orgaanisessa aineessa saprofyyttisesti ja hyönteisten loisena. Useimmat kaupalliset tuhohyönteiset ovat alttiita tämän entomopatogeenisen sienen hyökkäyksille.

Metarhizium anisopliaen aiheuttama vihreä muskardina. Lähde: Chengshu Wang ja Yuxian Xia, Wikimedia Commonsin kautta

Saprofyyttisenä eläinorganismina se on sopeutunut erilaisiin ympäristöihin, joissa se kehittää sienseeliä, konidioforeja ja konidioita. Tämä kyky helpottaa sen lisääntymistä laboratoriotasolla yksinkertaisilla levitystekniikoilla, joita käytetään biokontrollerina.

Itse asiassa tämä entomopatogeeninen sieni on luonnon vihollinen monille hyönteislajeille erilaisissa agroekosysteemeissä. Isännät ovat kokonaan vihreän sienseoksen peittämiä, viitaten taudin nimeltä vihreä muskardina.

Entomopatogeenin Metarhizium anisopliae elinkaari suoritetaan kahdessa vaiheessa, soluinfektiovaihe ja toinen saprofyyttinen faasi. Loistavan hyönteisen ja saprofyytin sisällä esiintyvä tarttuva hyötyy ruumiin ravintoaineista lisääntymiseen.

Toisin kuin patogeenit, kuten virukset ja bakteerit, jotka patogeenin on nautittava toimimiseksi, Metarhizium-sieni vaikuttaa kosketukseen. Tällöin itiöt voivat itää ja tunkeutua sisätiloihin tartuttaen isännän kutikarikalvoa.

ominaisuudet

Metarhizium anisopliae on laajavaikutteinen patogeeninen sieni, joka sijaitsee maaperässä ja loisten hyönteisten jäännökset. Koska sillä on potentiaalia ekologisena vaihtoehtona, se on ihanteellinen korvike maatalouskemikaalille, joita käytetään taloudellisesti tärkeiden tuholaisten kiinteässä hallinnassa.

M. anisopliae -infektio alkaa sienen konidioiden kiinnittymisellä isäntähyönteisen kutikulaan. Myöhemmin molempien rakenteiden välisen entsymaattisen aktiivisuuden ja mekaanisen vaikutuksen kautta tapahtuu itämistä ja tunkeutumista.

Entsyymit, jotka osallistuvat isäntäkudoksen tunnistamiseen, tarttumiseen ja patogeneesiin, sijaitsevat sienisoluseinämässä. Nämä proteiinit sisältävät fosfolipaaseja, proteaaseja, dismutaaseja ja adhesiineja, jotka vaikuttavat myös sienen tarttumis-, osmoosi- ja morfogeneesiprosesseihin.

Yleensä nämä sienet ovat hitaasti toimivia, kun ympäristöolosuhteet ovat epäsuotuisat. Keskimääräiset lämpötilat välillä 24 - 28 ºC ja korkea suhteellinen kosteus ovat ihanteellisia tehokkaalle kehitykselle ja entomopatogeeniselle toiminnalle.

M. anisopliaen aiheuttamalle vihreälle muskardinataudille on tunnusomaista itiöiden vihreä värjäytyminen kolonisoidussa isännässä. Kun hyönteinen on tunkeutunut sisään, sienseeli peittää pinnan, jossa rakenteet hedelmöittyvät ja itivät, peittäen isännän pinnan.

Tältä osin infektio kestää noin viikon hyönteisten lopettamiseksi ruokinnan ja kuoleman. Se torjuu useista tuholaisista, ja se on erittäin tehokas coleoptera-, lepidoptera- ja homoptera-luokan hyönteisiin, erityisesti toukat.

Sientä M. anisopliae biokontrollerina markkinoidaan itiöformulaatioissa, jotka on sekoitettu inerttien materiaalien kanssa sen elinkelpoisuuden säilyttämiseksi. Sopiva tapa sen soveltamiseen on kaasutus, ympäristön manipulointi ja inokulointi.

Morfologia

Laboratoriotasolla M. anisopliaen pesäkkeet osoittavat tehokasta kehitystä PDA-elatusaineissa (Papa-dextrorse-agar). Pyöreä pesäke edustaa aluksi valkoista micellarikasvua, joka näyttää värivaihteluista sienen itiön aikana.

Metarhizium anisopliae -fialidi. Lähde: naro.affrc.go.jp

Kun konidioiden kertolasku alkaa, micellarin pinnalla havaitaan oliivi-vihertävä väri. Kapselin alapuolella havaitaan vaaleankeltaista värimuutosta, jonka keskiosassa on diffuusi keltaisia ​​pigmenttejä.

Conidiophores kasvaa sienirihmasta epäsäännöllisen muotoisena, kahdessa tai kolmessa oksassa jokaisessa väliseinässä. Näiden konidioforien pituus on 4 - 14 mikronia ja halkaisija 1,5 - 2,5 mikronia.

Fialidit ovat rakenteita, joita syntyy sienseassa, ja missä konidiot irtoavat. M. anisopliaessa ne ovat ohut huipussa, pituus 6-15 mikronia ja halkaisija 2 - 5 mikronia.

Kididit ovat yksisoluisia rakenteita, lieriömäisiä ja katkaistuja, pitkillä ketjuilla, hyaliinista vihertävän väriseen. Konidiat ovat 4-10 mikronia pitkiä ja halkaisijaltaan 2 - 4 mikronia.

Taksonomia

Metarhizium-suvun kuvasi alun perin Sorokin (1883) tartuttaen Anisoplia austriaca-toukkia aiheuttaen sairauden, joka tunnetaan nimellä vihreä muskardina. Metschnikoff ehdotti alun perin nimeä Entomophthora anisopliae sieni-isolaateille, myöhemmin sitä kutsuttiin Isaria-tuhoajaksi.

Yksityiskohtaisemmat suvun taksonomian tutkimukset päättyivät luokittelemalla se Metarhizium-sorokiiniksi. Tällä hetkellä Metschnikoffin nimeämää M. anisopliae -lajia pidetään Metarhizium-suvun edustavana organismina.

Useat Metarhizium-sieni-isolaatit ovat spesifisiä, minkä vuoksi ne on nimetty uusiksi lajikkeiksi. Ne luokitellaan kuitenkin nykyisin Metarhizium anisopliae-, Metarhizium majus- ja Metarhizium acridum -lajeihin.

Samoin jotkut lajit on nimetty uudelleen, Metarhizium taiilla on samanlaiset ominaisuudet kuin Metarhizium guizhouensella. Kaupallista M. anisopliaen, M. anisopliaen (43) kantaa, joka on coleopteranien erityinen vihollinen, kutsutaan nyt Metarhizium brunneumiksi.

Laji Metarhizium anisopliae (Metchnikoff) Sorokin (1883) on osa Metarhizium-sukua, jonka on kuvaillut Sorokin (1883). Taksonomisesti se kuuluu Cgiicipitaceae-sukuun, Hypocreales-luokkaan, Sordariomycetes-luokkaan, Ascomycota-osastoon, Sienivaltakuntaan.

Elinkaari

Metarhizium anisopliae -sieni indusoi patogeneesin tarttumisprosessin kautta, joka koskee konsidioita isäntä-kutikulaarisella kalvolla. Myöhemmin tapahtuu itämisvaiheita, appressorioiden kasvua tai insertioita, kolonisaatio- ja lisääntymisrakenteita.

Maaperän itiöt tai konsidiat tai saastuneet hyönteisten jäänteet tunkeutuvat uusien isäntien kynsinauhaan. Mekaanisten ja kemiallisten prosessien väliintulolla kehittyy hyönteisen sisäpuolelle tunkeutuva appressorium ja alkioputki.

Yleensä suotuisissa olosuhteissa itäminen tapahtuu 12 tunnin sisällä rokotuksesta. Samoin appressorian muodostuminen ja ituradan tai haustorian tunkeutuminen tapahtuu 12-18 tunnin välillä.

Fyysinen mekanismi, joka mahdollistaa tunkeutumisen, on appressorian kohdistama paine, joka rikkoo kutikulaarisen kalvon. Kemiallinen mekanismi on proteaasi-, kinaasi- ja lipaasientsyymien vaikutus, jotka hajottavat kalvot insertiokohdassa.

Kun hyönteinen on tunkeutunut, hyfae haarautuu sisälle ja tunkeutuu saaliin täysin 3-4 päivän kuluttua. Sitten muodostetaan lisääntymisrakenteet, konidioforit ja konidiat, jotka saattavat loppuun isännän patogeneesi 4-5 päivän kuluttua.

Hyönteisen kuolema tapahtuu entomopatogeenisen sienen tuottamien toksiinien saastumisen kautta. Biokontrolleri syntetisoi toksiineja dekstruksiinia, protodekstruksiinia ja demetyylidekstruksiinia, jolla on korkea toksisuus niveljalkaisille ja nematodeille.

Isäntähyökkäys on riippuvainen ympäristön lämpötilasta ja suhteellisesta kosteudesta. Samoin ravintoaineiden saatavuus hyönteisen kutikarikalvolle ja kyky havaita isännät, jotka ovat alttiita kolonisaatiolle.

Vihreä muskardina

Metarhizium anisopliaen aiheuttama vihreä muskardinatauti aiheuttaa erilaisia ​​oireita tartunnan saaneilla toukat, nymfit tai aikuiset. Epäkypsät muodot vähentävät kasvien muodostumista, pyrkivät siirtymään hyökkäyskohdasta tai halvaamaan sen liikkeen.

Aikuiset vähentävät liikkuvuuttaan ja lentoaluettaan, lopettavat ruokinnan, ja naaraat eivät anna munia. Saastuneilla hyönteisillä on tapana kuolla paikoissa, jotka ovat kaukana tartuntapaikasta, mikä edistää taudin leviämistä.

Sairaussykli voi kestää 8–10 päivää ympäristöolosuhteista, lähinnä kosteudesta ja lämpötilasta riippuen. Isäntäkuoleman jälkeen se peittyy kokonaan valkoisella sienellä ja peräkkäisellä vihreällä itiöllä, joka on ominaista vihreälle muskardinalle.

Biologinen valvonta

Metarhizium anisopliae -sieni on yksi laajimmin tutkituista ja käytetyistä entomopatogeeneistä tuholaisten biologisessa torjunnassa. Keskeinen tekijä isännän onnistuneessa kolonisaatiossa on sienen tunkeutuminen ja sen jälkeinen lisääntyminen.

Kun sieni on vakiintunut hyönteiseen, tapahtuu rihmaisten hyfajen leviämistä ja syntyy mykotoksiineja, jotka inaktivoivat isännän. Isäntäkuolema johtuu myös patologisista muutoksista ja mekaanisista vaikutuksista sisäelimiin ja kudoksiin.

Biologinen valvonta suoritetaan soveltamalla tuotteita, jotka on formuloitu perustuen sienen itiöiden tai sienten konsidioiden pitoisuuksiin kaupallisissa tuotteissa. Konidioita sekoitetaan inerttien materiaalien, kuten liuottimien, savien, talkin, emulgointiaineiden ja muiden luonnollisten lisäaineiden kanssa.

Nämä materiaalit eivät saa vaikuttaa sienen elinkelpoisuuteen, ja niiden on oltava vaarattomia ympäristölle ja sadolle. Niiden on lisäksi oltava optimaaliset fysikaaliset olosuhteet, jotka helpottavat sekoittamista, tuotteen levittämistä ja ovat edullisia.

Entomopatogeenien kautta tapahtuvan biologisen valvonnan menestys riippuu kaupallisen tuotteen tehokkaasta formulaatiosta. Sisältää mikro-organismin elinkyky, formulaatiossa käytetty materiaali, varastointiolosuhteet ja levitysmenetelmä.

Toimintatila

M. anisopliae -sienellä saatujen formulaatioiden sovelluksista saatu ympäys saastuttaa toukkia, hyfaeja tai aikuisia. Saastuneet isännät muuttuvat kasvin muihin paikkoihin, joissa kuolevat ja leviävät sairauteen sienen itiön vuoksi.

Tuulen, sateen ja kasteen vaikutus helpottaa konidioiden leviämistä muihin kasvin osiin. Hyönteiset rehuaktiivisuudestaan ​​altistetaan itiöiden tarttumiselle.

Ympäristöolosuhteet suosivat konidioiden kehittymistä ja leviämistä, hyönteisten epäkypsät vaiheet ovat kaikkein herkeimmät. Uusista tartunnoista syntyy sekundaarisia polttoaineita, jotka leviävät eläintautiin ja pystyvät hallitsemaan ruton täysin.

Banaanijyvän biologinen valvonta

Sianjalka (Cosmopolites sordidus Germar) on tärkeä tuhoeläin musaceaen (plantain ja banaanin) viljelyssä pääasiassa tropiikissa. Sen leviäminen johtuu pääasiassa hallinnasta, jonka ihminen suorittaa kylvö- ja sadonkorjuuprosesseissa.

Banaanimusta weevil. Lähde: mezfer.com.mx

Toukka on risoomissa aiheutuneiden vahinkojen syy. Toukkavaiheessa oleva kiskopaikka on erittäin aktiivinen ja voimakas, aiheuttaen reikiä, jotka vaikuttavat kasvin juuristoon.

Risomissa muodostetut galleriat helpottavat kontaminaatiota mikro-organismeilla, jotka mäntävät kasvin verisuonikudoksia. Tämän lisäksi kasvi heikentää ja pyrkii kaatumaan voimakkaiden tuulien vaikutuksesta.

Tavallinen torjunta perustuu kemiallisten hyönteismyrkkyjen käyttöön, mutta sen kielteiset vaikutukset ympäristöön ovat johtaneet uusien vaihtoehtojen etsimiseen. Entomopatogeenisten sienten, kuten Metarhizium anisopliae, käyttö on tällä hetkellä ilmoittanut hyviä tuloksia kenttätutkimuksissa.

Erinomaisia ​​tuloksia on saatu Brasiliassa ja Ecuadorissa (kuolleisuus 85-95%) käyttämällä M. anisopliae riisissä ymppäysmateriaalina. Strategia on sijoittaa tartunnan saanut riisi varren paloille kasvin ympärillä, hyönteinen houkuttelee ja saastuttaa taudinaiheuttajan.

Toukkien biologinen valvonta

Syksyn armeijan mato

Syksyinen mato (Spodoptera frugiperda) on yksi vahingollisimmista tuholaisista viljoissa, kuten durossa, maississa ja rehuissa. Maississa se on erittäin vahingollinen, kun se hyökkää satoon ennen 30 da: ta, korkeuden ollessa 40–60 cm.

Syksyn armeijan mato. Lähde: Katso tekijän sivu Wikimedia Commonsin kautta

Tässä suhteessa kemiallinen valvonta on mahdollistanut hyönteisten saavuttaa paremman vastustuskyvyn, poistamaan luonnolliset viholliset ja vahingoittamaan ympäristöä. M. anisopliaen käytöstä vaihtoehtona biologisessa torjunnassa on saatu aikaan hyviä tuloksia, koska S. frugiperda on herkkä.

Parhaat tulokset on saatu, kun steriloitua riisiä käytetään välineenä siirrosteen viljelyssä. Hakemukset tehdään 10 päivän ja sitten 8 päivän kohdalla, formulaation säätäminen 1 x 10 ¹² konidiaa hehtaaria kohti.

Valkoinen mato toukat

Kovakuoriaisten toukkia löytyy taloudellisesti tärkeiden kasvien orgaanisesta aineesta ja juurista. Hylamorpha elegans -laji (Burmeister), nimeltään vihreä pololo, toukkavaiheessaan on vehnän tuholainen (Triticum aestivum L.).

Valkoisen madon toukka. Lähde: invasive.org

Toukkien aiheuttamat vauriot tapahtuvat juurijärjestelmällä, aiheuttaen kasveille heikentymisen, kuivumisen ja kadonneen lehdet. Kovakuoriaisen elinkaari kestää yhden vuoden, ja suurimman esiintymisajankohtana havaitaan kokonaan tuhoutuneet viljelyalueet.

Kemiallinen valvonta on ollut tehotonta toukkien kulkeutumisen vuoksi käsitellyssä maaperässä. Liittyy lisääntyneeseen vastustuskykyyn, kasvaneisiin tuotantokustannuksiin ja ympäristön saastumiseen.

Metarhizium anisopliaen käyttö antagonistina ja biokontrollerina on saavuttanut jopa 50% kuolleisuuden toukkapopulaatioissa. Vaikka tulokset on saatu laboratorion tasolla, kenttäanalyysien odotetaan antavan samanlaisia ​​tuloksia.

Viitteet

1. Acuña Jiménez, M., García Gutiérrez, C., Rosas García, NM, López Meyer, M., ja Saínz Hernández, JC (2015). Metarhizium anisopliae (Metschnikoff) Sorokinin formulaatio biohajoavilla polymeereillä ja niiden virulenssi Heliothis virescens (Fabricius) -bakteeria vastaan. International Journal of Environmental Pollution, 31 (3), 219 - 226.
2. Arguedas, M., Álvarez, V., ja Bonilla, R. (2008). Entomopatogeenisen sienen "Metharrizium anisopliae" tehokkuus "Boophilus microplus" -bakteerin (Acari: ixodidae) torjunnassa. Costa Rican Agronomy: Journal of Agricultural Sciences, 32 (2), 137 - 147.
3. Carballo, M. (2001). Vaihtoehdot banaanihirvan hallitsemiseksi. Integroitu tuholaistorjunta (Costa Rica) Nº, 59.
4. Castillo Zeno Salvador (2005) Metarhizium anisopliae -bakteerin käyttö piikkilipun (Aeneolamia spp. Ja Prosapia spp.) Biologisessa torjunnassa Brachiaria decumbens-niityillä El Peténissä, Guatemalassa (pro gradu -tutkielma) Haettu osoitteesta catie.ac.cr
5. Greenfield, BP, Lord, AM, Dudley, E., ja Butt, TM (2014). Hyönteisten patogeenisen sienen, Metarhizium anisopliae, konidiat eivät tartu hyttysen toukkukulaan. Royal Society: n avoin tiede, 1 (2), 140193.
6. González-Castillo, M., Aguilar, CN, ja Rodríguez-Herrera, R. (2012). Hyönteisten torjunta maataloudessa entomopatogeenisten sienten avulla: haasteet ja näkymät. Coahuilan autonomisen yliopiston tieteellinen palautus, 4 (8).
7. Lezama, R., Molina, J., López, M., Pescador, A., Galindo, E., Ángel, CA, ja Michel, AC (2005). Entomopatogeenisen sienen Metarhizium anisopliae vaikutus maissin pudotusarmeijan torjuntaan pellolla. Maatalouden tutkimuksen eteneminen, 9 (1).
8. Rodríguez, M., Ranska, A., ja Gerding, M. (2004). Sienen kahden kannan arviointi Metarhizium Anisopliae var. Anisopliae (Metsh.) Valkoisten matojen toukkien Hylamorpha elegans Burm. (Coleoptera: Scarabaeidae) torjumiseksi. Tekninen maatalous, 64 (1), 17 - 24.