פטריות אנטומופתוגניות צברו חשיבות כחומרי ההדברה הביולוגית של מזיקים חרקים חקלאיים. במחקר זה, הייצור ההמוני של מספר מספיק של התפשטות זיהומית גמישה של מבודדים דרום אפריקאים הן של Metarhizium robertsii והן של M. pinghaense ליישום מסחרי נגד מזיקים חרקים נערך בהצלחה באמצעות מוצרי תבואה חקלאיים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
ייצור המוני של פטריות אנטומופתוגניות, Metarhizium robertsii ו - Metarhizium pinghaense, ליישום מסחרי נגד חרקים מזיקים
במאמר זה
סיכום
תקציר
פטריות אנטומופתוגניות של קומפלקס המינים Metarhizium anisopliae צברו חשיבות כסוכני ההדברה הביולוגית של מזיקים חרקים חקלאיים. העלייה בעמידות המזיקים לקוטלי חרקים כימיים, החששות הגוברים לגבי ההשפעות השליליות של קוטלי חרקים על בריאות האדם והזיהום הסביבתי מחומרי הדברה הובילו לדחף עולמי למצוא אסטרטגיות קיימות חדשניות להגנת הצומח ולהדברת מזיקים. בעבר נערכו ניסיונות לתרבות המונית כגון מיני פטריות אנטומופתוגניות (EPF) כמו Beauveria bassiana . עם זאת, רק ניסיונות מוגבלים נעשו לתרבות ההמונים Metarhizium robertsii ו - M. pinghaense לשימוש נגד מזיקים חרקים. מחקר זה נועד לייצר באופן המוני מספר מספיק של התפשטות זיהומית גמישה של מבודדים דרום אפריקאים של M. robertsii ו- M. pinghaense ליישום מסחרי. שלושה מוצרי תבואה חקלאיים, שיבולת שועל מתקלפת, שעורה מתקלפת ואורז, שימשו כמצעי התסיסה המוצקים של EPF. שתי שיטות חיסון, תרחיפים חרוטיים ותרבות הפטריות הנוזלית של בלסטוספורים שימשו לחיסון המצעים המוצקים. חיסון באמצעות תרחיפים חרוטיים נצפה כפחות יעיל יחסית, שכן רמות מוגברות של זיהום נצפו על המצעים המוצקים ביחס לשימוש בשיטת החיסון של בלסטוספורה. שיבולת שועל מתקלפת נמצאה לא כמצע גידול מתאים הן ל-M. robertsii והן ל-M. pinghaense, מכיוון שלא נקטפו קונידיה יבשה מהמצע. נמצא כי שעורה מתקלפת מעדיפה את הייצור של M. robertsii conidia על פני זו של M. pinghaense, וממוצע של 1.83 גרם ± 1.47 גרם של M. robertsii conidia יבש ואפס גרם של M. pinghaense conidia נקטף מהמצע. גרגרי אורז נמצאו כמעדיפים את הייצור ההמוני החרוטי של מבודדי M. pinghaense ו-M. robertsii , עם ממוצע של 8.2 גרם ± 4.38 גרם ו-6 גרם ± 2 גרם שנקטפו מהמצע, בהתאמה.
מבוא
פטריות אנטומופתוגניות (EPF) צברו חשיבות כחומרים להגנת הצומח בהדברה ביולוגית של מזיקים חקלאיים חשובים 1,2. האנטומופתוגנים, המתרחשים באופן טבעי בקרקע, גורמים לאפיזוטיקה באוכלוסיות של מיני מזיקים שונים3. המינים של EPF הם ספציפיים לפונדקאי ומהווים סיכונים מעטים יחסית במונחים של תקיפת מינים שאינם ממוקדים, והם אינם רעילים לסביבה4. ל-EPF יש מנגנון ייחודי לפלישה למארח שלהם, כמו גם להפצה והתמדה בסביבתם הקרובה1. הם תוקפים את הפונדקאי בעיקר דרך נבגים א-מיניים שמתחברים לציפורן המארח וחודרים אליו כדי לפלוש ולהתרבות בהמוקול המארח. הפונדקאי מת בסופו של ד....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1. מקור הזנים הפטרייתיים
- השתמש בזנים פטרייתיים מבודדים בדרום אפריקה של M. pinghaense 5 HEID (מספר הצטרפות GenBank: MT367414/MT895630) ו - M. robertsii 6EIKEN (MT378171/MT380849), שנאספו ממטעי תפוחים במחוז הכף המערבי, דרום אפריקה.
- גידול תרביות של כל EPF מבודדות על 60 גרם של מדיום אגר דקסטרוז של Sabouraud dextrose, בתוספת 1 גרם תמצית שמרים (SDAY) ו-10 μL של סטרפטומיצין.
הערה: דגירה של תרביות EPF בטמפרטורה מבוקרת של ± 25 מעלות צלזיוס בחושך.
2. Metarhizium pinghaense ו - M. robertsii חיסון השעיה קונידיאלית
- הכנת המצעים ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
ירידה במסת התוכן של התרבויות על אורז הן עבור M. pinghaense והן עבור M. robertsii נצפתה עם הזמן במהלך שלב הייבוש של תרבויות הפטריות, כאשר לא נצפה שינוי, או מעט, במסה לאחר שהתרביות התייבשו (איור 5). אבקת הקונידיה הפטרייתית היבשה שנקטפה הן של M. pinghaense והן של M. robertsii מוצגת באיור 6.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
האינטגרציה המוצלחת של חומרים מיקרוביאליים להדברה ביולוגית של מזיקים חקלאיים חשובים באגרואקוסיסם תלויה הן בהצלחה והן בקלות הייצור ההמוני של האנטומופתוגנים כצעד ראשון בתנאי מעבדה. הייצור ההמוני של EPF חשוב ליישום בקנה מידה גדול ולזמינות של מוצרי EPF עבור תוכניות IPM באמצעות הדברה ביולוגית 9,10,11,12,13. ההצלחה של ייצור המוני של מבודדי EPF שונים מושפעת מהמרכיבים .......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
למחברים אין מה לחשוף.
תודות
המחברים רוצים להודות להורט פום, הורט סטון ותוכנית הטכנולוגיה ומשאבי האנוש לתעשייה (THRIP: TP14062571871) על מימון הפרויקט.
ORCID:
לטודי ל. מת'ולווה http://orcid.org/0000-0002-5118-3578
אנטואנט פ. מאלן http://orcid.org/0000-0002-9257-0312
Nomakholwa F. Stokwe http://orcid.org/0000-0003-2869-5652
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 0.05% טווין 20 | Lasec | נוסף לתרחיפים קונידיאליים כדי לאפשר לנבגי פטריות להתערבב עם מים | |
| 20 מ"ל בקבוקי מקרטני | Lasec | משמש לייצור מתלים קונידיאליים | |
| רדיד | משמש ככיסוי של פקקי צמר הגפן על בקבוק 250 מ"ל | ||
| חיטוי | משמש לעיקור חומרים ומרכיבים המשמשים לייצור קונידיה תהליך | ||
| שקיות חיטוי | שקיות תסיסה | ||
| סרט חיטוי | Lasec | לאבטחת צינורות PVC על שקיות התסיסה | |
| נייר קראפט חומות | המשמשות לייבוש תרביות קונידיה על דגנים חקלאיים | ||
| Bunsen burnner | Labnet (Labnet International, Inc.) | משמש להבערת ציוד (להבים כירורגיים, חיסון לולאות ושוליים של צלוחות) | |
| מסננת | משמשת להפרדת קונידיה פטרייתית ממצעי תבואה חקלאיים | ||
| משקה חריף תירס תלול | SIGMA | 66071-94-1 | מרכיב של המדיום הנוזלי blastospore |
| צמר גפן | Lasec | משמש כפקק הצוואר לשקיות תסיסה | |
| מעבדת דוראן בקבוקים | Neolab | משמש לחיטוי מדיום SDA ומים מזוקקים | |
| סרט | משמש להדבקה ואיטום של מפרקי המסננת למניעת בריחה של אבק קונידיאלי | ||
| מסננת | משמשת להפרדת קונידיה פטרייתית ממצעי תבואה חקלאיים | ||
| צלוחיות ארלנמאייר, צוואר צר, בקבוק 250 מ"ל | Lasec | מנשא של המדיום הנוזלי blastospore | |
| אתנול (99%) | Lasec | משמש לעיקור להבים כירורגיים ולולאות חיסון | |
| פתיתי שעורה | Connection Wholefoods | דגנים חקלאיים המשמשים כמצע גידול מוצק לקונידיות של מותגי M. pinghaense ו-M. robertsii | |
| פתיתי שיבולת שועל | טייגר | תבואה חקלאית המשמשת כמצע גידול מוצק לקונידיות של M. pinghaense ו-M. robertsiiGlucose | |
| Merck | מרכיב של מדיום הנוזל blastospore | ||
| תא גידול / אינקובטורים | לגידול תרבית קונידיה פטרייתית | ||
| Haemocytometer | משמש לקביעת ריכוזי קונידיאליים | ||
| לולאות חיסון | Lasec | לקצירת נבגים לחיסון מדיום נוזלי לגידול בלסטונפורים | |
| מערוך | משמש למניפולציה של מיטת מצע התבואה המוצקה | ||
| ארון זרימה למינרית | ESCO ארון | לספק כסביבה סטרילית במהלך חיסון המצע | |
| Metarhizium pinghaense conidia | Stellenbosch אוניברסיטה | 5HEID | תרבויות המשמשות לתרבית המונית קונידיה של Metarhizium pinghaense |
| Metarhizium robertsii conidia | אוניברסיטת סטלנבוש | 6EIKEN | תרבויות המשמשות לתרבית המונית קונידיה של Metarhizium robertsii |
| Microscope | ZEIZZ (היקף. A1) | משמש לקביעת ריכוזים קונידיאליים וכדאיות קונידיאלית | |
| שייקר אורביטלי | IncoShake- LABOTEC | משמש לתהליך ייצור הבלסטספור | |
| אורז מבושל | Spekko | גרגר חקלאי המשמש כמצע גידול מוצק לקונידיות של M. pinghaense ו-M. robertsii | |
| Penicillin-Streptomycin | SIGMA | נוסף למדיום ה-SDA למניעת זיהום חיידקי | |
| צלחות פטרי | Lasec | למדיום SDA | |
| פיפטות וקצות פיפטות | Labnet (BioPette PLUS) | משמש למדידת מרכיבי נוזלים | |
| צינור | משמש ליצירת צוואר לשקית התסיסה | ||
| אשלגן פוספט דו-בסיסי (K2HPO4) | SIGMA-ALDRICH | מרכיב של המדיום הנוזלי blastospore | |
| רצועת | המשמשת לאבטחת הנייר הכירורגי מעל צווארי צינור ה-PVC | ||
| Sabaroud dextrose agar (SDA) | NEOGEN Culture Media | Medium המשמש לתרבית נבגים של Metarhizium pinghaense ו-Metarhizium robertsii | |
| מים מזוקקים סטריליים | כדי להרטיב דגנים חקלאיים, ליצור תרחיפים קונידיאליים | ||
| כרית | משמשת לאבטחת התפסים על שייקר הרטט | ||
| להב כירורגי | Lasec | משמש לגירוד נבגים מתרביות פטרייתיות | |
| נייר כירורגי | Lasec | משמש לכיסוי צווארי ה-PVC ופקקי צמר הגפן של שייקר | |
| הרטט של שקית התסיסהמשמש לניעור קונידיה ממצעי התבואה החקלאית | |||
| מערבל מערבולת | Labnet (Labnet International, Inc.) | משמש לערבוב תרחיפים קונידיאליים בבקבוקי מק קרטני | |
| תמצית שמרים | Biolab | נוסף למדיום SDA לשיפור נביטת הנבגים וצמיחת | |
| שקיות נעילת רוכסן | GLAD | משמש לאחסון קונידיות פטרייתיות שנקטפו |
מקורות
- Shah, P. A., Pell, J. K. Entomopathogenic fungi as biological control agents. Applied Microbiology and Biotechnology. 61 (5), 413-423 (2003).
- Mathulwe, L. L., Malan, A. P., Stokwe, N. F.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
