METARHIZIUM ANISOPLIAE: MGA KATANGIAN, TAXONOMY, MORPOLOHIYA - BIOLOGY - 2025

Ang Metarhizium anisopliae ay isang mitosporic o anamorphic fungus ng asexual reproduction, na malawakang ginagamit bilang isang entomopathogen para sa biological control. May kakayahang mag-parasite at maalis ang isang malawak na hanay ng mga peste ng insekto ng iba't ibang mga halaman na kahalagahan ng agrikultura.

Ang halamang-singaw na ito ay may mga espesyal na katangian na umaangkop upang mabuhay sa isang paraan ng saprophytic sa organikong bagay at bilang isang parasito sa mga insekto. Karamihan sa mga komersyal na insekto na insekto ng peste ay madaling kapitan ng pag-atake ng entomopathogenic fungus na ito.

Green muscardina na dulot ng Metarhizium anisopliae. Pinagmulan: Chengshu Wang at Yuxian Xia, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons

Bilang isang organismo sa buhay na saprophytic ay iniakma ito sa iba't ibang mga kapaligiran kung saan bubuo ito ng mycelium, conidiophores at conidia. Ang kakayahang ito ay nagpapadali ng pagpaparami nito sa antas ng laboratoryo sa pamamagitan ng mga simpleng pamamaraan sa pagpapalaganap na gagamitin bilang isang biocontroller.

Sa katunayan, ang fungus ng entomopathogenic na ito ay likas na kaaway ng isang malaking bilang ng mga species ng insekto sa iba't ibang mga agroecosystem. Ang mga host ay ganap na sakop ng isang berdeng mycelium, na tumutukoy sa sakit na tinatawag na berdeng muscardina.

Ang siklo ng buhay ng entomopathogen Metarhizium anisopliae ay isinasagawa sa dalawang yugto, isang cellular infective phase at isa pang saprophytic phase. Ang infective sa loob ng parasitized na insekto at sa saprophyte ay sinasamantala ang mga sustansya ng bangkay na dumami.

Hindi tulad ng mga pathogen tulad ng mga virus at bakterya na kailangang ma-ingested ng pathogen upang kumilos, ang Metarhizium fungus ay kumikilos sa pakikipag-ugnay. Sa kasong ito, ang mga spores ay maaaring tumubo at makapasok sa loob, na nahawa ang cuticular membrane ng host.

katangian

Ang Metarhizium anisopliae ay isang malawak na spectrum na pathogen fungus, na matatagpuan sa lupa at mga labi ng mga parasito na insekto. Dahil sa potensyal nito bilang isang alternatibong ekolohiya, ito ang mainam na kapalit para sa mga agrochemical na ginamit sa integral management ng mga peste ng kahalagahan sa ekonomiya.

Ang impeksyon ng M. anisopliae ay nagsisimula sa paglakip ng conidia ng fungus sa cuticle ng host na insekto. Nang maglaon, sa pamamagitan ng aktibidad ng enzymatic sa pagitan ng parehong mga istraktura at mekanikal na pagkilos, pag-usbong at pagtagos ay nangyayari.

Ang mga enzim na kasangkot sa pagkilala, pagdirikit, at pathogenesis ng host cuticle ay matatagpuan sa dingding ng fungal cell. Kasama sa mga protina na ito ang mga phospholipases, protease, dismutases at adhesins, na kumikilos din sa proseso ng pagdirikit, osmosis at morphogenesis ng fungus.

Kadalasan, ang mga fungi na ito ay mabagal na kumikilos kapag ang mga kondisyon ng kapaligiran ay hindi kanais-nais. Ang average na temperatura sa pagitan ng 24 at 28 ºC, at ang mataas na kamag-anak na kahalumigmigan ay mainam para sa isang epektibong pag-unlad at entomopathogenic na pagkilos.

Ang berdeng sakit na muscardina na dulot ng M. anisopliae ay nailalarawan sa pamamagitan ng berdeng kulay ng mga spores sa kolonisadong host. Kapag sinalakay ang insekto, ang mycelium ay sumasakop sa ibabaw, kung saan ang mga istraktura ay fructify at sporulate, na sumasakop sa ibabaw ng host.

Kaugnay nito, ang impeksyon ay tumatagal ng halos isang linggo para sa mga insekto na huminto sa pagpapakain at mamatay. Kabilang sa iba't ibang mga peste na kinokontrol nito, ito ay lubos na epektibo sa mga insekto ng order coleoptera, lepidoptera, at homoptera, lalo na ang larvae.

Ang fungus M. anisopliae bilang isang biocontroller ay ibinebenta sa mga form ng spore na may halong inert material upang mapanatili ang posibilidad nito. Ang angkop na paraan para sa aplikasyon nito ay sa pamamagitan ng fumigations, pagmamanipula sa kapaligiran at inoculation.

Morpolohiya

Sa antas ng laboratoryo, ang mga kolonya ng M. anisopliae ay nagpapakita ng isang mabisang pag-unlad sa media ng PDA culture (Papa-dextrorse-agar). Ang pabilog na kolonya ay nagtatanghal ng isang puting paglaki ng micellar sa una, na nagpapakita ng mga pagkakaiba-iba ng kulay kapag ang fungus ay nag-sporulate.

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

Kapag nagsimula ang proseso ng pagpaparami ng conidia, isang kulay ng olibo-berde ang makikita sa ibabaw ng micellar. Sa underside ng kapsula, ang isang maputlang dilaw na pagkawalan ng kulay ay sinusunod na may nagkakalat na dilaw na mga pigment sa gitna.

Ang mga konidiofores ay lumalaki mula sa mycelium sa hindi regular na hugis na may dalawa hanggang tatlong sanga sa bawat septum. Ang mga conidiophores na ito ay may haba na 4 hanggang 14 microns, at isang diameter ng 1.5 hanggang 2.5 microns.

Ang mga phialides ay mga istruktura na nabuo sa mycelium, na lugar kung saan natanggal ang conidia. Sa M. anisopliae sila ay payat sa tuktok, 6 hanggang 15 microns ang haba at 2 hanggang 5 microns ang lapad.

Tulad ng para sa conidia, ang mga ito ay mga unicellular na istruktura, cylindrical at truncated, na may mahabang chain, hyaline hanggang berde. Ang conidia ay 4 hanggang 10 microns ang haba at 2 hanggang 4 na microns ang lapad.

Taxonomy

Ang genus na Metarhizium ay paunang inilarawan ni Sorokin (1883) na nakakahawa sa Anisoplia austriaca larvae, na nagdudulot ng sakit na kilala bilang berdeng muscardina. Ang pangalang Entomophthora anisopliae ay una na iminungkahi ni Metschnikoff para sa mga pagbubuklod ng fungal, kalaunan ay tinawag itong mapangwasak ni Isaria.

Ang mas detalyadong pag-aaral ng taxonomy ng genus, natapos sa pag-uuri nito bilang Metarhizium sorokin. Sa kasalukuyan, ang mga species M. anisopliae, na pinangalanan ni Metschnikoff, ay itinuturing na kinatawan na organismo ng genus Metarhizium.

Ang ilang mga isolates ng Metarhizium fungus ay tiyak, na ang dahilan kung bakit sila ay itinalaga bilang mga bagong varieties. Gayunpaman, sila ay kasalukuyang inuri bilang Metarhizium anisopliae, Metarhizium majus at species ng Metarhizium acridum.

Gayundin, ang ilang mga species ay pinalitan ng pangalan, ang Metarhizium taii ay may katulad na mga katangian sa Metarhizium guizhouense. Ang isang komersyal na pilay ng M. anisopliae, M. anisopliae (43) na isang tiyak na kaaway ng mga coleopterans ay tinawag na Metarhizium brunneum ngayon.

Ang species na Metarhizium anisopliae (Metchnikoff) Sorokin (1883), ay bahagi ng genus na Metarhizium na inilarawan ni Sorokin (1883). Taxonomically ito ay kabilang sa pamilyang Clavicipitaceae, Hypocreales order, Sordariomycetes klase, Ascomycota division, ng Fungi kaharian.

Lifecycle

Ang fungus ng Metarhizium anisopliae ay nagsisimula ng pathogenesis sa pamamagitan ng proseso ng pagdirikit ng conidia sa host cuticular membrane. Nang maglaon ang mga yugto ng pagtubo, paglaki ng appressoria o pagpasok, mga kolonisasyon at mga istruktura ng pagpaparami ay nangyari.

Ang mga spores o conidia mula sa lupa o kontaminadong insekto ay nananatiling sumasalakay sa cuticle ng mga bagong host. Sa pamamagitan ng interbensyon ng mga proseso ng mekanikal at kemikal, ang appressorium at ang mikrobyo na tubo na tumagos sa interior ng insekto.

Karaniwan, sa ilalim ng kanais-nais na mga kondisyon, ang pagtubo ay nangyayari sa loob ng 12 oras pagkatapos ng inoculation. Gayundin, ang pagbuo ng appressoria at ang pagtagos ng germ tube o haustoria ay nangyayari sa pagitan ng 12 hanggang 18 na oras.

Ang pisikal na mekanismo na nagpapahintulot sa pagtagos ay ang presyon na isinagawa ng appressoria, na sumisira sa cuticular membrane. Ang mekanismo ng kemikal ay ang pagkilos ng mga protease, kinase, at lipase enzymes na nagpapabagsak ng mga lamad sa site ng insertion.

Kapag ang insekto ay tumagos, ang sangay ng hyphae sa loob, ganap na sumalakay sa biktima pagkatapos ng 3-4 na araw. Pagkatapos ay nabuo ang mga reproduktibong istruktura, conidiophores at conidia, na nakumpleto ang pathogenesis ng host pagkatapos ng 4-5 araw.

Ang pagkamatay ng insekto ay nangyayari sa pamamagitan ng kontaminasyon ng mga lason na ginawa ng entomopathogenic fungus. Ang biocontroller synthesize ang toxins dextruxin, protodextruxin at demethyldextruxin na may isang mataas na antas ng toxicity para sa mga arthropod at nematode.

Ang pagsalakay sa host ay nakondisyon sa temperatura at kamag-anak na kahalumigmigan ng kapaligiran. Gayundin, ang pagkakaroon ng mga sustansya sa cuticular membrane ng insekto at ang kakayahang makita ang mga host na madaling kapitan ng kolonya.

Green muscardina

Ang berdeng sakit na muscardina na dulot ng Metarhizium anisopliae ay nagtatanghal ng iba't ibang mga sintomas sa nahawahan na larvae, nymphs o matatanda. Ang mga hindi pa nabubuong form ay binabawasan ang pagbuo ng mucilage, ay may posibilidad na lumayo mula sa lugar ng pag-atake o paralisado ang paggalaw nito.

Binabawasan ng mga may sapat na gulang ang kanilang paggalaw at lugar ng paglipad, ihinto ang pagpapakain, at ang mga babae ay hindi naglalagay ng mga itlog. Ang mga nasabing insekto ay may posibilidad na mamatay sa mga lugar na malayo sa site ng impeksyon, na naghihikayat sa pagkalat ng sakit.

Ang siklo ng sakit ay maaaring tumagal sa pagitan ng 8 at 10 araw depende sa mga kondisyon ng kapaligiran, pangunahin ang kahalumigmigan at temperatura. Matapos ang pagkamatay ng host, ganap na sakop ito ng isang puting mycelium at sunud-sunod na berdeng sporulation, katangian ng berdeng muscardina.

Kontrol ng biologic

Ang Metarhizium anisopliae fungus ay isa sa pinaka-malawak na pinag-aralan at ginamit na entomopathogens sa biological control ng mga peste. Ang pangunahing kadahilanan para sa matagumpay na kolonisasyon ng isang host ay ang pagtagos ng fungus at kasunod na pagdami.

Kapag ang fungus ay itinatag sa loob ng insekto, ang paglaganap ng filamentous hyphae ay nangyayari at ang henerasyon ng mga mycotoxins na hindi aktibo ang host. Ang pagkamatay ng host ay nangyayari rin sa pamamagitan ng mga pagbabago sa pathological at mekanikal na epekto sa mga panloob na organo at tisyu.

Ang kontrol sa biyolohikal ay isinasagawa sa pamamagitan ng pag-aaplay ng mga produktong pormula batay sa mga konsentrasyon ng mga spores o conidia ng fungus sa mga produktong komersyal. Ang mga conidia ay halo-halong may mga materyales na inert, tulad ng mga solvent, clays, talc, emulsifier, at iba pang mga natural additives.

Ang mga materyales na ito ay hindi dapat makakaapekto sa kakayahang umangkop ng fungus at dapat na hindi nakakapinsala sa kapaligiran at pag-crop. Bilang karagdagan, dapat nilang ipakita ang pinakamainam na pisikal na kundisyon na mapadali ang paghahalo, aplikasyon ng produkto at mababang gastos.

Ang tagumpay ng biological control sa pamamagitan ng entomopathogens ay nakasalalay sa epektibong pagbabalangkas ng komersyal na produkto. Kasama ang kakayahang umangkop ng microorganism, ang materyal na ginamit sa pagbabalangkas, mga kondisyon ng imbakan at ang pamamaraan ng aplikasyon.

Mode ng aksyon

Ang inoculum mula sa mga aplikasyon ng formulations kasama ang M. anisopliae fungus ay nagsisilbi upang mahawahan ang mga larvae, hyphae o matatanda. Ang mga nasusunog na host ay lumipat sa iba pang mga lugar sa pag-aani kung saan sila namatay at kumalat ang sakit dahil sa sporulation ng fungus.

Ang pagkilos ng hangin, ulan at hamog ay nagpapadali sa pagpapakalat ng conidia sa iba pang mga bahagi ng halaman. Ang mga insekto sa kanilang aktibidad ng foraging ay nakalantad sa pagdikit ng mga spores.

Ang mga kondisyon sa kapaligiran ay pinapaboran ang pag-unlad at pagpapakalat ng conidia, ang mga hindi nagtapos na yugto ng insekto ang pinaka madaling kapitan. Mula sa mga bagong impeksyong, ang pangalawang foci ay nilikha, pag-unlad ng epizootic na may kakayahang ganap na makontrol ang salot.

Biological control ng banana weevil

Ang weevil (Cosmopolites sordidus Germar) ay isang mahalagang peste ng paglilinang ng musaceae (plantain at banana) pangunahin sa mga tropiko. Ang pagpapakalat nito ay pangunahing sanhi ng pamamahala na ginagawa ng tao sa mga proseso ng paghahasik at pag-aani.

Saging Itim na Weevil. Pinagmulan: mezfer.com.mx

Ang larva ay ang sanhi ng ahente ng pinsala na dulot ng loob ng rhizome. Ang weevil sa yugto ng larval nito ay napaka-aktibo at masigla, na nagdudulot ng perforations na nakakaapekto sa root system ng halaman.

Ang mga galeriya na nabuo sa rhizome ay pinadali ang kontaminasyon sa mga microorganism na nabubulok ang mga vascular tisyu ng halaman. Bilang karagdagan sa ito, ang halaman ay humina at may posibilidad na bawiin dahil sa pagkilos ng malakas na hangin.

Ang karaniwang kontrol ay batay sa paggamit ng mga insecticides ng kemikal, gayunpaman, ang negatibong epekto nito sa kapaligiran ay humantong sa paghahanap ng mga bagong alternatibo. Sa kasalukuyan ang paggamit ng entomopathogenic fungi tulad ng Metarhizium anisopliae ay nag-ulat ng magagandang resulta sa mga pagsubok sa bukid.

Ang mahusay na mga resulta ay nakuha sa Brazil at Ecuador (pagkamatay ng 85-95%) gamit ang M. anisopliae sa bigas bilang inoculation material. Ang diskarte ay upang ilagay ang mga nahawaang bigas sa mga piraso ng stem sa paligid ng halaman, ang insekto ay naaakit at nahawahan ng pathogen.

Biological control ng mga larvae

Bumagsak na Armyworm

Ang Fall Armyworm (Spodoptera frugiperda) ay isa sa mga pinaka nakakasira na peste ng mga cereal tulad ng sorghum, mais at forages. Sa mais ito ay lubos na nakakapinsala kapag inaatake nito ang ani bago ang 30 da, na may taas sa pagitan ng 40 at 60 cm.

Bumagsak na Armyworm. Pinagmulan: Tingnan ang pahina para sa may-akda, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons

Kaugnay nito, pinapayagan ng kontrol ng kemikal ang insekto na makamit ang higit na paglaban, pag-aalis ng natural na mga kaaway at pinsala sa kapaligiran. Ang paggamit ng M. anisopliae bilang isang kahalili para sa biological control ay nag-ulat ng magagandang resulta, dahil ang S. frugiperda ay madaling kapitan.

Ang pinakamahusay na mga resulta ay nakuha kapag gumagamit ng isterilisadong bigas bilang isang paraan ng pagkalat ng inoculum sa kultura. Ang paggawa ng mga aplikasyon sa 10 araw at pagkatapos ay sa 8 araw, inaayos ang pagbabalangkas sa 1 × 10 ¹² conidia bawat ektarya.

Puting uod na larvae

Ang mga larvae ng bubong ay matatagpuan ang pagpapakain sa organikong bagay at mga ugat ng mga mahahalagang pananim sa ekonomya. Ang mga species na Hylamorpha elegans (Burmeister) na tinatawag na berdeng manok, sa kanyang larval yugto ay isang peste ng trigo (Triticum aestivum L.).

White Worm Larva. Pinagmulan: invasive.org

Ang pinsala na dulot ng larvae ay nangyayari sa antas ng sistema ng ugat, na nagiging sanhi ng humina ang mga halaman, mawawala at mawawala ang kanilang mga dahon. Ang siklo ng buhay ng salagubang ay tumatagal ng isang taon, at sa oras ng pinakamalaking saklaw, ganap na nawasak ang mga lugar ng paglilinang ay sinusunod.

Ang pagkontrol sa kemikal ay hindi epektibo dahil sa paglipat ng mga larvae sa ginagamot na mga lupa. Kaugnay ng pagtaas ng paglaban, pagtaas ng mga gastos sa produksyon at kontaminasyon sa kapaligiran.

Ang paggamit ng Metarhizium anisopliae bilang isang antagonist at biocontroller ahente ay nakamit hanggang sa 50% na namamatay sa mga larval populasyon. Kahit na nakuha ang mga resulta sa antas ng laboratoryo, inaasahan na ang mga pagsusuri sa larangan ay mag-uulat ng magkatulad na mga resulta.

Mga Sanggunian

1. Acuña Jiménez, M., García Gutiérrez, C., Rosas García, NM, López Meyer, M., & Saínz Hernández, JC (2015). Pagbubuo ng Metarhizium anisopliae (Metschnikoff) Sorokin na may mga polimer na biodegradable at ang kanilang birtud laban sa Heliothis virescens (Fabricius). International Journal of Environmental Pollution, 31 (3), 219-226.
2. Arguedas, M., Álvarez, V., & Bonilla, R. (2008). Kahusayan ng entomopathogenic fungus "Metharrizium anisopliae" sa kontrol ng "Boophilus microplus" (Acari: ixodidae). Costa Rican Agronomy: Journal of Agricultural Sciences, 32 (2), 137-147.
3. Carballo, M. (2001). Mga pagpipilian para sa pamamahala ng weevil ng saging. Pinagsamang pamamahala ng peste (Costa Rica) Nº, 59.
4. Castillo Zeno Salvador (2005) Paggamit ng Metarhizium anisopliae para sa biological control ng spittlebug (Aeneolamia spp. At Prosapia spp.) Sa Brachiaria decumbens grasslands sa El Petén, Guatemala (Master's Thesis) Kinuha mula sa: catie.ac.cr
5. Greenfield, BP, Lord, AM, Dudley, E., & Butt, TM (2014). Ang Conidia ng fungus ng insekto na pathogen, na Metarhizium anisopliae, ay hindi sumunod sa kaguturan ng larvae ng lamok. Buksan ang Royal Society, 1 (2), 140193.
6. González-Castillo, M., Aguilar, CN, & Rodríguez-Herrera, R. (2012). Ang control ng insekto-peste sa agrikultura gamit ang mga fungi na entomopathogenic: mga hamon at pananaw. Scientific Rev. ng Autonomous University of Coahuila, 4 (8).
7. Lezama, R., Molina, J., López, M., Pescador, A., Galindo, E., Ángel, CA, & Michel, AC (2005). Epekto ng entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae sa kontrol ng taglagas na hukbo ng mais sa bukid. Pagsulong sa Pananaliksik sa Agrikultura, 9 (1).
8. Rodríguez, M., France, A., & Gerding, M. (2004). Ang pagsusuri ng dalawang mga strain ng fungus Metarhizium Anisopliae var. Anisopliae (Metsh.) Para sa kontrol ng puting uod na uod na Hylamorpha elegans Burm. (Coleoptera: Scarabaeidae). Teknikal na Agrikultura, 64 (1), 17-24.