Metarhizium anisopliae kenmerken, taxonomie, morfologie, werkingswijze

Metarhizium anisopliae is een mitosporische of anamorfische schimmel van aseksuele voortplanting, op grote schaal gebruikt als entomopathogeen voor biologische bestrijding. Heeft het vermogen om een ​​breed scala aan insectenplagen van verschillende voor de landbouw belangrijke planten te parasiteren en te elimineren.

Deze schimmel heeft speciale aanpassingskenmerken om saprofiet op organisch materiaal te overleven en als parasiet op insecten. De meeste insectenplagen van geldgewassen zijn vatbaar voor aanvallen door deze entomopathogene schimmel.

Als een saprofytisch levensorganisme is het aangepast aan verschillende omgevingen waar het mycelium, conidioforen en conidia ontwikkelt. Deze capaciteit vergemakkelijkt de reproductie ervan op laboratoriumniveau door middel van eenvoudige propagatietechnieken om als biocontroller te worden gebruikt.

Inderdaad, deze entomopathogene schimmel is een natuurlijke vijand van een groot aantal insectensoorten in verschillende agro-ecosystemen. De gasten zijn volledig bedekt door een mycelium van groene kleur, verwijzend naar de ziekte genaamd muscardina verde.

De levenscyclus van het entomopathogeen Metarhizium anisopliae Het wordt uitgevoerd in twee fasen, een cellulaire infectieve fase en een andere saprofytische fase. De infectieuze stof in het geparasiteerde insect en in de saprofiet maakt gebruik van de voedingsstoffen van het lijk om zich te vermenigvuldigen.

In tegenstelling tot ziekteverwekkers zoals virussen en bacteriën die moeten worden opgenomen door de ziekteverwekker om te handelen, werkt de schimmel Metarhizium in contact. In dit geval kunnen de sporen ontkiemen en binnendringen in het inwendige waardoor het cuticulaire membraan van de gastheer wordt geïnfecteerd.

index

• 1 Kenmerken
• 2 Morfologie
• 3 Taxonomie
• 4 Levenscyclus
  • 4.1 Groene Muscardin
• 5 Biologische controle
  • 5.1 Werkingsmechanisme
• 6 Biologische controle van zwarte banaankever
• 7 Biologische controle van larven
  • 7.1 Maïskiemworm
  • 7.2 Witte wormlarven
• 8 Referenties

features

de Metarhizium anisopliae is een pathogene schimmel met breed spectrum, gelegen in de bodem en geparasiteerde insectenresten. Vanwege zijn potentieel als ecologisch alternatief is het de ideale vervanging voor de agrochemicaliën die worden gebruikt bij het integrale beheer van plaagorganismen van economisch belang.

De infectie van M. anisopliae Het begint met de vereniging van de conidia van de schimmel met de cuticula van het gastheerinsect. Vervolgens vindt, door de enzymatische activiteit tussen beide structuren en de mechanische werking, kieming en penetratie plaats.

Enzymen die betrokken zijn bij de herkenning, adhesie en pathogenese van de cuticula van de gastheer bevinden zich in de wand van de schimmelcel. Deze eiwitten omvatten fosfolipasen, proteasen, dismutasen en adhesinen, die ook werken in de processen van adhesie, osmose en morfogenese van de schimmel..

Over het algemeen werken deze schimmels langzaam als de omgevingsomstandigheden ongunstig zijn. Gemiddelde temperaturen tussen 24 en 28 ºC en hoge relatieve vochtigheid zijn ideaal voor een effectieve ontwikkeling en entomopathogene werking.

De muscardine groene ziekte veroorzaakt door de M. anisopliae het wordt gekenmerkt door de groene verkleuring van de sporen op de gekoloniseerde gastheer. Eenmaal het insect binnengevallen, bedekt het mycelium het oppervlak, waar de structuren fructificeren en sporen vormen die het oppervlak van de gastheer bedekken.

In dit opzicht duurt de infectie ongeveer een week voordat het insect stopt met eten en sterven. Van de verschillende plagen die het controleert, is het zeer effectief bij insecten van de coleoptera, lepidoptera en homoptera, met name larven.

De schimmel M. anisopliae Als een biocontroller wordt het op de markt gebracht in formuleringen van sporen gemengd met inerte materialen om de levensvatbaarheid te behouden. De geschikte manier voor de toepassing ervan is door ontsmetting, omgevingsmanipulatie en inoculatie.

morfologie

Op laboratoriumniveau, de kolonies van M. anisopliae een effectieve ontwikkeling presenteren in kweekmedia van PDA (Papa-dextrorsa-agar). De kolonie van ronde vorm, presenteert aanvankelijk een micellaire groei van witte kleur, die variaties in kleur vertoont wanneer de schimmel sporuleert.

Aan het begin van het vermenigvuldigingsproces van de conidia wordt een olijfgroene kleur waargenomen op het micellaire oppervlak. Aan de onderzijde van de capsule wordt een lichtgele verkleuring waargenomen met diffuse gele pigmenten in het midden.

De conidioforen groeien van onregelmatig gevormd mycelium met twee tot drie takken in elk septum. Deze conidioforen hebben een lengte van 4 tot 14 micron en een diameter van 1,5 tot 2,5 micron.

De phialides zijn structuren die worden gegenereerd in het mycelium, zijnde de plaats waar de conidia worden losgemaakt. in M. anisopliae Ze zijn dun aan de top, 6 tot 15 micron lang en 2 tot 5 micron in diameter.

Wat betreft de conidia, ze zijn eencellige structuren, cilindrisch en afgekapt van vorm, met lange kettingen, hyaline tot groenig. De conidia hebben een lengte van 4 tot 10 micron en een diameter die van 2 tot 4 micron gaat.

taxonomie

Het geslacht Metarhizium werd aanvankelijk beschreven door Sorokin (1883) die larven infecteerde Oostenrijkse anisoplia, veroorzaakt een ziekte die bekend staat als groene muscardin. De naam Entomophthora anisopliae werd aanvankelijk door Metschnikoff voorgesteld voor de schimmelisolaten, vervolgens werd het genoemd Isaria destructor.

Meer gedetailleerde studies van de taxonomie van het geslacht, afgesloten bij het classificeren als Metarhizium sorokin. De soort wordt momenteel overwogen M. anisopliae, genoemd door Metschnikoff, als het representatieve orgaan voor gender Metarhizium.

Verschillende schimmel geïsoleerd Metarhizium ze zijn specifiek en daarom zijn ze als nieuwe rassen aangewezen. Ze zijn momenteel echter geclassificeerd als soorten Metarhizium anisopliae, Metarhizium majus en Metarhizium acridum.

Evenzo zijn sommige soorten hernoemd, Metarhizium taii presenteert kenmerken vergelijkbaar met Metarhizium guizhouense. Een commerciële stam van M. anisopliae, de M. anisopliae (43) wat een specifieke vijand van coleoptera is, wordt nu genoemd Metarhizium brunneum.

De soort Metarhizium anisopliae (Metchnikoff) Sorokin (1883), maakt deel uit van het genre Metarhizium beschreven door Sorokin (1883). Taxonomisch behoort tot het gezin Clavicipitaceae, order Hypocreales, klasse Sordariomycetes, deling ascomycota, van het koninkrijk fungus.

Levenscyclus

De schimmel Metarhizium anisopliae initieert de pathogenese door het adhesieproces van de conidia op het cuticulaire membraan van de gastheer. Vervolgens de kiemingsfasen, de groei van appressoria of invoegstructuren, kolonisatie en reproductie.

Sporen of conidiën uit de grond of verontreinigde insectenresten dringen de cuticula van nieuwe gastheren binnen. Met de tussenkomst van mechanische en chemische processen worden het appressorium en de kiemende buis die het inwendige van het insect binnendringt ontwikkeld.

In het algemeen treedt, onder gunstige omstandigheden, kieming 12 uur na inoculatie op. Evenzo vindt de vorming van de appressorie en de penetratie van de germinatieve buis of haustoria plaats tussen 12.00 uur tot 18.00 uur..

Het fysieke mechanisme dat penetratie mogelijk maakt, is de druk die wordt uitgeoefend door de appressoria, die het cuticulaire membraan breken. Het chemische mechanisme is de werking van protease-enzymen, kinasen en lipasen die de membranen afbreken op het moment van inbrengen.

Als het insect eenmaal is doorgedrongen, kruipt de hyfen-tak naar binnen, na 3-4 dagen volledig de prooi binnen te vallen. Vervolgens worden de voortplantingsstructuren, conidioforen en conidiën gevormd, die de pathogenese van de gastheer na 4-5 dagen voltooien.

De dood van het insect vindt plaats door de besmetting van toxines geproduceerd door de entomopathogene schimmel. De biocontroller synthetiseert de toxines dextruxina, protodextruxina en demetildextruxina met hoge toxiciteit voor geleedpotigen en nematoden.

De invasie van de gastheer is geconditioneerd aan de temperatuur en relatieve vochtigheid van de omgeving. Evenzo is de beschikbaarheid van voedingsstoffen op het cuticulaire membraan van het insect en het vermogen om gevoelige gastheren te detecteren die moeten worden gekoloniseerd.

Groene Muscardin

De muscardine groene ziekte veroorzaakt door de Metarhizium anisopliae Het presenteert verschillende symptomen op larven, nimfen of geïnfecteerde volwassenen. De onrijpe vormen verminderen de vorming van slijm, hebben de neiging zich van de plaats van de aanval af te bewegen of de beweging ervan te verlammen.

Volwassenen verminderen hun bewegings- en vluchtoppervlak, stoppen met voeren en vrouwen leggen geen eieren. Verontreinigde insecten hebben de neiging om te sterven op plaatsen ver van de plaats van infectie, die de verspreiding van de ziekte bevordert.

De cyclus van de ziekte kan tussen 8 en 10 dagen worden voltooid, afhankelijk van de omgevingsomstandigheden, voornamelijk vochtigheid en temperatuur. Na de dood van de gastheer, wordt het volledig bedekt door een wit mycelium en opeenvolgende groene sporulatie, kenmerkend voor de groene muscardin.

Biologische controle

De schimmel Metarhizium anisopliae is een van de entomopathogenen die het meest wordt bestudeerd en wordt gebruikt bij de biologische bestrijding van plagen. De sleutelfactor voor een succesvolle kolonisatie van een gastheer is de penetratie van de schimmel en de daaropvolgende vermenigvuldiging.

Gevestigd de schimmel binnen het insect treedt de proliferatie van filamenteuze hyfen op en het genereren van mycotoxinen die de gastheer inactiveren. De dood van de gastheer treedt ook op als gevolg van pathologische veranderingen en mechanische effecten op de inwendige organen en weefsels.

De biologische controle wordt uitgevoerd door producten toe te passen die zijn geformuleerd op basis van concentraties van sporen of conidiën van de schimmel in commerciële producten. De conidia worden gemengd met inerte materialen, zoals oplosmiddelen, kleien, talks, emulgatoren en andere natuurlijke additieven..

Deze materialen mogen de levensvatbaarheid van de schimmel niet aantasten en moeten onschadelijk zijn voor het milieu en het gewas. Bovendien moeten ze optimale fysieke omstandigheden hebben die het mengen, de toepassing van het product vergemakkelijken en die niet duur zijn.

Het succes van biologische controle door entomopathogenen hangt af van de effectieve formulering van het commerciële product. Inclusief de levensvatbaarheid van het micro-organisme, het materiaal dat wordt gebruikt in de formulering, de bewaaromstandigheden en de wijze van toediening.

Wijze van actie

Het inoculum van toepassingen van geformuleerd met de schimmel M. anisopliae Het dient om larven, hyfen of volwassenen te besmetten. Gecontamineerde gastheren migreren naar andere plaatsen in het gewas waar ze sterven en verspreiden de ziekte als gevolg van de sporulatie van de schimmel.

De actie van wind, regen en dauw vergemakkelijkt de verspreiding van conidiën naar andere delen van de plant. Insecten in hun voedselzoekende activiteit worden blootgesteld aan de adhesie van sporen.

De omgevingscondities bevorderen de ontwikkeling en verspreiding van de conidiën, omdat de onrijpe toestanden van het insect het meest vatbaar zijn. Van nieuwe infecties worden secundaire foci gecreëerd, die de epizoötie prolifereren en de plaag volledig kunnen beheersen.

Biologische controle van zwarte banaankever

De zwarte weevil (Cosmopolites sordidus Germar) is een belangrijke plaag van de teelt van musacea (banaan en banaan), voornamelijk in de tropen. De verspreiding ervan wordt voornamelijk veroorzaakt door het management dat de mens voert in de zaai- en oogstprocessen.

De larve is de oorzaak van de schade veroorzaakt in de wortelstok. De snuitkever in zijn larvale fase is zeer actief en zeer vraatzuchtig, en veroorzaakt perforaties die het wortelstelsel van de plant beïnvloeden.

De galerijen gevormd in de wortelstok vergemakkelijken de besmetting met micro-organismen die de vaatweefsels van de plant doen rotten. In combinatie hiermee verzwakt de plant en neigt deze te kantelen door de werking van sterke wind.

De gebruikelijke controle is gebaseerd op het gebruik van chemische insecticiden, maar het negatieve effect ervan op het milieu heeft geleid tot het zoeken naar nieuwe alternatieven. Momenteel is het gebruik van entomopathogene schimmels als Metarhizium anisopliae hebben goede resultaten gemeld in veldniveau-onderzoeken.

In Brazilië en Ecuador zijn uitstekende resultaten behaald (mortaliteit van 85-95%) met M. anisopliae op rijst als inentingsmateriaal. De strategie is om geïnfecteerde rijst op stukken stengel rond de plant te plaatsen, het insect wordt aangetrokken en besmet met de ziekteverwekker.

Biologische controle van larven

Maag budworm

De oorlogsworm (Spodoptera frugiperda) is een van de meest schadelijke plagen in granen zoals sorghum, maïs en veevoeder. In maïs is het zeer schadelijk wanneer het het gewas aanvalt vóór 30 dds, met hoogtes tussen 40 en 60 cm.

In dit opzicht heeft chemische bestrijding het insect in staat gesteld meer weerstand te bieden, natuurlijke vijanden te elimineren en schade aan het milieu te veroorzaken. Het gebruik van M. anisopliae als alternatief heeft biologische bestrijding goede resultaten gemeld sindsdien S. frugiperda het is gevoelig.

De beste resultaten zijn verkregen door gesteriliseerde rijst te gebruiken als een middel om het inoculum in de kweek te dispergeren. Toepassingen op 10 dds en vervolgens op 8 dagen uitvoeren, de formulering aanpassen tot 1 × 10¹² conidia per hectare.

Witte wormlarven

Keverlarven worden gevonden die zich voeden met organische stof en wortels van economisch belangrijke gewassen. De soort Hylamorpha elegans (Burmeister) genaamd groene pololo, is zijn larvale toestand een tarwe-plaag (Triticum aestivum L.).

De schade veroorzaakt door de larve komt voor op het niveau van het wortelsysteem, waardoor de planten verzwakken, verwelken en bladeren verliezen. De levenscyclus van de kever duurt een jaar en op het moment van grootste incidentie worden volledig vernietigde teeltzones waargenomen.

Chemische bestrijding is niet effectief vanwege de migratie van de larven in de behandelde bodem. Geassocieerd met de toename van resistentie, de stijging van de productiekosten en de vervuiling van het milieu.

Het gebruik van Metarhizium anisopliae als antagonist en biocontroller heeft het tot 50% mortaliteit bereikt in larvale populaties. Zelfs als de resultaten op laboratoriumniveau zijn verkregen, wordt verwacht dat de veldanalyses soortgelijke resultaten zullen rapporteren.

referenties

1. Acuña Jiménez, M., García Gutiérrez, C., Rosas García, N.M., López Meyer, M., & Saínz Hernández, J.C. (2015). Formulering van Metarhizium anisopliae (Metschnikoff) Sorokin met biologisch afbreekbare polymeren en hun virulentie tegen Heliothis virescens (Fabricius). International Journal of Environmental Pollution, 31 (3), 219-226.
2. Arguedas, M., Álvarez, V., & Bonilla, R. (2008). Efficiëntie van de entomopathogene schimmel "Metharrizium anisopliae"In control van"Boophilus microplus"(Acari: ixodidae). Costa Ricaanse agronomie: Journal of Agricultural Sciences, 32 (2), 137-147.
3. Carballo, M. (2001). Opties voor het beheer van de zwarte bananeweevil. Geïntegreerde plagenbestrijding (Costa Rica) Nr. 59.
4. Castillo Zeno Salvador (2005) Gebruik van Metarhizium anisopliae voor de biologische bestrijding van spittlebug (Aeneolamia spp. en Prosapia spp.) in weilanden van Brachiaria decumbens in El Petén, Guatemala (Master's Thesis) Teruggeplaatst van: catie.ac.cr
5. Greenfield, B.P., Lord, A.M., Dudley, E., & Butt, T.M. (2014). Conidia van de insectenpathogene schimmel, Metarhizium anisopliae, niet te houden aan muggenlarven cuticula. Royal Society open science, 1 (2), 140193.
6. González-Castillo, M., Aguilar, C. N., & Rodríguez-Herrera, R. (2012). Insectenplaagbestrijding in de landbouw met entomopathogene schimmels: uitdagingen en perspectieven. Rev. Científica van de Autonome Universiteit van Coahuila, 4 (8).
7. Lezama, R., Molina, J., Lopez, M., Pescador, A., Galindo, E., Angel, C. A., & Michel, A.C. (2005). Effect van de entomopathogene schimmel Metarhizium anisopliae over de beheersing van de maïskolfworm in het veld. Vooruitgang in landbouwkundig onderzoek, 9 (1).
8. Rodríguez, M., Frankrijk, A., & Gerding, M. (2004). Evaluatie van twee stammen van de schimmel Metarhizium Anisopliae var. Anisopliae (Metsh.) Voor de bestrijding van larven van witte worm Hylamorpha elegans Burm. (Coleoptera: Scarabaeidae). Technische landbouw, 64 (1), 17-24.