METARHIZIUM ANISOPLIAE: KARAKTERISTIKE, TAKSONOMIJA, MORFOLOGIJA - BIOLOGIJA - 2026

Metarhizium anisopliae je mitosporna ili anamorfna gljiva aseksualne reprodukcije, koja se široko koristi kao entomopatogen za biološku kontrolu. Ima sposobnost parazitiranja i uklanjanja širokog spektra insekata štetočina različitih biljaka od poljoprivrednog značaja.

Ova gljiva ima posebna adaptivna svojstva kako bi preživjela na saprofitski način na organskoj tvari i kao parazit na insektima. Većina insekata štetnih kultura usjeva osjetljivi su na napad ove entomopatogene gljivice.

Zelena muscardina uzrokovana Metarhizium anisopliae. Izvor: Chengshu Wang i Yuxian Xia, putem Wikimedia Commonsa

Kao saprofitni životni organizam prilagođen je različitim sredinama u kojima razvija micelij, konidiofore i konidije. Ova sposobnost olakšava njegovu reprodukciju na laboratorijskoj razini pomoću jednostavnih tehnika razmnožavanja koje se koriste kao biokontroler.

Zaista, ova entomopatogena gljiva prirodni je neprijatelj velikog broja vrsta insekata u raznim agroekosustavima. Domaćini su u potpunosti prekriveni zelenim micelijem, a odnosi se na bolest zvanu zelena muscardina.

Životni ciklus entomopatogena Metarhizium anisopliae provodi se u dvije faze, staničnoj infektivnoj fazi i drugoj saprofitnoj fazi. Zarazavac unutar parazitiranog insekta i u saprofitom koristi prednosti hranjivih tvari leša da se množe.

Za razliku od patogena poput virusa i bakterija koje patogen mora progutati da bi djelovao, gljiva Metarhizium djeluje na dodir. U ovom slučaju, spore mogu klijati i ući u unutrašnjost, inficirajući kutikularnu membranu domaćina.

karakteristike

Metarhizium anisopliae je patogena gljiva širokog spektra, smještena u tlu i ostacima insekata koji parazitiraju. S obzirom na svoj potencijal ekološke alternative, ona je idealna zamjena za agrokemijske tvari koje se koriste u integralnom upravljanju štetočinama od gospodarskog značaja.

Infekcija M. anisopliae započinje pričvršćivanjem konidija gljivice na kutikule insekta domaćina. Kasnije, kroz enzimatsku aktivnost obje strukture i mehaničko djelovanje, dolazi do klijanja i prodiranja.

Enzimi koji su uključeni u prepoznavanje, adheziju i patogenezu kutikule domaćina nalaze se u stanici gljivične stijenke. Ti proteini uključuju fosfolipaze, proteaze, dismutaze i adhezije, koji također djeluju u procesima adhezije, osmoze i morfogeneze gljivice.

Općenito, ove gljivice djeluju sporo, kada su okolišni uvjeti nepovoljni. Prosječne temperature između 24 i 28 ºC i visoka relativna vlaga idealne su za učinkovit razvoj i entomopatogeno djelovanje.

Bolest zelene muscardine uzrokovana bakterijom M. anisopliae karakterizira zelena boja spore koloniziranog domaćina. Nakon što kukac napadne, micelij prekriva površinu, gdje se strukture plodno razvijaju i sporuli, prekrivajući površinu domaćina.

U vezi s tim, infekcija traje oko tjedan dana kako bi se insekt mogao prestati hraniti i umrijeti. Među raznim štetočinama koje suzbija, vrlo je učinkovit na insekte reda coleoptera, lepidoptera i homoptera, osobito ličinke.

Gljiva M. anisopliae kao biokontroler prodaje se u spore formulacijama pomiješanima s inertnim materijalima kako bi se očuvala njegova održivost. Prikladan način za njegovu primjenu je fumigacijama, manipulacijom okolinom i inokulacijom.

Morfologija

Na laboratorijskoj razini, kolonije M. anisopliae pokazuju učinkovit razvoj u PDA kulturama (Papa-dextrorse-agar). Kružna kolonija u početku predstavlja rast bijele micelarne, pokazujući varijacije u boji kada se gljiva sporulira.

Metarhizium anisopliae phialid. Izvor: naro.affrc.go.jp

Kada započne proces razmnožavanja konidija, na površini micelarne boje opaža se maslinasto-zelenkasta boja. Na donjoj strani kapsule uočava se blijedožuta boja boje s difuznim žutim pigmentima u sredini.

Konidiofori rastu iz micelija nepravilnog oblika s dvije do tri grane na svakom septumu. Ovi konidiofori imaju duljinu od 4 do 14 mikrona i promjer od 1,5 do 2,5 mikrona.

Fialidi su strukture koje nastaju u miceliju, kao mjesto odvajanja konidija. Kod M. anisopliae tanki su na vrhu, duljine 6 do 15 mikrona i promjera 2 do 5 mikrona.

Što se tiče konidija, to su jednoćelijske strukture, cilindrične i trnovite, s dugim lancima, hijalinom do zelenkaste. Konidije su duge 4 do 10 mikrona i promjera 2 do 4 mikrona.

taksonomija

Rod Metarhizium prvotno je opisao Sorokin (1883) koji je zarazio ličinke Anisoplia austriaca, uzrokujući bolest poznata kao zelena muscardina. Naziv Entomophthora anisopliae Metschnikoff je u početku predložio za gljivične izolate, kasnije su ga prozvali Isaria destructor.

Detaljnije studije taksonomije roda, zaključene klasifikacijom kao Metarhizium sorokin. Trenutno se vrsta M. anisopliae, nazvana po Metschnikoff, smatra reprezentativnim organizmom roda Metarhizium.

Nekoliko je izolata gljive Metarhizium specifično, zbog čega su označene kao nove sorte. Međutim, trenutno se klasificiraju kao vrste Metarhizium anisopliae, Metarhizium majus i Metarhizium acridum.

Isto tako, neke vrste su preimenovane u Metarhizium taii ima slična svojstva kao Metarhizium guizhouense. Komercijalni soj M. anisopliae, M. anisopliae (43) koji je specifičan neprijatelj koleopterana danas se naziva Metarhizium brunneum.

Vrsta Metarhizium anisopliae (Metchnikoff) Sorokin (1883), dio je roda Metarhizium kojeg je opisao Sorokin (1883). Taksonomsko spada u obitelj Clavicipitaceae, red Hypocreales, klasu Sordariomycetes, podjelu Ascomycota, iz kraljevstva Fungi.

Životni ciklus

Gljiva Metarhizium anisopliae pokreće patogenezu kroz proces adhezije konidija na kutikularnu membranu domaćina. Kasnije se javljaju faze klijanja, rasta appresorije ili umetanja, kolonizacije i reprodukcijske strukture.

Spore ili konidije iz tla ili kontaminiranih insekata ostaju u kutikuli novih domaćina. Intervencijom mehaničkih i kemijskih procesa razvijaju se appresorij i klijava cijev koja prodire u unutrašnjost insekta.

Općenito, pod povoljnim uvjetima, klijanje nastaje u roku od 12 sati nakon inokulacije. Isto tako, formiranje appresorije i prodiranje u klice mikroba ili haustorija javlja se između 12 i 18 sati.

Fizički mehanizam koji omogućava prodiranje je pritisak koji vrši appresoria koja razbija kutikularnu membranu. Kemijski mehanizam je djelovanje enzima proteaze, kinaze i lipaze koji razgrađuju membrane na mjestu umetanja.

Nakon što insekt prodre, grana hife unutra, potpuno napadajući plijen nakon 3-4 dana. Tada se formiraju reproduktivne strukture, konidiofori i konidije, što dovršava patogenezu domaćina nakon 4-5 dana.

Smrt insekta događa se onečišćenjem toksinima koje stvara entomopatogena gljiva. Biokontroler sintetizira toksine dekstruksin, protodekstruksin i demetildekstruksin s visokom razinom toksičnosti za člankonožce i nematode.

Invazija domaćina uvjetovana je temperaturom i relativnom vlagom okoline. Isto tako, dostupnost hranjivih sastojaka na kutikularnoj membrani insekta i sposobnost otkrivanja domaćina osjetljivih na kolonizaciju.

Zelena muscardina

Bolest zelene muskarde koja uzrokuje Metarhizium anisopliae predstavlja različite simptome kod zaraženih ličinki, nimfa ili odraslih. Nezreli oblici smanjuju stvaranje sluzi, skloni su se udaljavanju od mjesta napada ili paraliziraju njegovo kretanje.

Odrasli smanjuju pokret i područje leta, prestaju se hraniti, a ženke ne polažu jaja. Kontaminirani insekti imaju tendenciju da umiru na mjestima udaljenim od mjesta zaraze, što potiče širenje bolesti.

Ciklus bolesti može trajati između 8 i 10 dana, ovisno o okolišnim uvjetima, uglavnom vlazi i temperaturi. Nakon smrti domaćina, u potpunosti ga prekriva bijeli micelij i sukcesivna zelena spopora, karakteristična za zelenu muscardinu.

Biološka kontrola

Gljiva Metarhizium anisopliae jedna je od najčešće proučavanih i korištenih entomopatogena u biološkoj kontroli štetočina. Ključni faktor uspješne kolonizacije domaćina je prodor gljiva i naknadno razmnožavanje.

Jednom kada se gljiva utvrdi unutar insekta, dolazi do širenja nitastih hifa i stvaranja mikotoksina koji inaktiviraju domaćina. Smrt domaćina događa se i patološkim promjenama i mehaničkim učincima na unutarnje organe i tkiva.

Biološka kontrola provodi se primjenom proizvoda formuliranih na temelju koncentracija spora ili konidija gljiva u komercijalnim proizvodima. Konidije se miješaju s inertnim materijalima, poput otapala, gline, talka, emulgatora i drugih prirodnih aditiva.

Ovi materijali ne smiju utjecati na održivost gljivice i moraju biti štetni za okoliš i usjev. Uz to, moraju predstavljati optimalne fizičke uvjete koji olakšavaju miješanje, primjenu proizvoda i niske su troškove.

Uspjeh biološke kontrole putem entomopatogena ovisi o učinkovitoj formulaciji komercijalnog proizvoda. Uključujući održivost mikroorganizma, materijala koji se koristi u formulaciji, uvjete skladištenja i način primjene.

Način rada

Inokuliranje iz primjene formulacija s gljivicom M. anisopliae služi za kontaminiranje ličinki, hifa ili odraslih. Kontaminirani domaćini migriraju na druga mjesta u usjevima gdje umiru i šire bolest zbog sporporacije gljivica.

Djelovanje vjetra, kiše i rosa olakšava širenje konidija na druge dijelove biljke. Insekti u svojoj aktivnosti krmljenja izloženi su adheziji spore.

Okolišni uvjeti pogoduju razvoju i širenju konidija, pri čemu su najosjetljiviji nezreli stadiji insekata. Od novih infekcija stvaraju se sekundarni žarišta, koji šire epizootičku jedinku sposobnu potpuno kontrolirati kugu.

Biološka kontrola banana weevil

Mahunarka (Cosmopolites sordidus Germar) važan je štetnik u uzgoju musaceae (plantain i banana) uglavnom u tropima. Njegova raspršenost uglavnom je uzrokovana upravljanjem koje čovjek obavlja u postupcima sjetve i žetve.

Banana Black Weevil. Izvor: mezfer.com.mx

Ličinka je uzročnik štete nastale unutar rizoma. Kopriva u svom ličinkom vrlo je aktivna i glasna, uzrokujući perforacije koje utječu na korijenski sustav biljke.

Galerije formirane u korijenju olakšavaju kontaminaciju mikroorganizmima koji trule vaskularna tkiva biljke. Uz to, biljka slabi i ima tendenciju prevrtanja zbog djelovanja jakih vjetrova.

Uobičajena kontrola temelji se na uporabi kemijskih insekticida, međutim, njegov negativan utjecaj na okoliš doveo je do potrage za novim alternativama. Trenutno je upotreba entomopatogenih gljiva poput Metarhizium anisopliae izvijestila o dobrim rezultatima u terenskim ispitivanjima.

Izvrsni rezultati dobiveni su u Brazilu i Ekvadoru (smrtnost 85-95%) koristeći M. anisopliae na riži kao materijal za inokulaciju. Strategija je da se zaražena riža postavi na komade stabljike oko biljke, insekt je privučen i postane kontaminiran patogenom.

Biološka kontrola ličinki

Pad armijske gliste

Jesen (Spodoptera frugiperda) jedan je od najštetnijih štetočina žitarica poput sarga, kukuruza i krme. Kod kukuruza je vrlo štetna kada napada usjev prije 30 da, s visinama između 40 i 60 cm.

Pad armijske gliste. Izvor: Pogledajte stranicu autora, putem Wikimedia Commonsa

U tom smislu, kemijska kontrola omogućila je insektu postizanje veće otpornosti, uklanjanje prirodnih neprijatelja i štete okolini. Upotreba M. anisopliae kao alternativa za biološku kontrolu izvijestila je o dobrim rezultatima, budući da je osjetljiv na S. frugiperda.

Najbolji rezultati postignuti su upotrebom sterilizirane riže kao sredstva za raspršivanje inokuuluma u kulturi. Podnošenje zahtjeva za 10 dana, a zatim za 8 dana, prilagođavanje formulacije na 1 × 10 ¹² konidija po hektaru.

Ličinke bijelog crva

Ličinke buba nalaze se hranjivim organskim tvarima i korijenjem ekonomski važnih kultura. Vrsta Hylamorpha elegans (Burmeister) nazvana zelena piletina, u njenom ličinkom je štetočina pšenice (Triticum aestivum L.).

Larva bijelog crva. Izvor: invasive.org

Šteta koju nanose ličinke nastaje na razini korijenskog sustava, što uzrokuje da biljke oslabe, propadaju i gube lišće. Životni ciklus buba traje godinu dana, a u vrijeme najveće incidencije promatraju se potpuno uništena područja za uzgoj.

Kemijska kontrola bila je neučinkovita zbog migracije ličinki na obrađenim tlima. Povezano s povećanom otpornošću, povećanim troškovima proizvodnje i onečišćenjem okoliša.

Primjena Metarhizium anisopliae kao antagonista i sredstva za biokontroler postigla je smrtnost do 50% u populaciji ličinki. Iako su rezultati dobiveni na laboratorijskoj razini, očekuje se da će terenske analize podnijeti slične rezultate.

Reference

1. Acuña Jiménez, M., García Gutiérrez, C., Rosas García, NM, López Meyer, M., i Saínz Hernández, JC (2015). Formulacija Metarhizium anisopliae (Metschnikoff) Sorokin s biorazgradljivim polimerima i njihova virulencija protiv Heliothis virescens (Fabricius). Međunarodni časopis za onečišćenje okoliša, 31 (3), 219-226.
2. Arguedas, M., Álvarez, V. i Bonilla, R. (2008). Učinkovitost entomopatogene gljive "Metharrizium anisopliae" u suzbijanju "Boophilus microplus" (Acari: ixodidae). Kostarička agronomija: časopis za poljoprivredne znanosti, 32 (2), 137-147.
3. Carballo, M. (2001). Mogućnosti za upravljanje banana weevil. Integrirano suzbijanje štetočina (Kostarika) Nº, 59.
4. Castillo Zeno Salvador (2005) Upotreba Metarhizium anisopliae za biološku kontrolu pljuvačnice (Aeneolamia spp. I Prosapia spp.) U Brachiaria decumens travnjacima u El Peténu, Gvatemala (magistarski rad) Dobavljeno iz: catie.ac.cr
5. Greenfield, BP, Lord, AM, Dudley, E., & Butt, TM (2014). Konidije patogene gljive insekta, Metarhizium anisopliae, ne uspijevaju se pridržavati kutikule larve komarca. Otvorena znanost Kraljevskog društva, 1 (2), 140193.
6. González-Castillo, M., Aguilar, CN, i Rodríguez-Herrera, R. (2012). Suzbijanje insekata i štetočina u poljoprivredi pomoću entomopatogenih gljiva: izazovi i perspektive. Znanstveni ugled s Autonomnog sveučilišta u Coahuili, 4 (8).
7. Lezama, R., Molina, J., López, M., Pescador, A., Galindo, E., Ángel, CA, i Michel, AC (2005). Utjecaj entomopatogene gljive Metarhizium anisopliae na suzbijanje jeseni kukuruza u polju. Napredak u poljoprivrednim istraživanjima, 9 (1).
8. Rodríguez, M., Francuska, A. i Gerding, M. (2004). Procjena dva soja gljive Metarhizium Anisopliae var. Anisopliae (Metsh.) Za suzbijanje ličinki bijelog crva Hylamorpha elegans Burm. (Coleoptera: Scarabaeidae). Tehnička poljoprivreda, 64 (1), 17-24.