المبيدات البكتيرية المستخدمة في مكافحة النيماتودا

مقدمة:

هناك حالات قليلة نسبيًا تم التعرف فيها على إصابة النيماتودا بعوامل المكافحة الحيوية من البكتيريا، إلا أنه من المعروف أنه توجد بكتيريا كثيرة في فراغ جسم النيماتودا، وقد تم في السنوات الأخيرة توفير بعض المنتجات الحيوية - المحتوية على البكتيريا كمكون فعال - لمكافحة النيماتودا bio-nematicide، وتظهر فاعلية عوامل المكافحة الحيوية للنيماتودا في التربة بشكل واضح في ظروف توفر الرطوبة والمادة العضوية المناسبة.

وفي العادة تتضمن البكتيريا المضادة للنيماتودا مجموعتين من الأنواع البكتيرية:

* المجموعة الأولى:

أنواع إجبارية التطفل على النيماتودا مثل بعض أنواع جنس باستيريا Pasteuria.

* المجموعة الثانية:

أنواع تقطن التربة الزراعية بمنطقة الريزوسفير تفرز مواد سامة للنيماتودا وتحمي جذور النباتات منها مثل بعض أنواع جنس سيدوموناس Pseudomonas وجنس باسيلس Bacillus.

ويؤثر عدد من الرايزوبكتيريا المشجعة لنمو النبات على النيماتودا، حيث تنتج هذه البكتيريا مواد أيضية وإنزيمات محللة ومضادات حيوية تحد من نمو النيماتودا، وهذه البكتيريا غير متطفلة وفي العادة تكون غير متخصصة على النيماتودا المتطفلة على النبات.

ويستطيع الكثير من بكتيريا التربة هدم البروتين والمركبات النيتروجينية مع إطلاق الأمونيا والنترات في التربة والتي تقتل بدورها النيماتودا، كما ينتج بعض أنواع البكتيريا نظم إنزيمية ومضادات حيوية تحلل كيوتيكل النيماتودا وتقتلها، ونظرًا لوجود النيماتودا المتطفلة الداخلية بداخل أنسجة الجذور النباتية فإنها تكون محمية من الاتصال المباشر بالمواد الأيضية في التربة.

وهناك مجموعة كبيرة من البكتيريا لها تأثير مضاد للنيماتودا، وتوجد هذه المجموعة ضمن أنواع أجناس سيدوموناس Pseudomonas وباسيلس Bacillus وستربتوميسيز Streptomyces وسيرتيا Serratia وأجروبكتيريم Agrobacterium وباركهولدريا Burkholderia.

وقد بلغت نسبة الموت في نيماتودا Panagrellus redivivus من (90-100٪) من جراء استخدام بعض أنواع جنس أسينتوبكتر Acinetobacter في مكافحتها على مدار 24 ساعة نمو في أطباق بثرى على (22 م).

وتستطيع السلالة أجروبكتيريم راديوياكتر Agrobacterium radiobacter strain G12 وهي من أفراد الرايزوبكتيريا المشجعة لنمو النبات، أن تحث المقاومة systemic resistance في نباتات البطاطس ضد النيماتودا الحوصلية Globodera pallida مما يؤدي إلى تثبيط اختراق النيماتودا للجذر، وينعكس ذلك في النهاية بشكل إيجابي في زيادة محصول النبات.

ولبكتيريا باسيلس ثورينجينسيس Bacillus thuringensis تأثير إبادي للنيماتودا حرة المعيشة مثل النوع Caenorhabditis elegans وغيره كثير، ومن المعتقد أن السموم المفرزة خارج خلايا هذه البكتيريا هي التي تسبب موت النيماتودا.

وكذلك تثبط بكتيريا بركهولدريا سيبسيا Burkholderia cepacia عملية فقس بيض النيماتودا وحركة اليرقات وذلك من خلال آلية ربما تكون غير واضحة تمامًا حتى الآن.

أما بكتيريا إنتروباكتر كلواكي Enterobacter cloacae وهي من بكتيريا الإندوفيت والبكتيريا المحثة لنمو النبات في منطقة المحيط الجذري فتشجع نمو نبات الطماطم في الوقت الذي تثبط فيه من نمو نيماتودا تعقد الجذور مثل نيماتودا القطن Meloidogyne incognita.

وتؤثر كثير من أنواع جنس سيدوموناس Pseudomonas على الحيوية والمرضية لعدد كبير من أنواع النيماتودا، وقد نالت بكتيريا سيدوموناس فلوريسنس P. fluorescens اهتمام متزايد حيث يؤدى نموها إلى زيادة نمو النبات وتقليل الضرر الحادث بواسطة النيماتودا مثل النيماتودا الحوصلية للبطاطس Globodera rostochiensis وأنواع Heterodera spp وغيرهما كثير، وتنتج بكتيريا سيدوموناس فلوريسنس عدد كبير من المواد الأيضية الثانوية وإنزيمات التحليل المائي والتي يعزى إليها النشاط المضاد للنيماتودا، فعلى سبيل المثال فإن سلالة بكتيريا سيدوموناس فلوريسنس المنتجة لمركب 2,4-diacetylphloroglucinol والإنزيمات المحللة تثبط فقس بيض النيماتودا الحوصلية للبطاطس G. rostochiensis.

ويقلل النوع سيرراتيا مارسيسنس Serratia marcessens من أعدادا نيماتودا القطن M. incognita وتكوين التقرحات gall على نباتات العنب، كما يحسن من نمو النبات ويختزل أعداد النيماتودا بصورة واضحة عند استخدامه في مخلوط مع المبيد الحشري fenamiphos.

وتعتبر بكتيريا العقد الجذرية من عوامل المكافحة البيولوجية الواعدة في مكافحة النيماتودا المتطفلة على النبات، حيث تثبط بكتيريا العقد الجذرية من جنس رايزوبيوم Rhizobium أنواع نيماتودا تعقد الجذور Meloidogyne spp وهو مثال للتنافس الحادث على المكان niche competition، وتختزل الرايزوبكتيريا المسماة رايزوبيوم اتلى ج Rhizobium12 etli G 12  بشكل كبير عملية اختراق الجذر بواسطة النيماتودا الحوصلية للبطاطس، فهذه البكتيريا سواء أكانت حية أو ميتة تحث صفة المقاومة systemic resistance في نبات البطاطس، ويرجع الحث وتنظيم استجابة النبات إلى كربوهيدرات السطوح البكتيرية الثابتة حراريًا مثل السكريات العديدة الخارجية (EPS) exopolysaccharides بالكبسول والطبقة الهلامية والسكريات العديدة الدهنية lipopolysaccharides (LPS) وهي جزء مكمل للغشاء الخارجي للخلية.

وتعتبر آلية حث نمو النبات وآلية المقاومة systemic resistance واللتان يتم حثهما بواسطة بكتيريا الأندوفيت بمثابة آليات واعدة لمكافحة النيماتودا المتطفلة على النبات.

وتستخدم بكتيريا باسيلس سيركيولانس Bacillus circulans (شكل 1) كمكون حيوي فعال في بعض المنتجات الحيوية المستخدمة في كل من التسميد الحيوي والمكافحة الحيوية، ففي التسميد الحيوي تطلق هذه البكتيريا عنصر البوتاسيوم غير الميسر من كثير من معادن التربة في صورة متاحة للامتصاص بواسطة النباتات مما يؤدى إلى زيادة خصوبة التربة الزراعية، أما في المكافحة الحيوية فتفرز هذه البكتيريا إنزيم الكينينيز كآلية لمكافحة النيماتودا.

وبصفة عامة يوجد تخصص بيولوجي بين البكتيريا المستخدمة في المكافحة الحيوية ونوع النيماتودا المراد مقاومتها.

شكل (1) بكتيريا باسيلس سبركيولانس  B. circulans

* البكتيريا المستخدمة في مكافحة النيماتودا:

من أمثلة البكتيريا المستخدمة في مجال المكافحة الحيوية لآفات النيماتودا ما يلي:

جنس باستيريا Pasteuria:

أنواع جنس باستيريا Pasteuria بكتيريا إجبارية التطفل، تكون ميسيليوم، موجبة لجرام، تكون جراثيم، وتطفل على النيماتودا، وهناك أربعة أنواع من هذا الجنس ذات كفاءة في مقاومة النيماتودا هي باستيريا راموزا P. ramosa ، وباستيريا بينيترانس P. penetrans، وباستيريا ثورني P. thornei ، وباستيريا نيشيزاوا P. nishizawae. وقد لاقت بكتيريا باستيريا بينيتارانس التي تتطفل على نيماتودا تعقد الجذور root-knot اهتمامًا خاصًا.

بكتيريا باستيريا بينيترانس Pasteuria penetrans:

بكتيريا باستيريا بينيترانس (formerly known as Bacillus penetrans) P.penetrans تنتشر بكثرة في التربة المصرية، وهي موجبة لجرام، تكون جراثيم داخلية، تتبع الأكتينوميسينات، وهي تقطن التربة الزراعية، وتتميز بالعديد من الصفات التي تؤهلها للاستخدام كعنصر مكافحة حيوية مفيد ضد الآفات الرئيسية للمحاصيل الاقتصادية كأنواع نيماتودا تعقد الجذور من جنس Meloidogyne إلى جانب أنواع أخرى من النيماتودا، وتتميز أفراد جنس Meloidogyne باتساع المدى العوائلي لها بشكل ملفت للنظر حيث يصل إلى أكثر من (2000) نبات، ولذلك فهي تسبب خسارة كبيرة في الإنتاج النباتي تصل في العام إلى نحو (50) مليار دولار أمريكي في العام.

وتتضمن ميكانيكية الإصابة التصاق جراثيم البكتيريا بمستقبلات على طبقة الكيوتكل الخارجي للنيماتودا، حيث يرتبط سطح الجرثومة البكتيرية بسطح طبقة الكيوتيكل بالنيماتودا بواسطة ألياف تحيط بالجرثومة والتي تستجيب للالتصاق بسطح طبقة الكيوتيكل حيث تنبت الجراثيم وتبدأ تكوينها لأنبوبة اختراق لطبقة الكيوتكل، تخترق بدورها جسم النيماتودا (شكل 2)، وتتكاثر البكتيريا بداخل أنسجة النيماتودا مستخدمة الكيوتكل في الوقاية، وتتكون ملايين الجراثيم بداخل جسم النيماتودا (حوالي 2-5, 2 مليون جرثومة)، وهذه الجراثيم تنطلق في نهاية المطاف إلى التربة، وعلى الرغم من أن النيماتودا تبقى حية تتناول غذائها إلا أن تكاثرها ينخفض بشكل ملحوظ.

شكل (2) أنبوبة الإنبات المتكونة من الجرثومة وقد اخترقت الكيوتكل.

وإلى جانب منع البكتيريا المتطفلة على نيماتودا تعقد الجذور لتكاثر النيماتودا فإنها تختزل القابلية للإصابة بالنيماتودا juvenile nematodes، وتقاوم جراثيم هذا النوع البكتيري الظروف البيئية السيئة من حرارة وجفاف وتجميد ... إلخ بسبب طبيعة تركيبها، فهذه الجراثيم يمكن بقاؤها تحت ظروف التربة لفترات طويلة – وذلك على عكس الفطريات الصائدة للنيماتودا – دون فقد لقابليتها للإصابة، كما تتميز بمقاومتها الكبيرة لدرجة الحرارة العالية، إلى جانب حجمها الصغير نسبيًا ولذلك يمكن إعادة توزيعها بواسطة الماء الراشح، وهي ناحية مفيدة لأنه يمكن استخدام الجراثيم في أو قرب سطح التربة الخشنة وتتحرك لأسفل خلال التربة حيث توجد النيماتودا، وتحدد الطبيعة التطفلية الإجبارية لهذا النوع البكتيري من فعاليته في عملية المكافحة البيولوجية وتصل كثافة الجراثيم البكتيرية بالتربة إلى الدرجة التي تختزل فيها القابلية للإصابة للنيماتودا ونقص إنتاج الإناث المصابة ومن ثم انخفاض في كثافة جراثيم البكتيريا.

بكتيريا كروموباكتيريم Chromobacterium sp:

تثبط بكتيريا كروموباكتيريم Chromobacterium sp وهي بكتيريا عصوية سالبة لصبغة جرام من عملية فقس بيض العديد من أنواع النيماتودا مثل النيماتودا الحوصلة Globodera rostochiensis التي تصيب نباتات البطاطس، وآلية البكتيريا في هذا الصدد هو إفرازها لإنزيم الكيتينيز الذي يحلل بوليمر الكيتين.

* أنواع جنس باسيلس Bacillus:

تؤثر بعض بروتينات بكتيريا باسيلس ثورينجينسيس B. thuringensis على النيماتودا التي تعيش معيشة حرة أو متطفلة على النبات، ويظهر تأثير هذه البروتينات بتكوين مسام في غشاء الخلية الخاصة بالخلايا الطلائية للقناة الهضمية، ويؤدى تناول النيماتودا لهذه البلورات إلى إسالة قنواتها الهضمية حيث يظهر تأثيرها المباشر تجاه الخلايا الطلائية للمعي الوسطى بتكوين فجوات وثغرات وتجويفات وفي النهاية تحليل كلي للأمعاء. كذلك تلعب أنواع جنس الباسيلس الأخرى مثل النوع باسيلس سيريس B. cereus والنوع باسيلس ستلس B. subtilis دورًا هامًا في تثبيط نشاط وتكاثر كل من نيماتودا تعقد الجذور Meloidogyne ونيماتودا التقرح Pratylenchus.

* أنواع جنس ستربتوميسز Streptomyces spp :

تمثل أنواع جنس ستربتوميسز مجموعة كبيرة من الأكتينوميسينات والمعروفة بقدرتها على إنتاج المضادات الحيوية بأنواعها المختلفة، وتكافح بكتيريا Streptomyces castaricanus نيماتودا تعقد الجذور M. incognita ونيماتودا التقرح P. penetrans التي تصيب بعض النباتات، وتؤدى معاملة التربة الزراعية بهذا النوع إلى زيادة نمو ومحصول النباتات المعاملة.

* الأفيرميكتين:

يرجع اكتشاف الأفيرميكتين + avermectin 22,23-dihydroavermectin B1a 22,23-dihydroavermectin B₁b (شكل 3) إلى عام 1980، وذلك على أثر اكتشاف إنتاج بكتيريا ستربتومايسيس أفيرميتيلس Streptomyces avermitilis (شكل 4) وهي من الكائنات الحية الدقيقة التي تقطن التربة الزراعية - لبعض العوامل المضادة لأنواع معينة من ديدان النيماتودا، وهي ديدان متطفلة تصيب أمعاء أي حيوان يتناول بيضها ويهضمه، ويتركز فعل هذه العوامل المضادة على اللافقاريات بتنبيه إفراز حامض جاما أمينوبيوتريك وهو ناقل عصبي مثبط ومن ثم زيادة ارتباطه بمستقبلاته على غشاء الخلية العضلية،

شكل (3) تركيب الافيرمكتين Ivermectin

شكل (4) نمو بكتيريا Streptomycen

ويؤدى ذلك إلى زيادة في تدفق أيونات الكلوريد في الخلية، مما ينجم عنه شلل لا شفاء منه وموت، وتتميز مركبات الأفيرميكتين بسميتها الاختيارية إذ أنها غير ضارة للفقاريات حيث لها هدف خلوي محدد تؤثر فيه، وإلى جانب ذلك تتميز هذه المواد بعدم بقائها في التربة لفترة طويلة حتى مع تكرار استخدامها حيث تكون عرضة للتحليل الضوئي والميكروبي، ومن المتوقع أن يكون لهذه المواد شأن كبير عند تمام التعرف على تركيبها.

والأفيرمكتين عبارة عن مجموعة من ثمانية مركبات تشبه اللاكتونات الحلقية الكبيرة وتتميز بنشاط تضادي عالي ضد أنواع النيماتودا الهامة من الناحية الاقتصادية، إلى جانب بعض الحشرات مثل دودة كيزان الأذرة corn earworm وأنواع ديدان Southern armyworm في محاصيل الأذرة والبرسيم والكريزائشم، والطفيليات الحيوانية، والأكاروس، والحلم.

وقد تم إنتاج عدة مبيدات حيوية لمقاومة الآفات الزراعية من الافيرمكتين ب 1 Avermectin B1 المعروف باسم الأبامكتين abamectin بعضها للأكاروس acaricide والبعض الآخر للحشرات insecticide.

* بكتيريا ستينوتروفوموناس مالتوفيليا Stenotrophomonas maltophilia:

بكتيريا ستينوتروفوموناس مالتوفيليا S. maltophilia بكتيريا هوائية سالبة لجرام، وهي النوع المثالي لجنس Stenotrophomonas منذ عام (1993)، وقد كانت تعرف سلفًا باسم Pseudomonas maltophilia or Xanthomonas maltophilia (شكل 5).

ويثبط الكثير من سلالات هذا النوع البكتيري من عملية فقس بيض النيماتودا الحوصلية التي تصيب نبات البطاطس Globodera restochiensis، ويتم عزل هذا الميكروب من الأراضي ذات الطبيعة التثبيطية للنيماتودا الحوصلية للبطاطس، ويعتبر إفراز إنزيم الكيتينيز هو الآلية الأساسية التي توظفها هذه البكتيريا لتثبيط عملية فقس بيض النيماتودا حيث يحلل الإنزيم الكيتين بقشرة البيضة.

شكل (5) بكتيريا Stenotrophomonas maltophilia

* دور الريزوبكتيريا في مكافحة النيماتودا:

الريزوبكتيريا rhizobacteria هي بكتيريا تتواجد على جذور النباتات تتغذى على إفرازاتها وتشجع نموها ولذلك يطلق عليها مسمى البكتيريا المشجعة لنمو النبات plant growth-promoting rhizobacteria، وتعتبر بكتيريا المجال الجذري هذه ضمن المقاومات البيولوجية للنيماتودا المتطفلة على النبات، وتتضمن هذه المجموعة المركبة عشرات الأجناس البكتيرية ذات التأثيرات المختلفة، ومن أهم البكتيريات المفيدة في هذا المجال أفراد جنس باسيلس Bacillus وسيدوموناس Pseudomonas وسيرتيا Serratia وكثير من أنواع الأكتينوميسينات.

وتضبط بكتيريا المجموع الجذري سلوك النيماتودا في التربة بتداخلها مع النبات عن طريق التنافس على الغذاء، وتشجيع نمو النبات، وحث النظام المناعي لدى النبات، أو بفعل التضاد المباشر عن طريق إنتاج الإنزيمات المختلفة والمضادات الحيوية وسيانيد الهيدروجين والسموم والمواد الأيضية، وتثبط هذه النواتج عملية التكاثر وفقس بيض يرقات النيماتودا كما تؤدى إلى موت النيماتودا.

وتثبط بكتيريا كورينيبكتيريم باروميتباولو Corynebacterium paurometaboluk فقس بيض النيماتودا من خلال إنتاج مركب سيانيد الهيدروجين hydrogen cyanide وإنزيم الكيتينيز chitinase.

وتعتبر بكتيريا سيدوموناس فلوريسنس Pseudomonas fluorescens من عوامل مكافحة النيماتودا الهامة، حيث تتحكم في يرقات النيماتودا عن طريق إنتاج مواد أيضية metabolites مثل مركب 2،4- داي أسيتيل فلوروجلوسينول 2,4-diacetylphloroglucinol والتي تقلل من فقس بيض النيماتودا، وتحث هذه البكتيريا النظام المناعي لدى النبات ضد النيماتودا من خلال تراكم حمض السلسيليك salicylic acid في منطقة الريزوسفير، كما تقوم بتحليل إفرازات الجذور المتخصصة التي تحكم سلوك النيماتودا.

ومن الميكروبات الهامة زراعيًا بكتيريا بركهولدريا سينوسيبسيا Burkholderia cenocepacia formerly Burkholderia cepacia genomovar III, and before that Pseudomonas cepacia، وتستخدم هذه البكتيريا في مكافحة آفات النيماتودا النباتية، حيث تضاد النيماتودا المتطفلة باستثناء نيماتودا الحوصلات، cyst nematodes، وقد تم تسجيل مبيد حيوي للنيماتودا nematicide من هذا النوع في أمريكا.

وتستخدم الجراثيم المتكونة بواسطة بعض سلالات من بكتيريا باسيلس فيرمس بشكل تجاري لمقاومة أنواع نيماتودا تعقد الجذور Meloidogyne spp.، RKN في كثير من نباتات الخضروات والنباتات الطبية والعطرية، وهناك مستحضر تجاري من هذه البكتيريا يحمل مسمى BioNem WP يستخدم في مكافحة العديد من أنواع النيماتودا التي تصيب الخضروات، ويستخدم هذا المستحضر قبل الزراعة لكن يمكن استخدامه أيضًا أثناء المراحل المختلفة لنمو المحصول.

ويتوفر في الوقت الراهن بالأسواق التجارية منتج حيوي يستخدم في مكافحة النيماتودا المتطفلة على بعض نباتات الخضروات يعرف باسم LS 213 or BioYield ، ويحتوي المستحضر على نوعين من سلالات الريزوبكتيريا المشجعة لنمو النبات هما السلالة بانيباسيلس ماسيرنس Paenobacillus macerans GB122 والسلالة باسيلس اميلولكيويفاسينس Bacillus amyloliquefaciens GB99.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

قسم التطوير يقدم دورة عن أخلاقيات المهنة ضمن برنامج تأهيل المنتسبين الجدد

ضمن برنامج (وفاءً للدماء).. المجمع العلمي يقيم محفلًا قرآنيًّا في محافظة المثنى

قسم الشؤون الفكرية يرفد المكتبة المركزية في ديالى بإصدارات معرفية

قسم التطوير يبحث مع ديوان الوقف الشيعي آفاق التعاون في مجال التدريب والتطوير المؤسسي

المزيد

الآخبار الصحية

المركز الاوروبي : كل ركاب سفينة "هانتا" مخالطون معرضون لخطر كبير

ألمانيا.. رئيس الأطباء يدعو للإسراع بتطبيق "ضريبة السكر"

بين الفائدة والضرر.. جدل حول تأثير الشاي والقهوة على العظام

أمراض خطيرة.. أبحاث تكشف مخاطر الجلوس لفترة طويلة

المزيد

الآخبار التكنلوجية

سبع حقائق غير متوقعة عن موجات الراديو

الأجسام الغريبة.. ماذا رأى رواد "أبولو 17" على القمر؟

حرارة المحيطات عند مستويات مقلقة.. وعودة "إل نينيو" تقترب

باحثون يحددون تأثير القهوة على الميكروبيوم والمزاج

المزيد

مواضيع ذات صلة

المبيدات الفطرية المستخدمة في مكافحة الآفات الحشرية

المبيدات البكتيرية المستخدمة في مكافحة الفطريات الممرضة للنبات

المبيدات البكتيرية المستخدمة في مكافحة الحشائش

المبيدات البكتيرية المستخدمة في مكافحة البكتيريا الممرضة للنبات

المبيدات البكتيرية المستخدمة في مكافحة الآفات الحشرية

اللقاحات السمادية

الفطريات ومكافحة الآفات

الفطريات المستخدمة في المكافحة الحيوية للحشرات

الفيروسات ومكافحة الآفات

البكتيريا والمكافحة الحيوية

البدائل المتاحة في مجال المبيدات الحيوية الميكروبية... نظرة حديثة

استخدام الكومبوست ومستخلصاته في مكافحة الآفات