فرمت فایل: word
تعداد صفحه:126
دانشگاه تهران پردیس ابوریحان
پایان نامه کارشناسی گیاهپزشکی
موضوع:
مبارزه ی بیولوژیک با نماتد Meloidogyne توسط باکتری Pasteuria penetrans
فهرست مطالب
مقدمه ۱
نماتدها ۳
نماتدهای انگل گیاهی ۸
فرآیند بیماری زایی نماتدها ۱۳
راههای مبارزه با نماتد مولد غده ریشه ۱۹
مبارزه بیولوژیک با نماتدها ۲۸
باکتری Pasteuria penetrans ۳۵
صفات مبارزه ی بیولوژیک ۴۴
سیستماتیک Pasteuria penetrans ۵۴
اکولوژی Pasteuria penetrans ۵۸
دشمنان طبیعی اندسپورها ۶۰
بیولوژی Pasteuria penetrans ۶۲
مرحله اتصال ۶۳
نفوذ ۶۶
سیکل زندگی در بدن نماتد ۶۷
اسپورزایی ۷۰
عوامل موثر برچسبیدن باکتری Pasteuria penetrans به نماتد Meloidogyne spp ۷۲
اثر تراکم اندوسپورهای P. penetrans در خاک روی چسبیدن ۷۶
اثر بافت خاک روی چسبیدن اندواسپورها ۷۹
تأثیر رطوبت خاک روی چسبیدن اندوسپورها ۸۲
اثر دمای خاک روی چسبیدن اندواسپورها ۸۵
اثر سن نماتد روی چسبیدن اندواسپور ۸۷
اثر PH روی چسبیدن اندوسپورها ۹۰
تفاوت عملکرد ایزوله های مختلف Pasteuria penetrans ۹۱
تأثیر دمای ثابت و متغیر در گسترش Pasteuria penetrans در بدن نماتد Meloidogyne spp ۹۶
کشت Pasteuria penetrans ۱۰۱
کشت in-vitro ۱۰۳
کشت in-vivo ۱۰۶
تهیه ی پودر ریشه ی پاستوریا ۱۰۸
پودر دتابل پاستوریا (P.W.P) ۱۱۱
مقایسه ی اثر کنترل بیولوژیک اندوسپورهای in-vivo و in-vito ۱۱۵
علل عدم استفاده ی وسیع از Pasteuria penetrans به عنوان یک عامل کنترل بیولوژیک ۱۱۹
منابع ۱۲۱
فهرست منابع:
۱- اصول و مبانی نماتدشناسی گیاهی- دکتر مهدی عنصر اصفهانی- مهندس علیرضا احمدی
۲- Review of pasteuria penetrans. (Journal of nematology 1998)
3- Pasteuria species for Nematode control: Current Developments and future prospects- Kelly S. smith, Thomas E. Hewlett, and James H. white, Entomos, Inc., Gainesville, FL.
4- Studies on a pusteuria isolate from an entomopathonematode, Steinernema pakistanense.
5- ultrastruture, Morphology, and sporogenesis of pasteuria penetrans- 2.x.Chen, D.W.Dickson, L.G.Freitas and J.F preston-1996.
6- Influence of Soil Conditions, Spor densities and nematode age on pasteuria penetrans attachment to Meloidgyne incognita- M.Talavera and T.Mizukubo-2003
7- Development of pasteuria penetrans in Meloilegyne javanica famales as affected by Constantly high vs fluctuating temperature in an in-vivo system-DARBAN D.A, GOWEN S.R.. PEMBROKE B., MAHARA. N.2005.
8- Comparision of the efficacy of pasteuria penetrans endospores produced invivo and invitro for the Control of Meloidogyne arenaria- T.E.Hewlett, K.S.Smith, S.T.Griswold and W.T.Crow.
9- Production of the nematode biological Control agent pasteuria spp. The hard way-Thomas Hewlett, Susan Griswold and Kelly smith.
10- Biological Control of plant parasitic nematodes and development of bio-nematicides-wang Zhiwei, weng Zhonghe
11- Infection of Meloidogyne javanica with pasteuria penetrans- Amer Zareen, M. Javed Zaki, S.Shahid shaukat and S.R. Gowen. 2002.
مقدمه :
امروزه استفاده از مبارزه بیولوژیک در راستای جلوگیری از خسارت آفات و بیماریها به طور گسترده در حال بررسی است و محققین سعی در گسترش روشهای مورد استفاده در مبارزه بیولوژیک دارند.
در این میان نماتدها جزء گروههایی هستند که می توانند خسارت قابل توجهی به گیاهان وارد کنند که خسارتی که نماتدهای پارازیت گیاهی وارد می کنند به دو صورت است. از طرفی آنها موجب ضعیف شدن گیاه میزبان می شوند و شرایط را برای حمله سایر پارازیتها نظیر قارچها، باکتری ها، … مساعد می کنند و از طرفی نماتدها که اکثراً به ریشه گیاه حمله می کنند موجب کاهش رشد زایشی گیاه می شوند.
تاکنون در جهان برای مبارزه با نماتدها بیشتر از نماتد کشهای شیمیایی استفاده می شد ولی اخیراً بدلیل آلودگی های زیست محیطی ناشی از استفاده از نماتدکشها ، در بسیاری از کشورها، استفاده از آنها ممنوع شده است و سعی می شود که با استفاده از روشهای دیگر با نماتدها مبارزه کرد. این در حالی است که زارعین استفاده از نماتد کشهای شیمیایی را ترجیح می دهند،زیرا هم به قدرت تأثیر آن اعتقاد دارند و از طرفی هزینه استفاده از نماتدکشهای شیمیایی با هزینه روشهای بیولوژیک برابری می کند.
از جمله روشهای بیولوژیک موثر در کنترل نماتدها، خصوصاً نماتد مولد غده ریشه Melodogyne sp ، استفاده از باکتری
Pasteuria penetrans می باشد که تحقیقات گسترده ای برای عملی کردن استفاده از این باکتری در حال بررسی است، زیرا قدرت بسیار خوبی را در کنترل نماتد نشان میدهد و این باکتری سیستم تولید مثلی نماتد را هدف قرار داده و از ایجاد تخم جلوگیری می کند، لذا دارای پتانسیل بسیار بالایی در کنترل نماتد مولد غده ریشه است.
البته باکتری Pasteuria penetrans یک پارازیت اجباری است و همین امر موجب اعمال محدودیتهای در رابطه با استفاده وسیع از این باکتری شده است، زیرا پاراززیت اجباری بودن، کشف آزمایشگاهی (in vitro) این باکتری را محدود کرده است و دانشمندان سعی در ایجاد محیط کشف مناسب برای تولید آزمایشگاهی این باکتری هستند و در صورت تحقق چنین موضوعی می توان خسارت ناشی از نماتد مولد غده ریشه را تا حد زیادی کاهش داد.
نماتودها
در ابتدای بحث لازم است راجع به نماتدها و نحوه خسارت آنها توضیحی داشته باشیم .
تاریخچه
علم نماتود شناسی، جدیدترین شاخه ی علوم بوده و احتمالاً آخرین رشته ای می باشد که در نیمه ی قرن اخیر از علم مادری جانور شناسی جدا و استقلال خود را برقرار ساخته است. نماتودها، با بیش از ۱۵۰۰۰ گونه، متنوع ترین جانوران پر سلولی در کره ی زمین بوده و دو سوم از کل جمعیت جانوران را به خود اختصاص داده اند. نماتودها شامل گروههای متفاوتی از آزادزی در دریاها، اقیانوس ها، آب های روان تا انگل جانوران و گیاهان بوده و با قدمت بیش از ۳۰۰۰ سال در گروه جانوران، تا همین اواخر چندان مورد توجه جانوران شناسان قرار نداشتند.
قدیمی ترین گزارش از وجود نماتودها در تمدن قدیم مدیترانه ای یافت شده که در مقاله ای تحت عنوان ابرزپیروس (Ebers papyrus) مربوط به ۱۵۵۰-۱۵۵۳ سال قبل از مسیح بوده و در آن در ارتباط با کرم آسکاریس Ascaris و نیزDracunchus medinensis از انگل انسانی اشاره شده است.
قدیمی ترین مرجع در ارتباط با نماتودها در نوشته ای تحت عنوان «طب بین المللی امپراتور زرد باستان» ۲۷۰۰ سال قبل از مسیح بوده که در تحقیق خود تحت عنوان «سه عامل و یک اثر بیماری» گزارش نموده است که انسان ها از طریق خوردن میوه، سبزیجات و احشاء جانوران به کرم های انگل مبتلا می شوند. این مطلب مورد قبول جهان غرب قرار نگرفت، تا این که لویس پالچر آزمایش را در سال ۱۸۴۶ انجام داد که به رد فرضیه ی خلق الساعه با پیدایش خود به خود منجر شد.
میکروسکوپ، اصلی ترین عامل در توسعه و پیشرفت علم نماتود شناسی بوده است و گونه ی Tubatrix aceti اولین نماتودی بود که در سال ۱۶۵۶ توسط بوره لوس (Borelluss) در زیر میکروسکوپ مشاهده گردید، ولی اولین گزارش در ارتباط با نماتودهای انگل گیاهی توسط ندهام (Needham) در سال ۱۷۴۳ ارایه شد. او مشاهده نمود که فیبرهای مورد تشریح گال گندم زندگی دوباره یافتند. ولی، متوجه ی کشف مهم خود نگردید. این پایان فریضه ی پیدایش خود به خود و شروع نماتود شناسی به عنوان یک علم بود.
مطالعه بر روی نماتودهای انگل ریشه های گیاهی، اولین بار توسط بر کلی (Berkcley) در سال ۱۹۵۵ انجام گردید، کسی که علایم گال ریشه را در اثر نماتودهای مولد غده ی ریشه روی گیاه خیار در گلخانه ای در انگلیس توصیف کرد. پس از کشف نماتودهای گال ریشه، شاکت (Schacht) نماتودهای مولد سیست را روی ریشه های چغندر قند در حال زوال مشاهده نمود. دراواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم، نماتود شناسی پیشرفت سریع خود را در لوله ای، تشریح گونه ها، بررسی های زیست شناسی و مبارزه تجربه کرد.
مشتقات از لغت یونانی نما (nema) از جمله نماتود شناسی، نماتود شناسان و نماتود کش ها توسط کاب (Cobb) پیشنهاد گردیده که به طور گسترده ای توسط متخصصین این رشته مورد قبول واقع شد.
انتشار جهانی نماتودهای انگل گیاهی حایز از اهمیت از نظر اقتصادی، نشان می دهد که آنها یک فاکتور مهم در اقتصاد تمدن قدیم بوده اند. احتمالاً ، خسارات فراوانی را به محصولاتی وارد ساخته که موجب قحطی یا مهاجرت انسان ها می شده است.
بیماریهایی که توسط نماتودها در محصولات ایجاد می گردند، به طور یقین از مدت ها پیش شناخته شده می باشند، ولی ارتباط بین گیاه و انگل ناشناخته بوده که به علت عدم حظور علایم آشکار بوده است. زوال گیاه در اثر آلودگی به نماتودهای خاص، تا همین اواخر به سایر فاکتورها از جمله عدم حاصلخیزی خاک، شرایط آب و هوایی یا سایر پدیده ها نسبت داده می شد. خسارات فاقد توجیه در محصولات و زوال باغات مسن، به ترشح مواد سمی توسط ریشه ی درختان نسبت داده شده است.
در طول عمر طویل باغات، نماتودهای انگل گیاهی مشخص قادر به گسترش جمعیت خود هستند. در برخی از مزارع متروکه و مورد کشت فعلی تنباکو در ویرجینیا، ممکن است رشد بیش از حد گیاهچه و درختان جنگلی موجب تجدید ساختار در جمعیت نماتودهای مولد غده ی ریشه، نماتودهای مولد زخم و سایر نماتودهای شناخته شده باشد. به ظاهر، آنها با خسارات محصولات همراه بوده و شاید به اندازه ی فرسایش و تهی شدن خاک، مالکان را مجبور به ترک مزرعه برای چند دهه ی قبل نموده باشند(Thorne, 1961).
بیشترین مشکل نماتودها در جایی ایجاد می شود که میزبان مناسب آنها به طور متناوب برای چندین سال متوالی در یک مزرعه کشت گردد.
بذور آلوده، مناسب ترین ناقل در انتشار نماتودها از کشوری به کشور دیگر است و ممکن است گونه های مختلف از این طریق انتشار یابند تا اینجا که در همه جا فراگیر شوند.
نماتود ها به عنوان انگل گیاهی :
نماتودهای انگل گیاهی در کلیه ی نقاط کشاورزی جهان یافت شد و هر محصولی مورد حمله و خسارت آن ها قرار می گیرد. نماتودها اثرات نامطلوبی در گیاه ایجاد نموده که بسته به نحوه ی تغذیه ی آن ها دارد. اکثر آن ها ریشه ی گیاه را مورد حمله قرار داده و هم زمان نماتودهای متفاوتی یک گیاه را مورد حمله ی خود قرار می دهند. ممکن است، اثر سایر بیمار گرها شامل قارچ و باکتری ها را با مستعد کردن میزبان نسبت به حمله ی آن ها افزایش دهند.
برخی از نماتودها، ناقل ویروس ها بوده که در مواردی بیمار گر اصلی، ویروس است. شواهد کافی وجود دارد در این که ترکیب چند فاکتوردر ایجاد خسارت محصول کفایت می نماید و در بیان ان که خسارت وارده صرفاً در اثر نماتودها می باشد، کاری بس مشکل است.
اثر آلودگی نماتودها یک کاهش عمودی را در رشد و نمو گیاهان ایجاد می نماید. لکه های موضعی کم رشد در یک محصول به نظر سالم، اغلب اولین شواهد آلودگی در اثر نماتودها است.
سایر اثرات تغذیه ی نماتودها روی گیاهان، توسعه ی شعبات زیاد در ریشه، توقف در طویل شدن و کاهش رشد ریشه ها شده می باشد. خسارت ناشی از نماتودهای تغذیه کننده ی قسمت های هوایی گیاه پیچیدگی برگ ها و کم رشدی ساقه نیز از علایم آلودگی نماتودها است. کم رشدی گیاه ممکن است در اثر کاهش نقل و انتقال، جذب مواد غذایی و تولیدات غیر طبیعی متابولیست سمی و غیره می باشد.
تعیین میزان خسارت دقیق، کاری بس دشوار است، چون عوامل متعددی در آلودگی گیاه دخیل هستند.
هر چند که مشکل نماتودها یک مسئله ی جهانی است، ولی بیشترین کاهش محصول در مناطق گرمسیری رخ می دهد. دمای بالا و طولانی بودن فصل زراعی موجب تعداد نسل بیشتر نماتود و هم چنین افزایش جمعیت آن ها می گردد.
گونه های نماتودهای مولد غده ی ریشه Meloidogyne spp. نمونه ی بارز نماتودهای انگل گیاهی در اغلب محصولات به ویژه سبزیجات هستند. چهار گونه ی M.incognita, M.javanica, M.arernaria , M.hapla انتشارات جهانی داشته و ظاهراً به طیف وسیع آب و هوایی سازگاری دارند.
به عنوان مثال در زراعت گوجه فرنگی، وقتی که آلودگی گونه ی M.incognita رخ دهد، ۵۰ درصد از محصول کاهش می یابد (Lamberti, 1979). در مناطق گرمسیری نماتودهای مولد غده ی ریشه موجب ۲۴ در صد خسارت در زراعت سیب زمینی شده است(Sasser, 1979).
ساختار خاک، ممکن است یک گونه نسبت به گونه ی دیگر باشد.
گزارشات و مشاهدات زیادی وجود دارد در این که شدت بیماری در اثر نماتودهای مولد غده ی ریشه در خاکهای شنی شدت بیشتری دارد. در صد پوره های گونه ی M.incognita که قادر به نفوذ و حرکت در ریشه های گیاه هستند، نسبت به ازدیاد میزان رس و سیلت کاهش می یابد. میزان آب، گاز کربنیک و اکسیژن خاک، رفتار نماتودها را تحت تأثیر قرار می دهندو مشاهده گردیده است که یک رابطه ی خطی بین انتشار اکسیژن و فعالیت نماتودها در خاک وجود دارد. تهویه با غلظت بیش از ده در صد گاز کربنیک در ایجاد آلودگی، حرکت و تفریخ گونه M.hapla در خاک های آلی، رابطه ای معکوس داشته است. در شرایط خشک، لایه ی ژلاتینی کیسه ی تخم گونه ی M.incognita، ظاهراً رطوبت زیادی را جذب نموده تا به عنوان سدی از کاهش رطوبت تخم ها جلوگیری به عمل آورد. پوره ها، قادرند به مدت یک ماه در خاک های مربوط دوام آورند، بدون اینکه چندان تغییری در سن فیزیولوژی آن ها ایجاد شود که با تعیین میزان ذخیره ی غذایی آن ها مشخص می گردد. پوره های نماتودهای مولد غده ی ریشه در تجمع ذرات مربوط با شرایط تقریباً غیر هوازی قرار دارند که نشان دهنده ی آن است که نماتودها می توانند وارد مرحله ی دشوار بی آبی شده و در شرایط خشکی خاک، مدت ها دوام آورند (Van Gundly. 1985) در مجموع، دارای یک شرایط بسیار پیچیده از نظر اکولوژیکی است. مقاومت یک عامل بسیار مهم و مؤثر در کنترل اقاصادی نماتودهای مولد غده ی ریشه می باشد اخیراً نیز گونه ی M.chitwoodi از مزارع سیب زمینی در کلیمبیا گزارش گردیده است (Szalanski et al., 2001).
پایان نامه کارشناسی مبارزه ی بیولوژیک با نماتد Meloidogyne توسط باکتری Pasteuria penetrans
