المبيدات الفطرية المستخدمة في مكافحة الآفات الحشرية

مقدمة:

يرجع تاريخ المكافحة الحيوية للحشرات باستعمال الفطريات كإحدى مجموعات الكائنات الحية الدقيقة إلى عام (1726) حين استخدم فطر من جنس كوردايسبس Cordyceps في مكافحة يرقات حشرات الفصيلة Noctuidae، وبعدها بأكثر من مائة عام نجح Bassi في مكافحة يرقات نفس الفصيلة باستعمال فطر بيوفاريا باسیانا Beauveria bassiana .

وقد سجلت حالات نجاح في مكافحة بعض الآفات مثل سوسة البنجر Cleomus punctiventris وخنفساء الحبوب Anisoplia austriaca باستعمال فطر میتاریزیم انیسوبليا Metarhizium anisopliae، والحشرات القشرية باستعمال فطر سفيروستيبل ایورانتایيكولا Sphaerostible aurantiicola.

ومع بداية القرن العشرين توفرت بالأسواق التجارية لقاحات فطرية لمكافحة كثير من الآفات الحشرية مثل لقاحات فطر بيوفاريا Beauveria وفطر ميتاریزیم Metarhizium.

* الفطريات الممرضة للحشرات :

تصيب كثير من الفطريات الحشرات بالأمراض، وفى العادة تخترق هيفات الفطريات الممرضة للحشرات جدر عوائلها الحشرية بالاختراق المباشر للكيوتكل أو من مناطق معينة مثل الأغشية بين الحلقات، وقد ترسل الفطريات هيفاتها من فتحات الجسم المختلفة كالفم، أو من جروح الجدر، حيث تنمو الهيفات بتجويف جسم العائل الحشري عند نقطة الاختراق أسفل البشرة الداخلية ليموت العائل الحشري نتيجة السمية أو غزو جراثيم الفطر اللاجنسية المعروفة بالجراثيم البلاستية blastspores .

* طريقة تأثير الفطريات الممرضة للحشرات :

تختلف الفطريات عن غيرها من المجاميع الميكروبية الممرضة للآفات الحشرية - كالبكتيريا والفيروس - في طريقة غزوها للعائل، فالعوائل الحشرية لا تتناول ingestion الفطريات لكي تحدث الإصابة، إذ تصيب الفطريات الممرضة للحشرات عوائلها بغزوها بشكل مباشر عقب إنبات جراثيمها على الكيوتكل واختراقها للغلاف، كذلك تحدث الإصابة كثيرًا من خلال أجزاء الفم والجهاز الهضمي وفتحة الشرج والأعضاء التناسلية وغيرها.

وتمر الفطريات الممرضة للحشرات بدورة تطورية في جسم العائل الحشري in vivo تشمل أربعة خطوات متتالية ( شكل 1 ) :

1- استقرار والتصاق جراثيم وميسيليوم الفطر بكيوتكل الحشرة :

يتركب كيوتيكل الحشرة من بروتين وكيتين، ويتكون بروتين الكيوتكل الحديث ( يعرف بالأرثروبودين arthropodin ) من أحماض أمينية قابلة للذوبان في الماء، والكيوتكل الحديث رخو وطرى وقابل للتمدد ويتصلب بالتدريج من الأجزاء الخارجية وإلى الداخل على أثر تكوين روابط كيماوية بين جزيئات البروتين والبوليفينول ( يعرف حينئذ بالسكليروتين sclerotin ) ، وفى العادة لا يتصلب كل الكيوتكل المغطى لجسم الحشرة، إذ تظل به مساحات عرضية غشائية بين الصفائح المتصلبة تسمح بانثناء أو تمدد الجسم، أما الكيتين فيتكون من سكريات عديدة من ن - اسيتيل جلوكوز أمين وجلوكوز أمين. ويقع تحت الكيوتيكل طبقة سميكة مرنة تسمى طبقة تحت البشرة hypodermis وهي غلاف خارجي لجدار جسم الحشرة.

وتحتوي الطبقة الخارجية لجراثيم بعض الفطريات الممرضة للحشرات والمستخدمة في المكافحة الميكروبية على مواد لزجة تتركب من سكريات عديدة polysaccharides تساعد في التصاق موقع الإنبات الجرثومي propgulate وميسيلوم الفطر بجدار جسم العائل الحشري، ولالتصاق مواقع إنبات جراثيم الفطر بكيوتيكل جدار جسم العائل الحشري أهمية كبيرة في تحديد القدرة المرضية للفطر، ويتوقف ذلك على بعض العوامل مثل نوع الآفة المستهدفة. ومن ناحية أخرى تلتصق بعض الفطريات الممرضة الأخرى بالجروح التي قد توجد على أجسام الآفات الحشرية في حين لا تلتصق بجلد الآفات الحشرية السليمة والخالية من الجروح.

       التصاق جراثيم الفطر على كيوتكل العائل

Adhesion of conidia to the host cuticle

                         ↓

              تكوين أنبوبة جرثومية

           Germ tube formation

                         ↓

              اختراق كيوتكل العائل

      Penetration of host cuticle

                          ↓ مرحلة افراز التوكسينات السامة للحشرة

           النمو الخضري بداخل العائل

      Vegetable growth within host

                         ↓

              إنتاج الحوامل الجرثومية

      Production of conidiophores

                         ↓

            موت العائل الحشري

     Death of the host insect

شكل ( 1 ) الدورة التطورية لفطر ممرض للحشرات

In vivo developmental cycle of entomopathogenic fungi

2- إنبات الجراثيم والنمو الميسليومي:

يستخدم الفطر سطح جدار الحشرة كوسط غذائي يحصل منه على المغذيات المتواجدة على أو داخل كيوتكل الحشرة لإنبات جراثيمه وذلك بمساعدة العديد من النظم الإنزيمية المحللة للبروتينات proteolytic والدهون lipolytic - بصفة خاصة - إلى جانب الكيتين chitinolytic، والتي تفرزها الفطريات الحشرية لتحفز تفاعلات تحليل جدار العائل الحشري وتيسير وحداته البنائية كغذاء للفطريات الحشرية، ولا يعتبر إنزيم الكيتينيز بذات أهمية كبيرة في الاختراق بسبب عدم مساهمة الكيتين في التركيب الصلب للكيوتكل. ولا يمكن لجراثيم بعض الفطريات الممرضة للحشرات الإنبات على الكيوتكل السليم بسبب التأثير المانع لبعض الأحماض الدهنية - كحامض الكابريليك – الموجودة على سطح الحشرة عند تركيز معين ومن ناحية أخرى تنبت هذه الجراثيم بشكل عادى عندما تصل إلى مادة الجروح الموجودة بكيوتكل الحشرة.

3- اختراق كيوتكل العائل:

بعد إنبات الجراثيم على كيوتكل الحشرة تعطى هيفات صغيرة تسمى الأنابيب الجرثومية germ tubes ( أعضاء التصاق appressorium ) ، كذلك قد يؤدى تجمع هيفات الفطر على سطح الحشرة إلى تكوين أعضاء التصاق ( وسادة لاصقة appressorial pad ) تتكون وتتجه أطراف الهيفات أعضاء الالتصاق لاختراق طبقات الكيوتكل على الفور تحت تأثير قوى كيميائية وفيزيائية تساعدها في ذلك أدواتها من إنزيمات الليبيز والبروتييز والكيتينيز والإستريز والأمينوببتيديز وغيرها، وينتج الفطر إنزيم البروتييز أولا لهدم البروتين قبل أن يقوم الفطر بهدم الكيتين، وهناك عوامل كثيرة تحدد أسلوب الاختراق منها خصائص الكيوتكل وسمكه ووجود المواد المضادة للفطريات إلى جانب مدى توفر المواد الغذائية وتعتبر اليرقات أكثر عرضة للإصابة عقب الانسلاخ مباشرة وقبل تطور وتصلب الكيوتكل.

4 - النمو الخضري داخل العائل:

تنمو هيفات الفطر التي اخترقت الكيوتكل في تجويف جسم العائل الحشري حول نقطة الاختراق، ويقابل نمو الفطر بالعديد من الآليات الدفاعية للعائل الحشري، وإذا استطاع الفطر التغلب على دفاعات العائل تتشكل الهيفات على هيئة قطع ( أجسام ) هيفية hyphal bodies تعرف بالجراثيم البلاستية blastospores، تعطى فيما بعد هيفات ثانوية تستعمر العائل الحشري الذي يلقى حتفه ( شكل 2 ) .

شكل (2) إصابة الحشرات بالفطريات الممرضة

وتلعب السموم التي تفرزها الفطريات الحشرية دورًا هامًا في المرض، حيث يموت العائل الحشري في مرحلة مبكرة من العدوى قبل أن ينمو الفطر الممرض للحشرة بغزارة داخل العائل، ونظراً لأن لبعض السموم التي تفرزها الفطريات ذات نشاط تضادي للبكتيريا مثل سم بوفاريسيين beauvericin - تركيبه C45H57N309 شكل (3) - الذي يفرزه فطر بوفاريا باسيانا Beauveria bassiana وفطريات أخرى كثيرة، ومع ذلك يعتقد أن هذه السموم تحد من نمو البكتيريا بالحشرات الميتة، ومن ثم تسمح بالنمو الرمي للفطر الممرض للحشرة، ويعتقد أن مرضية السلالات الفطرية لا ترتبط دائما بقدرتها على إنتاج السموم فالفطر بوفاريا باسيانا B. bassiana ينمو بوفرة وقت موت العائل.

وتؤدى إصابة الحشرات بالجراثيم البرعمية للفطريات الممرضة إلى ردود فعل دموية مثل البلعمة الدموية phagocytosis وتكوين الأجسام الحبيبية والتكييس، كما يظهر الميسيليوم والجراثيم على سطح الحشرة المريضة التي تتوقف عن التغذية، وتقل حركتها، وتفقد توازنها، ثم تسكن الحشرة، وتدخل في غيبوبة، ثم تموت.

شكل (3) سم بوفاريسيين

* دور الفطريات في مكافحة الآفات الحشرية :

تلعب المواد الأيضية للفطريات الممرضة للحشرات دورا في عملية إصابة الحشرات، ويرجع تغير لون جسم الحشرة إلى مواد مثل باسيانين bassianin، والصبغة السامة ذات اللون الأصفر اللامع المعروفة بالاوسبرين oosprein ( شكل 4 ) والتي عزلت لأول مرة من ميسيليوم فطر Oospora colorans ، ثم عزلت بعد ذلك من العديد من الفطريات الخيطية.

شكل (4) التركيب الكيماوي للأوسبرين

وتنتج فطريات كثيرة سموم للحشرات مثل فطر بوفاريا باسيانا B. bassiana الذي ينتج سم بوفاريسيين Beauversin، وفطر ميتارهیزیم Metarhizium sp. المنتج لسموم دیستروكسينات أ و ب Destruxins A and B ، وفطر فيرتيسيليم Verticillium sp. المنتج لسم باسيونوليد Bassionolide، إلا أنه لا تتوفر سموم فطرية يمكن استخدامها كمبيدات حشرية على المستوى التجاري في الوقت الراهن.

وعلى الجانب الآخر هناك بعض المنتجات الفطرية التجارية مثل المستحضر التجاري B10-1020 المنتج من فطر ميتاريزيم انیسوبليا M. anisopline، ومستحضر Mycar المنتج من فطر هیرسوتيللا ثومبسوني Hirsutella thompsoni، ومستحضر Mycotrol المنتج من فطر بوفاريا باسیانا B. bassiana ، تستخدم على نطاق واسع في مقاومة بعض الآفات الحشرية مثل خنفساء جوز الهند Oryctes rhinoceros، وفراشة دودة ورق القطن Spodoptera litera ، والحشرة القشرية الخضراء كوكس فيرديس Coccus viridis التي تصيب العديد من نباتات الفواكه والخضروات والنباتات الطبية والعطرية.

* إنتاج الفطريات الممرضة للآفات الحشرية :

لقد تركزت محاولات الاختصاصين الأولى في توفير مصادر العدوى بالفطريات على إدخال الآفات الحشرية المريضة أو الميتة إلى الأماكن المراد إدخال وتوطين الفطريات الممرضة بها، وفي الحقيقة فقد مثل توفير هذه المواد مشكلة، إلا أن توفير هذه الممرضات الفطرية قد أصبح الآن أيسر بكثير وأقل تكلفة، وقد تزامن ذلك مع الحاجة الماسة في الوقت الراهن لتوفير الفطريات الممرضة للآفات لاستخدامها في المكافحة مع زيادة التوسع الزراعي المقرون بزيادة السكان.

ويفضل إنتاج الفطريات الممرضة للحشرات بإنمائها على بيئات غذائية صناعية، وفي حالة صعوبة أو استحالة تنمية الطفيليات الإجبارية على البيئات الصناعية فإنه يتم اللجوء إلى تنمية الفطريات الممرضة على الحشرات الحية ذاتها.

وبصفة عامة توجد أربعة طرق توظف فيها الحشرات للإنتاج الضخم للفطريات الممرضة وهي:

الطريقة الأولى : عدوى الحشرات المجموعة في المعامل:

تعتبر هذه الطريقة من أوائل الطرق التي استخدمت في توفير الفطريات الممرضة لعملية المكافحة الميكروبية حيث يتم جمع الحشرات الحية من الحقول وإجراء عدوى لها بلقاح الفطر الممرض في المختبرات، ويتم اللجوء لهذه الطريقة في الحالات التي تكون فيها الحشرات صعبة التربية أو من غير الممكن تربيتها على بيئة غذائية صناعية.

الطريقة الثانية: عدوى العوائل:

تستخدم هذه الطريقة عند الرغبة في إنتاج الفطريات الممرضة على نطاق واسع بسبب إمكانية توفير العوائل الحشرية في الطور المطلوب وبأعداد كافية، وذلك من خلال عملية تربية ضخمة للعوائل الحشرية يعقبها عدوى لهذه العوائل في المعمل بالفطريات وتتميز العوائل الحشرية المستخدمة بهذه الطريقة بالخلو من الأمراض والتجانس الفسيولوجي. ويمكن الاكتفاء بعدوى النباتات التي تربي عليها العوائل الحشرية حيث يمكن الحصول على نفس النتيجة.

الطريقة الثالثة: جمع المصادر الفطرية :

استخدمت هذه الطريقة على نطاق واسع، وتتضمن جمع الحشرات الميتة ( أو المريضة) نتيجة التعرض لأوبئة طبيعية أو صناعية، وهي طريقة غير مكلفة وموفرة للوقت حيث يستغرق الحصول على الفطر الممرض عدة أيام فقط.

الطريقة الرابعة: إحداث وباء فطري :

تستخدم هذه الطريقة مع حشرات المن المعروفة باسم ماصات التفاح الأوروبية والتي تصاب بالمرض من جراء إصابتها بالفطر الممرض، وتنطوي هذه الطريقة على إحداث وباء بواسطة الفطر الممرض للتحكم في أعداد الآفات الحشرية، وفي هذه الطريقة يتم تثقيب أوراق نباتات التفاح الحاملة للحشرات المريضة من سطحها السفلى وذلك مع بدء ظهور المرض الفطري، أو يتم جمع حشرات المن الكاملة المريضة وتنتقل إلى الأماكن التي لم يظهر بها المرض، أو يتم عدوى شتلات التفاح موضع الزراعة بالمن المريض.

الإنتاج على البيئات الصناعية :

يمكن إنتاج الكثير من الفطريات الممرضة للآفات الحشرية واللازمة للاستخدام في برامج المكافحة على بيئات الزرع الصناعية، ويجب مراعاة احتواء البيئة الغذائية على الاحتياجات الغذائية الضرورية اللازمة لنمو واستكثار الفطريات إلى جانب توفير احتياجاته من التهوية وتوفير الأس الهيدروجيني الملائم على بيئات الزرع الصناعية ويتم استخدام الفطريات المنتجة على بيئات الزرع الصناعية على نطاق واسع في المعامل وفى الحقول التي تمارس فيها إجراءات المكافحة الميكروبية بالتعفير للمساحيق الجافة أو الرش الآلي للمعلقات المائية، ويتم الزرع على البيئات الصناعية بطريقتين :

(1) الزرع المغمور submerged culturing:

الزرع المغمور هو أحد أنواع التخمرات الميكروبية، وفيه ينمى الفطر مغمورا تحت سطح بيئة الزرع في أجهزة التخمير ، ويتم توفير التهوية والرج الميكانيكي وعوامل الإنتاج الأخرى اللازمة، وقد كان يعتقد أن الفطريات يصعب تنميتها في مزارع مغمورة تحت ظروف التهوية إلى أن استخدمت تقنية المزرعة المغمورة في إنتاج البنسلين من فطر البنيسليم أبان الحرب العالمية الثانية.

وينتج عن الزرع المغمور للكثير من الفطريات جراثيم بلاستية blastospores، وهي جراثيم يصعب حفظها وتفقد حيويتها بسهولة كما في فطر بوفاريا باسیانا B. bassiana.

(2) الزرع الصلب Solid state culturing:

يتم في الزرع الصلب رش لقاح سائل من الفطر المراد إنتاجه للاستخدام في المكافحة البيولوجية على بيئة نصف صلبة مثل بيئة نخالة القمح الرطبة مع إضافة أملاح معدنية، وبيئات الإنتاج المستخدمة في طرق الزرع الصلبة هي بمثابة صواني تحتوي على البيئة الغذائية ويمكن تخزين الخليط لفترة لا بأس بها في غرف ذات درجة حرارة ثابتة، ويعتبر الإنتاج بهذه الطريقة بمثابة محاكاة لما يحدث في الطبيعة.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

قسم التطوير يقدم دورة عن أخلاقيات المهنة ضمن برنامج تأهيل المنتسبين الجدد

ضمن برنامج (وفاءً للدماء).. المجمع العلمي يقيم محفلًا قرآنيًّا في محافظة المثنى

قسم الشؤون الفكرية يرفد المكتبة المركزية في ديالى بإصدارات معرفية

قسم التطوير يبحث مع ديوان الوقف الشيعي آفاق التعاون في مجال التدريب والتطوير المؤسسي

المزيد

الآخبار الصحية

المركز الاوروبي : كل ركاب سفينة "هانتا" مخالطون معرضون لخطر كبير

ألمانيا.. رئيس الأطباء يدعو للإسراع بتطبيق "ضريبة السكر"

بين الفائدة والضرر.. جدل حول تأثير الشاي والقهوة على العظام

أمراض خطيرة.. أبحاث تكشف مخاطر الجلوس لفترة طويلة

المزيد

الآخبار التكنلوجية

سبع حقائق غير متوقعة عن موجات الراديو

الأجسام الغريبة.. ماذا رأى رواد "أبولو 17" على القمر؟

حرارة المحيطات عند مستويات مقلقة.. وعودة "إل نينيو" تقترب

باحثون يحددون تأثير القهوة على الميكروبيوم والمزاج

المزيد

مواضيع ذات صلة

المبيدات الفطرية المستخدمة في مكافحة الحلم

المبيدات الفطرية المستخدمة في مكافحة الحشائش

المبيدات الفطرية المستخدمة في مكافحة البكتيريا الممرضة

المبيدات البكتيرية المستخدمة في مكافحة النيماتودا

المبيدات البكتيرية المستخدمة في مكافحة الفطريات الممرضة للنبات

المبيدات البكتيرية المستخدمة في مكافحة الحشائش

المبيدات البكتيرية المستخدمة في مكافحة البكتيريا الممرضة للنبات

المبيدات البكتيرية المستخدمة في مكافحة الآفات الحشرية

اللقاحات السمادية

الفطريات ومكافحة الآفات

الفطريات المستخدمة في المكافحة الحيوية للحشرات

الفيروسات ومكافحة الآفات