إحيائية نيماتودا تعقد الجذور (Meloidogynidae spp.)

1- الوصف العام للنيماتودا General description

تنتمي نيماتودا تعقد الجذور لفصيلة Meloidogynidae التابعة لرتبة Tylenchida في طائفة Secernentea من شعبة Nematoda .

تتخذ الإناث الكاملة شكلاً كمثرياً ، بينما تحتفظ الذكور بشكلها الدودي (شكل 1). أما اليرقات (اليافعات أو الأحداث Juveniles) فتكون في بداية طورها الثاني (J₂) دودية الشكل ثم تنتفخ قليلاً وتتحول إلى شكل السجق، بينما يتخذ الطورين الثالث والرابع شكلاً منتفخاً. يستدق الطرف الأمامي للأنثى قليلاً ليشكل منطقة عنق ضيقة ورأساً متحركاً. يبلغ متوسط طول جسم الأنثى حوالي 700 ميكرون بقطر 400 ميكرون تقريباً. وتتميز البصلة الوسطى للمريء في الأنثى بضخامتها وكبر حجمها. والذكور ليس لها جراب تناسلي، وذات طول حوالي 1400 ميكرون بقطر 30 ميكروناً تقريباً، بينما يبلغ متوسط طول الطور اليرقي الثاني (J₂) حوالي 400 ميكروناً بقطر 15 ميكرون (1979 ,Lamberti and Taylor Jepson, 1987 ).

2- الأنواع والسلالات Species and races

يعرف حتى الآن ما لا يقل عن 80 نوعاً من أنواع نيماتودا تعقد الجذور، بعضها منتشر في جميع في جميع أنحاء العالم، بينما يتركز البعض الآخر في مناطق بيئية معينة. ويكاد لا يمر عام واحد دون اكتشاف ووصف نوع جديد أو أكثر من هذه النيماتودا. وتعد الأنواع الأربعة التالية: M. incognita ، وM. javanica و M. hapla، وM. arenaria هي الأنواع الأكثر شيوعاً في الحقول الزراعية في معظم أنحاء العالم، إذ تشكل هذه الأنواع الأربعة أكثر من 97% من مجموع الأنواع المعروفة من هذه النيماتودا في العالم ,Hartman and Sasser 1985. ويمكن التمييز بين الأنواع المختلفة بعدة طرق من أشهرها طريقة النمط العجاني Perineal pattern (شكل 2) واختبار العوائل التفريقية. ويتبع للنوع M.incognita أربع. سلالات (1 و 2 و 3 و 4) مرضية، وللنوعين M. javanica, M. arenaria سلالتان (سلالة 1 و 2) (1977 ,Taylor and Sasser, 1978 Sasser and Triantaphylou Stephan,1988, Hartman and Sasser, 1985 .

3- المدى العوائلي Host range

تصيب الأنواع المختلفة من هذه النيماتودا ما لا يقل عن 3000 نوع نباتي من محاصيل الحقل والخضر وأشجار الفاكهة والغابات ونباتات الزينة والحشائش وغيرها. ويكاد لا يخلو أي نبات مزروع من إمكانية إصابته بنوع أو أكثر من أنواع هذه النيماتودا. تُعد الأنواع المختلفة من نيماتودا تعقد الجذور غير متخصصة بصفة عامة، إلا أن هناك عدداً محدوداً من أنواعها يعد متخصصاً إلى حد كبير، مثل M. exigua على البن، و M. mali على التفاح (Taylor and Sasser, 1978).

شكل 1: نيماتودا تعقد الجذور. (أ) الذكر. (ب) الجزء الأمامي للذكر، (ج) الجزء الأمامي للأنثى، (د) الطور اليرقي (اليافع) الثاني، (هـ) الجزء الخلفي للذكر. (و) الأنثى.

شكل 2: صور بالمجهر الضوئي توضح النمط العجاني لأربعة أنواع من نيماتودا تعقد الجذور:

(أ) M. javanica ، (ب) M. incognita ، (ج) M. hapla ، (د) M. arenaria

4- التغذية Feeding

تُعد نيماتودا تعقد الجذور Meloidogyne spp. طفيليات داخلية ساكنة Sedentary endoparasites على الجذور تخترق يرقات (يافعات) الطور الثاني (J₂) الجذور في منطقة أعلى بقليل من قمة الجذر ، حيث تقوم أولاً - وبواسطة رمحها – بعمل ثقب في الجذر على شكل فتحة صغيرة تخترق من خلالها إلى داخل الجذر (شكل 3)، يساعدها في ذلك إفرازات كيميائية تسهل عملية الاختراق. ثم تأخذ طريقها داخل نسيج الجذر وتتحرك داخل النسيج لفترة قصيرة قبل أن تستقر في مكان التغذية Feeding site، وذلك بالقرب من خلايا الحزم الوعائية الحاملة للعصارة الغذائية، بحيث يصبح رأس النيماتودا في الحزم الوعائية والجسم في منطقة القشرة للجذر بالقرب من منطقة الاستطالة. ثم - وبواسطة الرمح - تثقب النيماتودا جدر الخلايا المحيطة بها وتحقنها بالعصارات الهاضمة التي تفرزها غدد المريء. تسبب هذه العصارات تضخم Hypertrophy بضعة خلايا في نسيج الاسطوانة الوعائية تحيط برأس النيماتودا تسمى فيما بعد بالخلايا العملاقة Giant cells تتغذى النيماتودا من خلالها. كما أن هذه العصارات تؤدى إلى ازدياد معدل انقسام الخلايا Hyperplasia في النسيج المحيط Pericycle. وكل ذلك يقود عادة إلى تضخم منطقة الإصابة بالجذر على شكل عقد جذرية Galls، وعادة تحتوي العقدة الواحدة على أنثى أو أكثر.

يتغذى أفراد الطور اليرقي (اليافع) الثاني (J₂) ، ولاحقاً الإناث (علماً بأن الأطوار اليافعة الأخرى والذكور لا تتغذى من خلال امتصاص محتويات الخلايا العملاقة (الخلايا المغذية). تعمل العصارات الهاضمة التي تفرزها النيماتودا من غدد المريء على هضم سيتوبلازم الخلية هضما جزئيا خارجيا حيث تزداد سيولته وسهولة امتصاصه. تمتص النيماتودا هذا الغذاء المهضوم جزئيا عن طريق تجويف الرمح، وذلك بمساعدة تقلص عضلات المريء الذي يعمل في هذه المرحلة كمضخة ماصة . تمر المادة الغذائية من خلال تجويف الرمح، فتجويف المريء، ومن ثم إلى تجويف الأمعاء حيث يتم الهضم النهائي للغذاء. ينتج عن الهضم حبيبات دهنية تخزن في خلايا الأمعاء تستخدمها النيماتودا في عملية التمثيل الغذائي (الأيض) لإنتاج الطاقة اللازمة لنموها وحركتها ونشاطها.

5- التكاثر Reproduction

تتكاثر معظم أنواع نيماتودا تعقد الجذور تكاثرا بكريا Parthenogenesis، لكن هناك بعض الأنواع القليلة مثل M.naasi و M. graminis تتكاثر اختياريا عن طريق التكاثر الخلطي Amphimixis. في التكاثر البكري لا تحتاج الإناث إلى حيوانات منوية حتى لو وجدت تلك الحيوانات في الحوصلة المنوية بجهازها التناسلي يختلف عدد الذكور الناتجة عن تكاثر النيماتودا وذلك باختلاف توفر الغذاء والتزاحم الشديد على مواقع التغذية وغيرها من العوامل. تتطور معظم اليرقات (اليافعات) إلى إناث عندما يكون الغذاء متوفرا ، بينما تتطور نسبة كبيرة منها إلى ذكور ، من خلال عملية عكس الجنس Sex reversal ، وذلك في حالة نقص الغذاء، وفي حالة الإصابة الشديدة، أو عندما تصبح النباتات المصابة متقدمة في العمر. وهذه إستراتيجية تتبعها النيماتودا لحفظ النوع، نظراً لأن الذكور هنا لا تلعب أي دور في عملية التطفل والتغذية.

6- التطور الجنيني Embryo development

تضع الأنثى البيض، عادة في طور الخلية الواحدة (one-celled stage)، حيث يجمع البيض مع مادة جلاتينية (تفرزها ثلاث غدد خاصة) في كتلة واحدة تسمى كتلة البيض egg mass تتكون داخل الجذر ثم تبرز على سطحه. تحتوي كل كتلة على 300 - 500 بيضة، وأحياناً على أكثر من ألف (1000) بيضة.

يبدأ تطور الجنين خلال ساعات من وضع البيض، حيث تتطور خلية الجنين الأولى إلى خليتين ثم أربع، ثم ثمان، ثم 16، ثم 32 خلية . وهكذا يستمر التطور إلى أن تتكون اليرقة (اليافعة) كاملة في طورها الأول (J₁) مع رمح واضح، وهي ملتفة داخل قشرة البيضة. ومع استمرار نمو الطور اليرقي (اليافع) الأول يحدث الانسلاخ الأول (M₁) ويتكون الطور اليرقي (اليافع) الثاني (J₂) داخل البيضة.

7- الفقس Hatching

يفقس البيض بعد اكتمال الانسلاخ الأول وتطور اليرقة (اليافعة) إلى الطور اليرقي (اليافع) الثاني (J₂) . ويحتاج فقس البيض إلى توفر ظروف بيئية مناسبة، مثل درجات الحرارة والرطوبة المناسبتين. تبدأ عملية الفقس بزيادة نفاذية قشرة البيضة الذي ينتج عنه زيادة المحتوى المائي للطور اليرقي (اليافع) الثاني (J₂) داخل البيضة، ومن ثمّ زيادة نشاطه وإفرازه لإنزيمات الفقس. يقوم الطور اليرقي الثاني بعمل حركات ترددية سريعة للرمح في نقاط متجاورة على طرف القشرة لعمل ثقباً صغيراً يدفع نفسه من خلاله إلى الخارج وهو مهياً للحركة والتغذية، ويسمى في هذه المرحلة بالطور القادر على الإصابة Infective stage . وقد لا تترك هذه اليرقات اليافعات الفاقسة كتلة البيض سريعاً، فأحياناً نلاحظ أطوار يرقية (يافعات) مختلطة مع البيض في أطوار نمو مختلفة وهي جميعاً داخل كتلة البيض. بعد أن تترك اليرقات (J₂) كتلة البيض تتحرك في التربة باحثة عن جذر نبات عائل لاختراقه والتغذية عليه.

8- دورة الحياة Life cycle

تضع الأنثى الناضجة البيض في كيس بيض (شكل 4) Egg sac يبرز عادة على سطح الجذر. يتطور الجنين داخل البيضة إلى أن يصل إلى الطور اليرقي (اليافع) الأول (j₁) ، ثم يحدث الانسلاخ الأول داخل البيضة، ويتكون الطور اليرقي (اليافع) الثاني (j₂) داخل البيضة. وعند توافر درجات الحرارة والرطوبة المناسبة يفقس البيض ويخرج الطور اليرقي الثاني، وهو الطور المعدي Infective stage الوحيد القادر على بدء الإصابة تخترق يرقات (يافعات) الطور الثاني المعدي جذيرات العائل، وتتحرك لفترة قصيرة، ثم تستقر داخل الجذر وتبدأ في التغذية. بعد ذلك تحدث ثلاثة انسلاخات متتالية لتمر اليرقات بالأطوار اليرقي الثالث (J₃) ، ثم اليرقي الرابع (J₄) ، ثم الطور البالغ من إناث وذكور (شكل 4) تستعيد الذكور شكلها الدودي، وتغادر أنسجة الجذر إلى التربة، وغالباً لا يكون لها دور في عملية التكاثر، إذ أن التكاثر في أغلب أنواع نيماتودا تعقد الجذور تكاثر بكري. أما الإناث فتنتفخ، وتتخذ الشكل الكمثري، وتستأنف التغذية على الخلايا العملاقة. وعند نضجها تضع الإناث البيض في كتل جيلاتينية. تستغرق دورة الحياة عادة 3-4 أسابيع في الفصول الدافئة، وعموما يبلغ متوسط عدد الأجيال في السنة 7-10 أجيال متداخلة (Taylor and Sasser, 1978) .

9- الأعراض Symptoms

تُعد الأعراض الظاهرية على المجموع الخضري غير متخصصة، فهي تشمل ضعفاً عاماً في نمو النبات، يصاحبه عادة اصفرار للأوراق وأعراض تشبه أعراض نقص العناصر الغذائية. وكذلك تشمل الذبول، وخاصة وقت الظهيرة. كما يحدث نقص كبير في كمية المحصول الناتج ونوعيته.

أما على المجموع الجذري، فتتميز الأعراض بوجود عقد جذرية root galls على الجذور المصابة (شكل 5) . لكن يجب الحذر وعدم التسرع في تشخيص الإصابة بنيماتودا تعقد الجذور بالاعتماد فقط على وجود مثل هذه العقد الجذرية، حيث أن هناك بعض الأحياء الأخرى في التربة مثل بكتيريا العقد الجذرية التي تتبع الجنسين Rhizobium وBradyrhizobium وأجناس أخرى من النيماتودا (مثل نيماتودا الجنس Nacobbus)، وحتى بعض الحشرات (كحشرة الفلوكسيرا) تسبب عقدا جذرية.

تتميز الأعراض التشريحية في الجذور المصابة بوجود بضع خلايا عملاقة giant cells في منطقة الاسطوانة الوعائية ونسيج القشرة حول رأس النيماتودا (شكل 6). وهي خلايا ضخمة سرطانية ذات أنوية متعددة كبيرة الحجم تعمل على إمداد النيماتودا بالغذاء (Taylor and Sasser, 1978) .

ومن أهم التأثيرات (الأعراض) الفسيولوجية الانخفاض الكبير في كفاءة الجذر في امتصاص الماء والعناصر الغذائية من التربة، وكذلك حدوث تغير في محتوى الخلايا المصابة من السكريات والأحماض الأمينية وبعض العناصر كالنيتروجين والفسفور والبوتاسيوم وغيرها .