昆虫病原性真菌は、農業害虫の生物防除剤として重要性を増している。この研究では、害虫に対する商業利用のために、 Metarhizium robertsii および M. pinghaense の両方の南アフリカの分離株の十分な数の弾力性感染性プロパグルの大量生産が、農業穀物製品を使用して首尾よく行われた。
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この記事について
サマリー
要約
メタリジウム・アニソプリアエ種複合体の昆虫病原性真菌は、農業害虫の生物防除剤として重要性を増している。化学殺虫剤に対する害虫抵抗性の増加、殺虫剤の人間の健康への悪影響に関する懸念の高まり、および農薬による環境汚染は、作物保護と害虫駆除のための新しい持続可能な戦略を見出す世界的な推進力をもたらしました。これまで、ボーベリア・バッシアナのような昆虫病原性真菌(EPF)種を大量培養する試みが行われている。しかしながら、昆虫害虫に対する使用のためにメタリジウム・ロベルツィイおよびM. pinghaenseを大量培養する試みは限定的にしか行われていない。この研究は、M. robertsiiおよびM. pinghaenseの南アフリカの分離株の十分な数の弾力性感染性伝播剤を商業用途のために大量生産することを目的としていた。3つの農業穀物製品、フレークドオート麦、フレーク大麦、および米をEPF固体発酵基質として使用した。2つの接種方法、分生子懸濁液および胚芽胞子の液体真菌培養物を固体基質に接種するために使用した。分生子懸濁液を用いた接種は、ブラストスポア接種法を使用した場合と比較して固体基質上に増加したレベルの汚染が観察されたため、比較的効果が低いことが観察された。フレーク状のオート麦は、M. robertsiiとM. pinghaenseの両方にとって適切な成長基質ではないことが判明し、基質から乾燥分生子が採取されなかった。フレーク状の大麦は、M. pinghaenseのそれよりもM. robertsii conidiaの生産に有利であることが見出され、平均1.83g±1.47gの乾燥M. robertsii分生子および0グラムのM. pinghaense分生子が基質から収穫された。 米粒は、M. pinghaense分離株とM. robertsii分離株の両方の分生子大量生産に有利に働くことが見出され、基質から収穫された±平均8.2g±4.38gおよび6gである。
概要
昆虫病原性真菌(EPF)は、重要な農業害虫の生物学的防除における作物保護剤として重要性を増している1、2。土壌中に自然に発生する昆虫病原体は、様々な害虫種の集団に流行を引き起こす3。EPFの種は宿主特異的であり、非標的種を攻撃するという点で比較的リスクが少なく、環境に対して毒性がない4。EPF には、ホストに侵入するための独自のメカニズムと、その直接の環境での伝播と永続化のための独自のメカニズムがあります 1。彼らは主に宿主のキューティクルに付着して浸透する無性胞子を介して宿主を攻撃し、宿主のヘモコエルに侵入して増殖する。宿主は、最終的に血リンパ栄養素の枯渇のために、または真菌によって放出される毒性代謝産物によって引き起こされる毒素血症の結果として死亡する。死後、理想的な環境条件下で、真菌は宿主死体5,6の外表面(明白な真菌症)に出現する。
残留化学物質が人間の健康、環境汚染、および害虫抵抗性の開発に及ぼす悪影響に関する懸念の高まりは、化学ベースの殺虫剤の投入を減らし、作物保護と害虫駆除のための代替的で....
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プロトコル
1.真菌株の供給源
- 南アフリカの西ケープ州のリンゴ果樹園から採取したM. pinghaense 5 HEID(GenBankアクセッション番号:MT367414/MT895630)とM. robertsii 6EIKEN(MT378171/MT380849)の両方の南アフリカの単離真菌株を使用してください。
- 各EPF分離株の培養物を、1gの酵母エキス(SDAY)および10μLのストレプトマイシンを添加した60gのサブローデキストロース寒天培地上で増殖させる。
注:EPF培養物を暗所で±25°Cの制御された温度でインキュベートする。
2. メタリシウム・ピンヘーンセ および M.ロベルツィイ 分生子懸濁液接種
- 固体基質の調製
- 発酵バッグとして、2つのEPF分離株およびオートクレーブバッグ(305mm×660mm)の成長培地として、2つの農産物、すなわちフレークドオート麦およびフレークドオオムギを使用する。
- 小さなポリ塩化ビニル廃液パイプ(1000mm×50mm)を使用して、オートクレーブバッグの開放端に発酵バッグ用のネックを作成し、オートクレーブテープを使用してパイプをバッグに固定します。....
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結果
M. pinghaenseとM. robertsiiの両方について、イネ上の培養物の含量質量の減少は、真菌培養物の乾燥段階で経時的に観察され、培養物が乾燥した後、質量に変化は見られなかったか、またはほとんど観察されなかった(図5)。M. pinghaenseとM. robertsiiの両方の回収された乾燥真菌分生子粉末を図6に示す。
図5:10日間にわたるイネ(95%信頼区間)上の メタリシウム・ロベルツィイ および M. pinghaense 培養物.......
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ディスカッション
農業生態系における重要な農業害虫の生物学的防除のための微生物剤の統合の成功は、実験室条件下での第一歩としての昆虫病原体の成功と大量生産の容易さの両方に依存する。EPFの大量生産は、生物学的制御9、10、11、12、13を用いたIPMプログラムのためのEPF製品の大規模な適用と入手可能性にとって重要である。異なるEPF分離株の大量生産の成功は、生産基質または培地の栄養成分によって影響され、これは、それらの有効性、乾燥耐性、圃場の持続性、および分生子収量を含む、結果として生じる分生子の属性に大きく影響する8、19、20、
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開示事項
著者らは開示するものは何もありません。
謝辞
著者らは、このプロジェクトに資金を提供してくれたHort Pome、Hort Stone、およびTechnology and Human Resources for Industry Programme(THRIP:TP14062571871)に感謝したい。
オルシド:
レトディ・L・マトゥルウェ http://orcid.org/0000-0002-5118-3578
アントワネット・P・マラン・http://orcid.org/0000-0002-9257-0312
ノマコルワ・F・ストクウェ http://orcid.org/0000-0003-2869-5652
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0.05% Tween 20 | Lasec | 分生子懸濁液に添加して、真菌胞子を水と混合できるように | |
| 20mL McCartney ボトル | Lasec | 分生子懸濁液の製造に使用 | |
| アルミホイル | 250mLフラスコの脱脂綿プラグのカバーとして使用 | ||
| オートクレーブ | 分生子製造に使用される材料と成分の滅菌に使用プロセス | ||
| オートクレーブバッグ | Lasec | 発酵バッグまたは固体基板容器 | |
| オートクレーブテープ | Lasec | 発酵バッグのPVCパイプを固定するには | |
| 茶色のクラフト紙袋 | 農業用穀物の分生子培養物を乾燥させるために使用されます | ||
| Bunsen burnner | Labnet (Labnet International, Inc.) | 装置(外科用ブレード、接種ループ、フラスコの縁) | |
| クリアエッジテストふるい | 農業用穀物基質から菌類分生子を分離するために使用される | ||
| トウモロコシの急な酒 | SIGMA | 66071-94-1 | 胞子液体媒体の成分 |
| コットンウール | ラセック | 発酵バッグの首のプラグとして使用 | |
| ラン研究所ボトル | Neolab | SDA培地および蒸留水オートクレーブに使用 | |
| 電気テープ | 針葉樹の粉塵の脱出を防ぐためにふるいジョイントをテープで固定し、シールするために使用されます | ||
| ENDECOTTS試験ふるい | 農業用穀物基質から真菌性分生子を分離するために使用されます | ||
| 三角フラスコ、ナローネック、250mLフラスコ | ラセック | キャリア | |
| エタノール(99%) | Lasec | 外科用ブレードと接種ループの滅菌に使用 | |
| フレーク状大麦 | 健康接続 ホールフーズ | 農業用穀物 M. pinghaenseおよびM. robertsii | |
| フレーク状オーツ麦 | タイガーブランド | M. pinghaenseおよび. robertsグルコースの両方の分生子のための固体基質成長媒体として使用される農業穀物 | |
| 胚胞子液体培地 | |||
| 接種ループ | Lasec | のための液体媒体を無菌化するために胞子を収穫するため | |
| キッチン麺棒 | 固体穀物基質床を操作するために使用されます | ||
| 層流キャビネット | ESCO 層流キャビネット | 基質接種中に無菌環境として提供 | |
| Metarhizium pinghaense conidia | ステレンボッシュ大学 | 5HEID | 分生子の大量培養に用いた培養物 Metarhizium pinghaense< |
| ><>分生子 分生子 | ステレンボッシュ大学 | 6EIKEN | 生子の大量培養に用いた培養物 Metarhizium robertsii |
| Microscope | ZEIZZ (Scope.A1) | 分生子濃度と分生子生存率の測定に使用 | |
| オービタルシェーカー | IncoShake-LABOTEC | 胚胞子製造プロセスに使用 | |
| パーボイルド米 | Spekko | 農業用穀物 M. pinghaense M. robertsii | |
| ペニシリン-ストレプトマイシン | SIGMA | 細菌汚染を防ぐためにSDA培地 | |
| ペトリ皿 | SDA培地用ラ | セック | |
| ピペットとピペットチップ | ラブネット(BioPette PLUS) | 液体成分の測定に使用 | |
| ポリ塩化ビニルマーリー 廃棄物パイプ | 発酵バッグのネックを作成するために使用 | ||
| リン酸二塩基性カリウム(K2HPO4) | SIGMA-ALDRICH | 胚胞子液培地の成分 | |
| ゴムバンド | 発酵バッグに外科用紙を固定するために使用されます PVCパイプネック | ||
| Sabaroud dextrose 寒天培地 (SDA) | NEOGEN 培養培地 | Metarhizium pinghaense と Metarhizium robertsii滅菌蒸留水の両方の胞子を培養するために使用される培地 | |
| 農業用穀物を水和させるため、針生子懸濁液を作るために | |||
| 粘着パッド | 振動シェーカーのセイブを固定するために使用されます | ||
| 外科用ブレード | ラセック | 真菌培養物から胞子をこすり落とすために使用されます | |
| サージカルペーパー | ラセック | 発酵バッグのPVCネックと脱脂綿プラグを覆うために使用されます | |
| 振動シェーカー | 農業用穀物基材の分生子を振り落とすために使用 | ||
| ボルテックスミキサー | Labnet(Labnet International, Inc.) | マックカートニーボトルの分生子懸濁液を混合するために使用されます | |
| 酵母エキス | Biolab | は、胞子の発芽と成長を改善するためにSDA培地に追加 | |
| ジッパーロックバッグ | GLAD | 収穫した真菌分生子を保存するために使用されます |
参考文献
- 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.
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