ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ИСТОРИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ METARHIZIUM ANISOPLIAE 5
1.1. Истерия изучения энтомопатогенного гриба Metarhizium anisopliae 5
1.2. Распространение 10
1.3. Взаимодействие с насекомыми 11
1.4. Влияние абиотических факторов на жизнеспособность Metarhizium anisopliae
1.5. Взаимодействие с другими организмами 21
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 25
2.1. Материалы исследования 25
2.2. Методы исследования 25
ГЛАВА 3. МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ГРИБА METARHIZIUM
ANISOPLIAE В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СРЕДЫ 31
3.1. Введение в культуру энтомопатогенного гриба Metarhizium anisopliae 31
3.2. Оценка продуктивности конидиоспор гриба Metarhizium anisopliae 37
3.3. Сравнение культуры Metarhizium anisopliae на различных питательных
средах 39
ВЫВОДЫ 42
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 43
Некоторые виды насекомых наносят огромный урон сельскому хозяйству, а также лесным культурам. Среди природных ресурсов важную роль в регуляции их численности играют энтомопатогенные грибы, обитающие в почве, телах насекомых и на некоторых растениях.
За основу многих препаратов, регулирующих численность вредных насекомых, берут энтомопатогенные грибы. Их использование является оправданным, так как они не требуют больших затрат и удобны в применении. Кроме того, энтомопатогенные грибы хорошо изолируются и могут культивироваться на различных питательных средах, созданных в лабораторных условиях.
Одним из видов энтомопатогенных грибов является Metarhizium anisopliae (Metch.) Sor. Он относится к роду Metarhizium семейства Clavicipitaceae.Данный вид является важным биологическим ресурсом по контролю численности насекомых, так как поражает более 200 их видов.
Насекомые-фитофаги являются явными конкурентами человека в потреблении пищи растительного происхождения. Этот факт увеличивает важность интродукции энтомопатогенных грибов, целью которой является сохранение урожая от насекомых-вредителей. Но возникновение эпизоотий, которые случаются не так часто, как надо было бы для уменьшения численности насекомых-фитофагов, во многом зависит от факторов внешней среды, абиотических или биотических. Большую часть насекомых уничтожают периодические вспышки, вызванные M. anisopliae,которые приводят к их массовым заболеваниям и гибели, тем самым сохраняя урожай.
В связи с тем, что в последнее время число насекомых-вредителей, уничтожающих сельскохозяйственные и лесные культуры, возросло, особо актуально изучение морфофизиологических особенностей энтомопатогенного гриба Metarhizium anisopliae, так как он является биологическим агентом в борьбе с насекомыми-фитофагами.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1. Провести анализ источников информации по биотехнологии и морфологии энтомопатогенного гриба.
2. Ввести в культуру энтомопатогенный гриб Metarhizium anisopliae и изучить его морфологические характеристики на различных средах;
3. Оценить продуктивность конидиоспор гриба Metarhizium anisopliae различных средах.
1. Проведен анализ источников информации по биотехнологии и морфологии энтомопатогенного гриба Metrahizium anisopliae. Были рассмотрены история изучения, распространение, взаимодействие с насекомыми и другими организмами, а также влияние абиотических факторов на жизнеспособность М. ат8орИае.
2. Энтомопатогенный гриб Metrahizium anisopliae хорошо произрастает на субстратах, богатых углеродом, и характеризуется невысокой требовательностью к питательной среде.
3. Колонии на разных питательных средах отличаются друг от друга по морфологическим признакам и спороношению. Продуктивными являются культуры, которые выросли на средах Чапека и У-8. Однако, использование картофельно-глюкозной среды более выгодно, потому что она отличается низкой стоимостью компонентов и высокими морфофизиологическими показателями.
1. Бахир В.М., Прилуцкий В.И., Шомовская Н.Ю., Паничева С.А. Анализ перспектив применения хлорсодержащих дезинфицирующих средств // Медицинский алфавит, 2008. - Т. 4. - № 17. - С. 49-55.
2. Гештовт Н.Ю. Энтомопатогенные грибы (биотехнологические аспекты). - Алматы, 2002. - 288 с.
3. Крупальник В.Л., Попов Н.И., Васенко С.В. Дезинфекция // Лекция, Москва, 2005.
4. Маринченко В.А., Смирнов В.А. Технология спирта. - М.: Колос, "Колос-пресс", 2002. - 215 с.
5. Нетрусов А.И., Котова И.Б. Микробиология // М.: Академия, 2006.
-С. 111-115.
6. Поликсенова В.Д., Храмцов А.К., Пискун С.Г. Микология. Методы экспериментального изучения микроскопических грибов. - М.: 2004.-44 с.
7. Федорова Л.С. Направления и перспективы исследований в области дезинфекции // Медицинский алфавит, 2012. - Т. 4. - № 22. - С. 46¬49.
8. Штерншис М.В. Регуляция численности вредителей сельскохозяйственных культур с помощью энтомопатогенов. // Новосибирск, 1991. - 60 с.
9. Barbieri R.T., Croce J., Gandra R.F., Gagete E., Paula C.R., Gambale W. Allergenic extracts from Metarhizium anisopliae: Obtainment and characterization // Journal of Investigational Allergology and Clinical Immunology, 2005. - Vol. 15. - P. 131-139.
10. Bateman R.P., Carey M., Moore D., Prior C. The enhanced infectivity of Metarhizium flavoviride in oil formulations to desert locusts at low humidities // Annual Applied Biology, 1993. - Vol. 122. - P. 145-152.
11. Bidochka M.J., McDonald M.A., St. Leger R.J., Roberts D.W. Differentiation of species and strains of entomopathogenic fungi by random amplification of polymorphic DNA (RAPD) // Current Genetics, 1994. -Vol. 25. - P. 107-113.
12. Bidochka M.J., Melzer M.J., Lavender T.M., Kamp A.M. Genetically related isolates of the entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae harbour homologous dsRNA viruses // Mycological Research, 2000. - Vol. 104. - P. 1094-1097.
13. Bidochka M.J., Small C.L. Phylogeography of Metarhizium, an insect pathogenic fungus // Ecology and evolution Oxford: University Press, 2005. - P. 3-27.
14. Boucias DG, Pendland JC. Principles of insect pathology // Boston, MA: Kluwer Academic Publishers, 1998. - 568 p.
15. Braga GUL, Flint SD, Miller CD, Anderson AJ, Roberts DW. Both solar UVA and UVB radiation impair conidial culturability and delay germination in the entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae // Photochemistry and Photobiology, 2001. Vol. 74. - P. 734-739.
16. Buchwaldt L., Green H. Phytotoxicity of destruxin B and its possible role in the pathogenesis of Alternaria brassicae // Plant Pathology, 1992. - Vol. 41.
- P. 55-63.
17. Clerk G.C., Madelin M.F. The longevity of conidia of three insect-parasitizing Hyphomycetes // Transactions of the British Mycological Society, 1965.-Vol. 48. - P. 193-209.
18. Curran J., Driver F., Ballard J.W.O., Milner R.J. Phylogeny of Metarhizium: analysis of ribosomal DNA sequence data // Mycological Research, 1994. - Vol. 98. - P. 547-552.
19. De Croos J.N.A., Bidochka M.J. Cold-induced proteins in cold-active isolates of the insect-pathogenic fungus Metarhizium anisopliae // Mycological Research, 2001. - Vol. 105. - P. 868-873.
20. Dimbi S., Maniania N.K., Lux S.A., Mueke J.M. Effect of constant temperatures on germination, radial growth and virulence of Metarhizium anisopliae to three species of African tephritid fruit flies // BioControl, 2004. - Vol. 49. - P. 83-94.
21. Domsch K.H., Gams W., Anderson T.H. Compendium of soil fungi // London, UK: Academic Press,1980. - P. 413-415.
22. Driver F., Milner R.J, Trueman J.W.H. A taxonomic revision of Metarhizium based on a phylogenetic analysis of rDNA sequence data // Mycological Research, 2000. - Vol. 104. - P. 134-150.
23. Ekesi S. Selection of virulent isolates of entomopathogenic hyphomycetes against Clavigralla tomentosicollis Aatl and evaluation in cage experiments using three cowpea varieties // Mycopathologia, 1999. - Vol. 148. - P. 131-139.
24. Ekesi S., Maniania N.K., Lwande W. Susceptibility of the legume flower thrips to Metarhizium anisopliae on different varieties of cowpea // BioControl, 2000. - Vol. 45. - P. 79-95.
25. Ekesi S., Maniania N.K., Onu I., Lohr B. Pathogenicity of entomopathogenic fungi (Hyphomycetes) to the legume flower thrips, Megulurothrips sjostedti (Trybom) // Journal of Applied Entomology, 1998. - Vol. 122. - P. 629-634.
26. Fargues J., Goettel M.S., Smits N., Quedraogo A., Vidal C., Lacey L.A., Lomer C.J., Rougier M. Variability in susceptibility to simulated sunlight of conidia among isolates of entomopathogenic Hyphomycetes // Mycopathologia, 1996. - Vol.
135. - P. 171-181.
27. Fegan M, Manners JM, MacLean DJ, Irwin JAG, Samuels KDZ, Holdom DG, Li DP. Random amplified polymorphic DNA markers reveal a high degree of genetic diversity in the entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae var. anisopliae //Journal of Genetic Microbiology, 1993. - Vol. 139. - P. 2075¬2081.
28. Ferron P. Pest control by the fungi Beauveria and Metarhizium. In: Burges HD, editor // Microbial control of pests and plant diseases, 1981. - P. 465-482.
29. Ferron P., Hurpin B., Robert P.H. Sur la spécificité'de Metarrhizium anisopliae (Metsch.) Sorokin // Entomophaga, 1972. - Vol. 17. - P. 165-178.
30. Friederichs K. Uber den gegenwartigen Stand der Bekampfung des Nashornkäfers (Oryctes rhinoceros L.) in Samoa // Tropenpflanzer, 2002. - Vol. 17. - P. 538-556.
31. Fuxa J.R. Ecological factors critical to the exploitation of entomopathogens in pest control // Biorational pest control agents. American Chemical Society (ACS) Symposium Series 595, Washington, DC, 1995. - P. 42¬67.
32. Guo H.L. Three new species of Metarhizium // Acta Mycologica Sinica, 1986. - Vol. 5. - P. 177-184.
33. Hajek AE, St. Leger RJ. Interactions between fungal pathogens and insect hosts // Annual Review of Entomology, 1994. - Vol. 39. - P. 293-322.
34. Hallsworth J.E., Magan N. Water and temperature relations of growth of the entomogenous fungi Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae and Paecilomyces farinosus // Journal of Invertebrate Pathology, 1999. - Vol. 74. - P. 261-266.
35. Humber R.A. Fungi: identification. In: Lacey LA, editor. Manual of techniques in insect pathology // San Diego, CA: Academic Press, 1997. - P. 153— 185.
36. Ignoffo C.M., Garcia C. Influence of conidial color on inactivation of several entomogenous fungi (Hyphomycetes) by simulated sunlight // Environmental Entomology, 1992. — Vol. 21. — P. 913—917.
37. Instanes C., Ward M.D., Hetland G. The fungal biopesticide Metarhizium anisopliae has an adjuvant effect on the allergic responses to ovalbumin in mice // Toxicology Letters, 2006. — Vol. 161. — P. 219—225.
38. Inyang E.N., Butt T.M., Beckett A., Archer S. The effect of crucifer epicuticular waxes and leaf extracts on the germination and virulence of Metarhizium anisopliae conidia // Mycological Research, 1999. — Vol. 103. — P. 419—426.
39. Jaronski S.T., Goettel M.S., Lomer C.J. Regulatory requirements for ecotoxicological assessments of microbial insecticides how relevant are they? // Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 2003. — P. 237—260.
40. Leatherdale D. The arthropod hosts of entomogenous fungi in Britain // Entomophaga, 1970. — Vol. 15. — P. 419—435.
41. Liang Z.Q., Liu A.Y., Liu J.L. A new species of the genus Cordyceps and its Metarhizium anamorph // Acta Mycologica Sinica, 1991. — Vol. 10. — P. 257— 226.
42. Liu Z.Y., Liang Z.Q., Liu A.Y., Yao Y.J., Hyde K.D., Yu Z.N. Molecular evidence for teleomorph-anamorph connections in Cordyceps based on ITS-5.8S rDNA sequences // Mycological Research, 2002. — Vol. 106. —P. 1100— 1108.
43. Liu Z.Y., Liang Z.Q., Whalley A.J.S., Yao Y.Y., Liu A.Y. Cordyceps brittlebankisoides, a new pathogen of grubs and its anamorph, Metarhizium anisopliae var. majus // Journal of Invertebrate Patholology, 2001. - Vol. 78. - P. 178-182.
44. Martin P.W., Schroder R.W. The effect of cucurbitacin E glycoside, a feeding stimulant for corn rootworm, on biocontrol fungi: Beauveria bassiana and Metarhizium anisopliae // Biocontrol Science and Technology, 2000. - Vol. 10. - P. 315-320.
45. Milner R.J., Staples J.A., Lutton G.G. The effect of humidity on germination and infection of termites by the hyphomycete, Metarhizium anisopliae // Journal of Invertebrate Pathology, 1997. - Vol. 69. - P. 64-69.
46. Moore D. The enhanced infectivity of Metarhizium flavoviride in oil formulations to desert locusts at low humidities // Annual Applied Biology, 1993. Vol. 122. - P. 145-152.
47. Moore D., Douro-Kpindou O.K., Jenkins N.E., Lomer C.J. Effects of moisture content and temperature on storage of Metarhizium flavoviride conidia // Biocontrol Science and Technology, 1996. - Vol. 6. - P. 51-61.
48. Muller-Kogler E. Pilzkrankheiten bei Insekten. Anwendung zur biologischen Schadlingsbekampfung und Grundlagen der Insektenmykologie // Berlin: P. Parey, 1965. - P. 444-507.
49. Ouedraogo A, Fargues J, Goettel MS, Lomer CJ. Effect of temperature on vegetative growth among isolates of Metarhizium anisopliae and M. flavoviride // Mycopathologia, 1997. Vol. 137. - P. 37-43.
50. Ouedraogo RM, Cusson M, Goettel MS, Brodeur J. Inhibition of fungal growth in thermoregulating locusts, Locusta migratoria, infected by the fungus Metarhizium anisopliae var. acridum // Journal of Invertebrate Pathology, 2003. Vol. 82. - P. 103-109.
51. Rangel D., Braga G.L., Anderson A.J., Roberts D.W. Variability in conidial thermotolerance of Metarhizium anisopliae isolates from different geographic origins // Journal of Invertebrate Pathology, 2005. - Vol. 88. - P. 116— 125.
52. Rangel D.N., Braga G.L., Flint S.D., Anderson A.J., Roberts D.W. Variations in UV-B tolerance and germination speed of Metarhizium anisopliae conidia produced on insects and artificial substrates // Journal of Invertebrate Pathology, 2004. — Vol. 87. — P. 77—83.
53. Rath A.C., Anderson G.C., Worledge D., Koen T.B. The effect of low temperatures on the virulence of Metarhizium anisopliae to the subterranean scarab, Adoryphorus couloni // Journal of Invertebrate Pathology, 1995. — Vol. 65. — P. 186— 192.
54. Roberti R., Ghisellini L., Innocenti G. Biological control of blackleg of beet (Phoma betae) by Metarhizium anisopliae// Journal of Plant Diseases and Protection, 1993. — Vol. 100. — P. 203—210.
55. Roberts D.W., Campbell A.S. Stability of entomopathogenic fungi // Miscellaneous Publications of the Entomological Society of America, 1970. — Vol. 10. — P. 19—76.
56. Roddam L.F., Rath A.C. Isolation and characterization of Metarhizium anisopliae and Beauveria bassiana from subantarctic Macquarie Island // Journal of Invertebrate Pathology, 1997. — Vol. 69. — P. 285—288.
57. Rombach M.C. Metarhizium album, a fungal pathogen of leaf- and planthoppers // Transactions of the British Mycological Society, 1987. —Vol. 88. — P. 451—459.
58. Rombach M.C., Humber R.A., Roberts D.W. Metarhizium flavoviride var. minus, var. nov., a pathogen of plant- and leafhoppers on rice in the Philippines and Solomon Islands // Mycotaxon, 1986. — Vol. 27. — P. 87—92.
59. Schaerffenberg B. Untersuchungen uber die Wirkung der insektentotenden Pilze Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. und Metarhizium anisopliae (Metsch.) Sorok. auf Warmblutler // Entomophaga, 1968. Vol. 13. - P. 175-182.
60. St. Leger R.J. Biology and mechanisms of insect-cuticle invasion by deuteromycetous fungal pathogens // New York: Academic Press, 1993. - Vol. 2. - P. 211-229.
61. St. Leger RJ, Bidochka MJ. Insect-fungal interactions // New Jersey: SOS Publications, 1996. - P. 443-479.
62. St. Leger RJ. Biology and mechanisms of insect-cuticle invasion by deuteromycetous fungal pathogens. In: Beckage NC, Thompson SN, Federici BA, editors. Parasites and pathogens of insects // New York: Academic Press, 1993. - Vol. 2. - P. 211-229.
63. Steinhaus E.A. Principles of insect pathology // New York: McGraw-Hill Book Company, 1949. - P. 757-805.
64. Stenzel K. Mode of action and spectrum of activity of BIO 1020 (Metarhizium anisopliae) // Pflanzenschutz-Nachrichten Bayer, 1992. -Vol. 45. - P. 143-158.
65. Tigano-Milani M.S., Gomes A.M. Genetic variability among Brazilian isolates of the entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae // Journal of Invertebrate Pathology, 1995. - Vol. 65. - P. 206-210.
66. Tulloch M. The genus Metarhizium // Transactions of the British Mycological Society, 1976. - Vol. 66.- P. 407-411.
67. Veen K.H. Recherches sur la maladie due a Metarhizium anisopliae chez le criquet pelerin // Mededelingen Landbouwhogeschool. Wageningen, 1968. - Vol. 68. - P. 51-77.
68. Vestergaard S., Cherry A., Keller S., Goettel M. Safety of hyphomycete fungi as microbial control agents. In: Hokkanen HMT, Hajek AE, editors. Environmental impacts of microbial insecticides // Dordrecht, NL: Kluwer Academic Publishers, 2003. - P. 35-62.
69. Vilcinskas A., Gotz P. Parasitic fungi and their interactions with the insect immune system // Advances in Parasitology, 1999. - Vol. 43. - P. 267-313.
70. Walstad J.D., Anderson R.F., Stambaugh W.J. Effects of environmental conditions on two species of muscardine fungi (Beauveria bassiana and Metarhizium anisopliae) // Journal of Invertebrate Pathology, 1970. - Vol. 16.-P. 221-226.
71. Ward M.W., Madison S.L., Sailstad D.M., Gavett S.H., Selgrade M.K. Allergen-triggered airway hyperresponsiveness and lung pathology in mice sensitized with the biopesticide Metarhizium anisopliae // Toxicology, 2000. - Vol. 143. - P. 141-154.
72. Welling M., Nachtigall G., Zimmermann G. Metarhizium spp. isolates from Madagascar: Morphology and effect of high temperature on growth and infectivity to the migratory locust, Locusta migratoria // Entomophaga, 1994. - Vol. 39. - P. 351-361.
73. Zimmermann G. The ‘Galleria bait method’ for detection of entomopathogenic fungi in soil // Journal of Applied Entomology, 1986. - Vol. 102.-P. 213-215.