Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να μελετηθεί η επίδραση των εντομοπαθογόνων μυκήτων Beauveria bassiana Balsamo (Vuillemin) (Hypocreales: Cordycipitaceae), Metarhizium robertsii (Metchnikoff) Sorokin (Hypocreales: Clavicipitaceae) και Isaria fumosorosea (Wize) Brown & Smith (Hypocreales: Clavicipitaceae), πουαπομονώθηκαν από ελληνικά εδάφη, επί του κυριότερου και πιο επιβλαβούς εχθρού της καλλιέργειας του γλυκού σόργου, του λεπιδόπτερου Sesamia nonagrioides (Lefebvre) (Lepidoptera: Noctuidae).
Μελετήθηκε στο εργαστήριο η επίδραση έξι στελεχών των παραπάνω μυκήτων στην επιβίωση των προνυμφών του εντόμου. Τα στελέχη των μυκήτων προκάλεσαν υψηλή θνησιμότητα στις προνύμφες του εντόμου, που κυμάνθηκε σε ποσοστά από 78%-98%. Αποτελεσματικότερα στελέχη ήταν τα B. bassiana (ΙΓΕ3), M. robertsii (Elateridae) και I. fumosorosea (Άγιος Στέφανος). Αυτές οι τρείς απομονώσεις επιλέχθηκαν προκειμένου να εξεταστεί η επίδραση της πυκνότητας των κονιδιακών εναιωρημάτων στη θνησιμότητα των προνυμφών. Καταγράφηκαν ποσοστά θνησιμότητας 7%-93% σε σχέση με την πυκνότητα των κονιδιακών εναιωρημάτων επί των προνυμφών. Διαπιστώθηκε ότι η ικανότητα που παρουσιάζουν οι εντομοπαθογόνοι μύκητες στον έλεγχο της επιβίωσης προνυμφών του εντόμου ήταν ανάλογη της χρησιμοποιημένης πυκνότητας των κονιδιακών εναιωρημάτων.
Επίσης, μελετήθηκε η αλληλεπίδραση των εντομοπαθογόνων μυκήτων B. bassiana (ΙΓΕ3) και M. robertsii (Elateridae) με εμπορικό σκεύασμα Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki όσον αφορά τη θανάτωση προνυμφών του εντόμου S. nonagrioides. Η θνησιμότητα των προνυμφών καταγράφηκε καθημερινά για δεκαέξι ημέρες και κυμάνθηκε από 56-100% για τον M robertsii μαζί με το B thuringiensis subsp. kurstaki και 54-100% για τον B. bassiana μαζί με το βάκιλο. Επίσης, η συνδυασμένη δράση των μικροοργανισμών υπολογίστηκε για την όγδοη, δέκατη τρίτη και τη δέκατη έκτη μέρα και βρέθηκε προσθετική στους περισσότερους συνδιασμούς για την δέκατη τρίτη και δέκατη έκτη μέρα ενώ την όγδοη μέρα η συνδυαστική δράση των παθογόνων βρέθηκε αρνητική στους περισσότερους συνδιασμούς και χαρακτηρίζεται ως ανταγωνιστική. Η ανάπτυξη των εντομοπαθογόνων μυκήτων όταν καλλιεργήθηκαν σε θρεπτικό υπόστρωμα που περιείχε υδατικό διάλυμα B. thuringiensis subsp. kurstaki, δεν επηρεάστηκε από την παρουσία του βακτηρίου. Ο συνδυασμός του B. thuringiensis subsp. kurstaki με τους εντομοπαθογόνους μύκητες που εξετάσαμε είχε ως αποτέλεσμα να αυξηθεί η θνησιμότητα των προνυμφών του S. nonagrioides.
Τα στελέχη ΙΓΕ3, Elateridae και Άγιος Στέφανος των εντομοπαθογόνων μυκήτων B. bassiana, M. robertsii και I. fumosorosea αντίστοιχα, δοκιμάστηκαν επί των προνυμφών του S. nonagrioides σε τρεις κονιδιακές συγκεντρώσεις και μελετήθηκε η επίδρασή τους στην πρόσληψη τροφής, στην κατανάλωση τροφής και στην ανάπτυξη των προνυμφών. Παρατηρήθηκε μείωση της πρόσληψης τροφής από προνύμφες 3ης προνυμφικής ηλικίας σε ποσοστά 41-81%, μείωση του βάρους τους κατά 29-45% και μείωση των απορριμάτων κατά 46-81%. Παρατηρήθηκε επίσης ελάττωση της σχετικής ταχύτητας ανάπτυξης των προνυμφών κατά 31-72% και της σχετικής ταχύτητας κατανάλωσης τροφής κατά 12-35%. Τέλος, ο δείκτης πεπτικότητας, ο δείκτης μετατροπής της προσληφθείσας τροφής και ο δείκτης μετατροπής της αφομοιωμένης τροφής ήταν υψηλότεροι σε σχέση με τους αντίστοιχους του μάρτυρα. Τα παραπάνω αποτελέσματα υποδεικνύουν ενδεχομένως ότι η μόλυνση από τους εντομοπαθογόνους μύκητες προκαλεί επιδείνωση σε ορισμένες τροφικές διεργασίες της προνύμφης που θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην υπονόμευσή της από ασιτία.
Επίσης πραγματοποιήθηκαν πειράματα στο πεδίο προκείμενου να μελετηθεί η επίδραση της ενδοφυτικής παρουσίας των εντομοπαθογόνων μυκήτων B. bassiana, M. robertsii και I. fumosorosea στις προνύμφες του εντόμου S. nonagrioides in planta. Kαι οι τρείς μύκητες έδρασαν αποτρεπτικά απέναντι στην προσπάθεια των προνυμφών να εισέλθουν στο στέλεχος του φυτού. Οι προνύμφες της 4ης προνυμφικής ηλικίας που πέτυχαν να εγκατασταθούν στο στέλεχος των φυτών δημιούργησαν στοές μικρότερου μήκους παρουσία των μυκήτων, και η θνησιμότητά τους ήταν μεγαλύτερη, επιβεβαιώνοντας τα αποτελέσματα των in vitro πειραμάτων.
Ως προς τις επιπτώσεις της παρουσίας των ενδοφύτων στο φυτό ξενιστή, η επίδραση της παρουσίας των μυκήτων στην ανάπτυξη, την τελική βιομάζα και την κατανομή της βιομάζας σε υπέργειους ή υπόγειους ιστούς των φυτών καταγράφηκε ως ουδέτερη. Η συγκέντρωση της χλωροφύλλης και η περιεκτικότητα σε νερό δεν παρουσίασαν μεταβολές που μπορούν να αποδοθούν στην παρουσία των ενδοφύτων. Ωστόσο, ορισμένες παράμετροι της φωτοσυνθετικής διαδικασίας (καθαρή φωτοσύνθεση, ταχύτητα ροής ηλεκτρονίων, η πιθανότητα μετατροπής της συλληφθείσας ενέργειας σε ροή ηλεκτρονίων, η πιθανότητα μεταφοράς ηλεκτρονίων από τους ενδιάμεσους φορείς μέχρι την αναγωγή των τελικών υποδοχέων στο PSI και ο δείκτης ζωτικότητας της φωτοσυνθετικής συσκευής PItotal) επηρεάστηκαν αρνητικά μετά την προσβολή των στελεχών του σόργου από τις προνύμφες του εντόμου. Η ενδοφυτική παρουσία των μυκήτων B. bassiana και M. robertsii απέτρεψε τις
παραπάνω αρνητικές επιδράσεις.
Τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής προσφέρουν ισχυρές ενδείξεις για επιτυχή χρησιμοποίηση ορισμένων στελεχών των εντομοπαθογόνων μυκήτων στον έλεγχο των προνυμφών του εντόμου S. nonagrioides τόσο στο εργαστήριο όσο και στο πεδίο. Επίσης, θα ήταν ενδιαφέρουσα η περαιτέρω μελέτη της χρήσης αυτών τωνεντομοπαθογόνων μυκήτων κάτω από συνθήκες μειωμένης διαθεσιμότητας νερού. / The aim of this study was to investigate the effect of entomopathogenic fungi Beauveria bassiana Balsamo (Vuillemin) (Hypocreales: Cordycipitaceae), Metarhizium robertsii (Metchnikoff) Sorokin (Hypocreales: Clavicipitaceae) and Isaria fumosorosea (Wize) Brown & Smith (Hypocreales: Clavicipitaceae), isolated from Greek soils against the main and most damaging pest of sweet sorghum, Mediterranean corn borer Sesamia nonagrioides (Lefebvre) (Lepidoptera: Noctuidae).
Laboratory studies were performed to determine the effect of six strains of the above fungi on survival of larvae of S. nonagrioides. All strains of fungi causing high mortality among larvae, killed 78 - 98% of exposed larvae. The most effective were B. bassiana (IGE3), M. robertsii (Elateridae) and I. fumosorosea (Agios Stefanos). These three isolates were selected to examine the effect several conidial suspensions on the mortality of larvae. Recorded mortality was from 7% - 93% depending on the density of conidial suspensions used on larvae. From the above results was found that the capability provided by the entomopathogenic fungi to control the insect was according by the density of the conidial suspensions.
Also, the interactions between commercial B. thuringiensis subsp. kurstaki and two entomopathogenic fungi were examined on larvae of S. nonagrioides in 8, 13 and 16 days post-treatment intervals. An overall positive interaction between the pathogens was observed and larval mortality at 16 days was 56–100% exposed to M. robertsii combined with B. thuringiensis subsp. kurstaki, whereas B. bassiana combined with B. thuringiensis subsp. kurstaki killed 54–100 % of exposed larvae. After 8 days, in 6 of the combinations, we found an additive relationship between the pathogens, whereas, a negative interaction was observed in 10 of them. In contrast, after 13 days, we observed a positive interaction in two combinations, which could be considered as synergistic, additive in ten combinations and negative in only four combinations. Finally, after 16 days, in eleven combinations we found an additive interaction, whereas negative interaction was recorded in five of them. We conclude that application of combined pathogens may be more effective for S.nonagrioides control.
The strains IGE3, Elateridae and Agios Stefanos of B. bassiana, M. robertsii and I. fumosorosea respectively, were tested for their effectiveness on larval food intake, food consumption and larvae growth at three conidial concentrations. We observed a decrease in food intake by the larvae ranged between 41 and 81%, reduced larvae weight from 29 to 45% and reduced production of wastes from 46 to 81%. We also recorded significant differences in the relative growth rate of larvae, the relative consumption rate of larvae, the index digestibility, the conversion ratio of ingested food and the conversion ratio of assimilated food between infected and control individuals. Therefore, it is possible that infection of larvae by the fungi has an adverse effect on physiological and metabolic processes, which results in larva starvation.
Subsequently, we performed experiments in the field, in order to investigate the plant–endophyte association behavior using B. bassiana, M. robertsii and I. fumosorosea, as well as the impact of these associations on larva activity when in planta and under environmental conditions. All three fungal species significantly prevented larvae from entering into plants’ stalk. Statistically significant differences were also observed in the length of tunnels created by larvae in the stem of the plant and in their mortality for individuals infected by the entomopathogenic fungi. These results confirm our findings of the in vitro experiments. Regarding the effect of endophytes on the host plant, a neutral impact was recorded for the development, final biomass and distribution of biomass to the aboveground and underground plant tissues. Temporary changes of chlorophyll concentration and leaf water content stability throughout the experimental period should not be attributed to the presence of endophytes. However, some aspects of the photosynthetic process (net photosynthesis, electron transport rate, as well as parameters of the photosynthetic machinery relative to electron flow round the two photosystems) negatively affected after infection of plants by the larvae. The presence of B. bassiana and M. robertsii ameliorated these adverse effects.
The results of this study are strongly indicative of successful usage of certain fungi strains for biological control of S. nonagrioides larvae both in laboratory conditions and in the field.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/8200 |
| Date | 13 January 2015 |
| Creators | Μαντζούκας, Σπυρίδων |
| Contributors | Γραμματικόπουλος, Γεώργιος, Mantzoukas, Spiridon, Μανέτας, Ιωάννης, Πετροπούλου, Γιόλα, Κοντοδήμος, Δημήτριος, Καραναστάση, Ειρήνη, Μυλωνάς, Παναγιώτης, Παπαδούλης, Γεώργιος, Γραμματικόπουλος, Γεώργιος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 12 |
| Relation | Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.0026 seconds