کنترل بیو لوژیکی نماتد-بخش اول
کنترل بیو لوژیکی باکتری ها
نماتدها و مخصوصا گونه های Meloidogyne یکی از اصلی ترین مشکلات در محصولات کشاورزی گلخانه ای و فضای باز را ایجاد می کنند.مدیریت کنترل نماتدها نسبت به سایر آفات دشوارتر است زیرا نماتدها بیشتر در خاک زندگی می کنند و معمولا به قسمت های زیر زمینی گیاهان حمله می کنند. روش های کنترل موجود متنوع هستند. معمولا در مورد آلودگی های کم، معرفی گونه های مقاوم که به چند گونه محصول محدود است توصیه می شود و در آلودگی های شدید، کنترل شیمیایی بکار برده می شود، اگر چه این روش درمانی، تاثیرات سریع نشان می دهد اما باعث تشدید آلودگی خاک شده و بخاطر سمیت بسیار بالا بسیاری از مشکلات زیست محیطی را ایجاد می کند. بنابراین، جستحوی گزینه های جدید و سازگار با محیط زیست برای جمعیت نماتد انگلی- گیاهی به طور فزاینده ای اهمیت یافته است.
کنترل بیو لوژیکی علیه نماتدها در این زمینه به عنوان روشی است که می تواند زیست بوم خاک های آلوده را احیاء نموده و تعادل بیولوژیکی را ایجاد نماید. نماتدها در خاک توسط باکتری ها و قارچ ها در معرض عفونت هستند و این امکان استفاده از میکرو ارگانیسم های خاک را برای کنترل نماتد های انگلی- گیاهی فراهم می کند. قارچها و باکتری ها در تعداد بیشماری از محیط های مختلف وجود دارند، یکی از چنین محیط ها ریزوسفر است که گونه های مختلفی از باکتری ها و قارچ ها در آن وجود دارد. این میکرو ارگانیسم ها بر فیزیو لوژی و متابولیسم یکدیگر و همچنین سلامت گیاهانی که در مجاورت ریشه آنها کلونی تشکیل داده اند تاثیر می گذارد.
روش کنترل بیولوزیکی مبتنی بر درک صحیح از اکو سیستم است که در آن عامل های بیولوژیکی انتخاب شده به طور طبیعی فعال و موثر هستند تا قادر باشند با موفقیت این روش کنترلی را در سایر اکو سیستم های کشاورزی برقرار نمایند. توسعه یک فرمولاسیون صنعتی از عامل بیو لوژیکی انتخاب شده در یک محیط مایع و تولید انبوه قارچ های شکارگر که به این منظور تولید می شوند دو مشکل اساسی ایجاد می کند: ذخیره سازی و توزیع عامل بیولوژیکی. مطالعات نشان داده که چندین گونه از باکتری ها میتوانند به قارچ ها در ایجاد تله و به دام انداختن نماتد ها کمک کنند.
باکتریهای موثر در مبارزه بیولوژیکی با نماتد
در اکو سیستم های طبیعی، جوامع باکتریایی فراوان ترین میکرو ارگانیسم های خاک هستند و نقش مهمی در چرخه مواد مغذی و تجزیه اولیه مواد دارند. آنها به مقدار زیاد توسط نماتدها مصرف می شوند از اینرو برای مقابله باشکارچیان خود، انواع مکانیسم دفاعی خود را تکامل داده اند مانند: پارازیت کردن تخم نماتدها، تولید سموم، آنتی بیوتیک و آنزیم، رقابت برای مواد غذایی و ایجاد مقاومت سیستمیکی درگیاهان. ترکیبات کنترل بیولوژیکی نماتدها شامل سویه هایی از قارچ های شکارگرجنس (Arthrobotrys) و باکتری های جنس (Pasteuria، Bacillus و Pseudomonas ) می باشد.
باکتری های انگلی_ پاستوریا (Pasteuria )
تعدادی از گونه های باکتریایی موجود در این جنس به عنوان عوامل کنترل کننده زیستی در مقابل نماتدهای گیاهی – انگلی پتانسیل بزرگی را نشان داده اندو حداقل از 51 کشور جهان در مورد آنها گزارش شده است. Pasteuria ابتدا به عنوان یک تک یاخته توصیف شد و بعداً در جنس باکتری Bacillus و سپس به Pasteuria طبقه بندی شد. تا کنون چهار گونه اسمی پاستوریا گزارش شده است که آلوده کننده نماتد هستند و با ایجاد عفونت در نماتدها باعث مرگ و میر در آنها می شوند
مکانیسم عفونت
P-penetrans یکی از گونه هایی است که نماتد ریشه گره ای M-SPP را آلوده می کند. اتصال اسپورها به کوتیکول نماتد اولین قدم در روند عفونت است. اسپورهای پاستوریا به کوتیکول نماتد های جوان ( سن دوم ) وصل شده و پس از ورود این لاروها به داخل ریشه جوانه زده و لوله های جوانه به داخل کوتیکول نفوذ کرده و شروع به تغذیه از بدن لارو می کنند، سپس میکرو کلونهای رویشی در داخل بدن لارو شکل گرفته و تکثیر می شوند.اسپورهای هر گونه پاستوریا معمولا دامنه میزبانی محدودی دارند مثلاً : P-P نماتد ریشه گره ای M-SPP را آلوده می کند و P-thornei نماتد Pratylenchus-SPP و P-nishizawa نماتدهای جنس Heterodera و Globodera را آلوده می کند.
باکتری های انگلی فرصت طلب
باکتری های نماتوفاژ، به جز باکتری های انگلی واجب، معمولاً یک زندگی ساپروفیتیک دارند و نماتدها را به عنوان یکی از منابع غذایی احتمالی هدف قرار می دهند. آنها همچنین قادر به نفوذ در دیواره کوتیکول برای آلوده کردن و کشتن میزبان (نماتد) در برخی شرایط هستند.این بااکتری ها به عنوان باکتری های انگلی فرصت طلب توصیف می شوند که توسط سویه Brevibacillus laterosporus و Bacillus SPP نشان داده شده است .تا کنون گزارش شده است که جهار گونه نماتد ( سه گونه نماتد انگلی و یک گونه نماتد ساپروفیت ) می توانند توسط گونه های مختلف جداشده از B-laterosporus کشته شوند.
ریزوباکتریا Rhizobacteria
در باکتری های تشکیل دهنده آندوسپور هوازی) AEFB ( ، گونه های Bacillus به طور عمده، و گونه های Peseudomonas جمعیت غالب در ریزو سفر می باشند که قادر به تقابل با نماتد هستند. تعداد بیشماری سویه باسیلوس می تواند آفات و پاتوژن های گیاهان را سرکوب کرده و رشد گیاه را تقویت کند. برخی گونه ها نیز پاتوژن های نماتدها هستند. دقیق ترین مورد مطالعه Ba.subtilis است. علاوه بر این گونه، مطالعات آنتاگونیستی مستقیم توسط سایر گونه های باسیلوس نسبت به گونه های نماتد انگل-گیاهی که به جنس Heterodera ، Meloidogyne و Rotylenchulus تعلق دارند صورت گرفته است.
سویه های سودوموناس ناحیه ریزوسفر همچنین در تقابل با نماتد، مکانیسم های مختلف بیماریزا نشان می دهند. این مکانیسم ها شامل :
- تولید آنتی بیوتیک ها و القای مقاومت سیستمیک است.
- سودوموناس فلورسانس-متابولیت های ثانویه ای برای دفع نماتدها ترشح می کند.
- سودوموناس اروجینوس- ترکیبات فنازین و سیانید برای از بین بردن نماتدها تولید می کند.
اکثر ریزو باکتری ها با استفاده از تولید فراورده های متابولیکی، آنزیم ها و سموم در برابر نماتدهای انگلی-گیاهی عمل می کنند، تاثیر این سموم شامل سرکوب تولید مثل نماتد، تخم ریزی، پارازیت لاروهای جوان و همچنین کشتن مستقیم نماتد ها می باشد. پسودوموناس و کورینه باکتریوم با تولید متابولیت های ثانویه و سولفید هیدروژن و کیتیناز، تخم گذاری را در نماتد ها متوقف می کنند. برخی دیگر از ریزوباکتری ها، موجودات مضر خاک را کاهش داده و با تولید ترکیباتی مانند آنتی بیوتیک یا سیانید هیدروژن محیط را برای رشد گیاه مطلوبتر می کند. اخیراً مقاومت سیستمیک ناشی از ریزو باکتریISR) ( در گیاهان نشان داده شده است که در برابر آفات نماتد فعال است. ریزو باکتری های تقویت کننده رشد گیاه ) (PGPR می توانند مقاومت سیستمیک گیاهان را از طریق ضخیم کردن دیواره سلولی، رسوب کالوس تازه تشکیل شده و تجمع ترکیبات فنولیک به وجود آورند، آنها همچنین توانایی فیزیو لوژیکی و بیوشیمیایی میزبان را برای ترویج سنتز مواد شیمیایی دفاعی در برابر پاتوژن تغییر می دهند.
مطالعات نشان داده شده که Rhizobium etli G12 می تواند عفونت زودرس توسط نماتد سیب زمینی و نماتد غده ریشه را سرکوب کند. به جز قارچ های نماتو فاژ و اکتینومیست ها، ریزو باکتری ها تنها گروه میکرو ارگانیسم هایی هستند که در آنها نماتیدهای بیولوژیکی گزارش شده است. از طریق یک برنامه تحقیقاتی PGPR از خدمات تحقیقات کشاورزی ایالات متحده، یک ترکیب پیوند تجاری ) Paenobacillus macerance و Bacillus amyloliquefacience ( برای کنترل نماتد های گیاهی در گوجه فرنگی، فلفل و توت فرنگی تهیه شده است. محصولی دیگر که مورد استفاده قرار می گیرد BioNem است که حاوی 3% اسپور Ba. Firmus و 97% مواد افزودنی غیر سمی(عصاره گیاهی و حیوانی) برای کنترل نماتد گره ریشه و سایر نماتدهاست که در آزمایش گسترده بر روی محصولات زراعی( گوجه فرنگی، خیار، فلفل و گیاهان دارویی) بطور قابل توجهی جمعیت نماتد و آلودگی ریشه را کاهش می دهد. اثرات بیو کنترلی بسیار عالی این محصول را می توان تا حدی به اثر تحریک کننده ای مواد افزودنی موجود در آن نسبت داد. مطالعات نشان داده اند که اضافه کردن کود حیوانی و یا سایر مواد آلی باعث تحریک فعالیت جامعه میکروبی خاک می شود. آمونیاک تولید شده از تجزیه مواد آلی توسط باکتریها می تواند با تحریک قارچ های شکارگر به ایجاد تله منجر به کاهش جمعیت نماتد در خاک شود.