Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε εντομοπαθογόνους μύκητες ως ενδόφυτα για τον βιολογικό έλεγχο του ανθρακωρύχου φύλλων αλόγου-καστανιάς;

Ο ανθρακωρύχος φύλλων αλόγου-καστανιάς, Cameria ohridella (Lepidoptera, Gracillariidae ), είναι ένα σημαντικό παράσιτο των ιπποκαστανιών (Aesculus hippocastanum ) στην Ευρώπη. Αυτός ο μικρός σκόρος (μήκους μόλις 5 χιλιοστών) παρατηρήθηκε για πρώτη φορά στη Μακεδονία το 1984, ωστόσο, η βαλκανική προέλευσή του είναι ακόμη υπό επιστημονική συζήτηση. Από την πρώτη παρατήρηση, έχει αποικίσει μεγάλες περιοχές της Ευρώπης και εξακολουθεί να εξαπλώνεται.

Καταγράφηκε ανάμεσα στα 100 από τα χειρότερα χωροκατακτητικά είδη στην Ευρώπη (Augustin, 2009) και ως εκ τούτου η βιολογία του και οι τρόποι αποτελεσματικής διαχείρισής του έχουν μελετηθεί διεξοδικά (Gilbert et al., 2003; Baraniak et al., 2005; Kenis et al., 2005). Σε υψηλές πυκνότητες, ο σκόρος ξεφυλλίζει εντελώς τα δέντρα ήδη το καλοκαίρι. Η ιδιαίτερα ορατή βλάβη των φύλλων προκαλείται από τη σίτιση των προνυμφών μεταξύ της άνω και κάτω επιδερμίδας των φύλλων. Η ζημιά είναι ιδιαίτερα θεαματική σε πόλεις όπου οι ιπποκαστανιές είναι άφθονες και τα ξεφυλλισμένα δέντρα σε πάρκα και κήπους στις αρχές του καλοκαιριού προκαλούν την ανησυχία του κοινού.

Ο ανθρακωρύχος φύλλων διαχειμάζει σε απορρίμματα φύλλων ως νύμφες και τα ενήλικα εμφανίζονται κατά τον Μάιο. Τα θηλυκά γεννούν αυγά στην επάνω πλευρά του φύλλου και οι προνύμφες νέας γενιάς εκκολάπτονται μέσα σε δύο εβδομάδες. Διαπερνούν την επιδερμίδα των φύλλων στο παρέγχυμα αφομοίωσης όπου εξορύσσουν τον εσωτερικό ιστό με αποτέλεσμα την τυπική βλάβη των φύλλων. Οι προνύμφες φτάνουν σε στάδιο νύμφης στα ορυχεία και τα νεοεμφανιζόμενα ενήλικα άτομα δεύτερης γενιάς εγκαταλείπουν τα ορυχεία και αναπαράγονται. Σε μια εποχή, μπορούν να αναπτυχθούν έως και 2-4 γενιές (Girardoz et al., 2007).

Μέχρι τώρα, οι προσπάθειες για αποτελεσματικό έλεγχο του leaf miner έχουν αποτύχει. Οι στρατηγικές ελέγχου έχουν επικεντρωθεί κυρίως σε μηχανικά μέτρα (π. Δυστυχώς, αυτές οι μέθοδοι είναι είτε ακριβές, βραχυπρόθεσμες ή οικολογικά αμφισβητήσιμες, επομένως εξετάζεται επίσης μια εναλλακτική προσέγγιση ελέγχου με χρήση μυκητιακών παθογόνων (εντομοπαθογόνων μύκητες) (Schemmer et al., 2016).

Οι εντομοπαθογόνοι μύκητες είναι φυσικά παράσιτα των εντόμων που βοηθούν στην πρόληψη του σχηματισμού εστιών πληθυσμού εντόμων. Αυτοί οι μύκητες μπορούν να εξαπλωθούν γρήγορα μεταξύ των πληθυσμών των εντόμων μέσω σπορίων και να μολύνουν τους ξενιστές διεισδύοντας στο δέρμα με υφές που βλασταίνουν. Διάφοροι εντομοπαθογόνοι μύκητες έχουν δοκιμαστεί έναντι διαφόρων παρασίτων εντόμων και αρκετοί έχουν αδειοδοτηθεί επιτυχώς ως μυκοπαρασιτοκτόνα (Faria and Wraight, 2007).

Η δραστηριότητα των εντομοπαθογόνων μυκήτων στους πληθυσμούς των ανθρακωρύχων έχει ήδη μελετηθεί σε χωράφια και έχει δοκιμαστεί στο εργαστήριο. Αν και μολυσματικά στελέχη μυκήτων Beauveria μπασιάνα και Β. pseudobassiana εντοπίστηκαν έναντι των νυμφών ανθρακωρύχων φύλλων (Schemmer et al., 2016), σε περιβάλλοντα αγρού, όπου οι μύκητες εφαρμόστηκαν ως ψεκασμοί σπορίων σε απορρίμματα φύλλων ενάντια στις νύμφες σε χειμερία νάρκη, λήφθηκαν μόνο μη βέλτιστα αποτελέσματα.

Ένας αριθμός μελετών καταδεικνύει ότι η αποτελεσματικότητα αυτών των μυκήτων ως μικροβιακών εντομοκτόνων επηρεάζεται από δυσμενείς αβιοτικούς παράγοντες όπως η θερμοκρασία, η υγρασία, η ηλιακή ακτινοβολία κ.λπ. ως νέα στρατηγική ελέγχου (Jaber and Ownley, 2017). Γενικά, τα ενδόφυτα ορίζονται ως μικροοργανισμοί που υπάρχουν μέσα σε υγιείς φυτικούς ιστούς χωρίς να προκαλούν εμφανή συμπτώματα ή βλάβη στους ξενιστές τους (Wilson, 1995). Είναι γνωστό ότι εκπληρώνουν μια ποικιλία λειτουργιών στα φυτά που μπορεί να ωφελήσουν τους ξενιστές τους, συμπεριλαμβανομένης της προστασίας από τα παράσιτα των εντόμων.

Είναι γνωστό ότι ορισμένοι εντομοπαθογόνοι μύκητες μπορούν να σχηματίσουν μια ενδοφυτική συσχέτιση με τα φυτά. Β. bassiana , το πιο κοινό παθογόνο εντόμων, έχει βρεθεί φυσικά ως ενδόφυτο σε πολλά είδη φυτών και έχει εισαχθεί τεχνητά σε πολλά άλλα. Υπάρχουν συσσωρευμένες ενδείξεις ότι το ενδοφυτικό B. bassiana μπορεί να μειώσει τη ζημιά ενός παρασίτου στα φυτά έμμεσα αναστέλλοντας την ανάπτυξη και την αναπαραγωγή των εντόμων ή άμεσα προκαλώντας μυκητίαση από έντομα που οδηγεί σε θνησιμότητα. Οι εντομοπαθογόνοι μύκητες ως ενδόφυτα μπορούν επομένως να αποτελέσουν μια προοπτική προσέγγιση για τα συστήματα φυτοπροστασίας, μειώνοντας τον κίνδυνο χρήσης φυτοφαρμάκων και προκαλώντας αντίσταση στα έντομα (Vidal and Jaber, 2015).

Η ενδοφυτική συσχέτιση των εντομοπαθογόνων μυκήτων με τις ιπποκαστανιές και ο ρόλος τους ως ενεργοί προστατευτικοί παράγοντες στον ιστό των φύλλων έχει μελετηθεί πρόσφατα. Διεξήχθησαν εργαστηριακές βιοδοκιμές για να προσδιοριστεί εάν Beauveria μπασιάνα και Β. pseudobassiana μπορεί να εγκατασταθεί τεχνητά ως ενδόφυτα σε φύλλα αλόγου-καστανιάς και να διερευνήσει τις επιπτώσεις της ενδοφυτικής Beauveria στο ανθρακωρυχείο φύλλων ιπποκαστανιάς. Δύο στελέχη B. μπασιάνα και ένα στέλεχος B. pseudobassiana , που είχε επιδείξει υψηλή μολυσματικότητα στις νύμφες ανθρακωρύχων φύλλων, αποίκισε με επιτυχία τα φύλλα αλογοκάστανου μετά από τοπική θεραπεία με εναιωρήματα σπορίων. Ο ρυθμός αποικισμού των φύλλων έφτασε σε υψηλές τιμές και παρόλο που το επίπεδο αποικισμού μειώθηκε με την πάροδο του χρόνου, οι μύκητες εξακολουθούσαν να υπάρχουν στον ιστό των φύλλων δύο μήνες μετά τον εμβολιασμό.

Τα αποικισμένα φύλλα μολύνθηκαν τεχνητά από τον ανθρακωρύχο φύλλων αλόγου-καστανιάς και αποδείχθηκε ότι η ζημιά από τις προνύμφες ήταν σημαντικά μικρότερη στην Beauveria - αποικισμένα φύλλα σε σύγκριση με μη αποικισμένα φυτά. Η κατεστραμμένη φυλλική επιφάνεια των αποικισμένων φύλλων ήταν ακόμη και 5 φορές μικρότερη σε σύγκριση με τα μη αποικισμένα φύλλα. Αν και οι προνύμφες των ανθρακωρύχων φύλλων θα μπορούσαν να αναπτυχθούν στην Beauveria -αποικισμένα φύλλα, η επιβίωσή τους μειώθηκε έως και 57%. Εκτός από την επίδραση στην επιβίωση των ανθρακωρύχων φύλλων, επηρεάστηκε επίσης και ένα μέγεθος κουταλιών από πληθυσμό παρασίτων που αναπτύχθηκε σε αποικισμένα φύλλα. Οι νύμφες που ολοκλήρωσαν την ανάπτυξή τους σε αποικισμένα φύλλα είχαν σημαντικά μειωμένο μέγεθος και βάρος. Η δραματικά μικρότερη ζημιά στα αποικισμένα φύλλα, η μείωση της επιβίωσης των ανθρακωρύχων φύλλων και το μέγεθος των νυμφών δείχνουν ότι Beauveria Τα στελέχη που αποικίζουν τα φύλλα παρουσίασαν αποτελεσματικά εντομοκτόνο αποτέλεσμα όταν αναπτύχθηκαν μέσα στον ιστό της ιπποκαστανιάς.

Η ενσωμάτωση εντομοπαθογόνων ενδοφύτων σε τροφικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των δέντρων ανθρακωρύχου και ιπποκαστανιάς καταδεικνύει τις δυνατότητές τους για χρήση στη διαχείριση παρασίτων εντόμων. Ωστόσο, είναι απαραίτητη μια περαιτέρω έρευνα, η οποία θα πρέπει να επικεντρωθεί σε μια τεχνολογία εφαρμογής στο πεδίο, τη μακροπρόθεσμη εγκατάσταση ενδοφύτων στα δέντρα και τις παρενέργειες σε οργανισμούς μη στόχους.

Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο In planta βιοδοκιμασία για τις επιπτώσεις της ενδοφυτικής Beauveria στελέχη κατά των προνυμφών του ανθρακωρύχου φύλλων αλογοκάστανου (Cameria ohridella ), που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Biological Control . Αυτή η εργασία υποστηρίχθηκε από τη Σλοβακική Υπηρεσία Επιχορηγήσεων VEGA (αρ. επιχορήγησης 2/0025/15) και διενεργήθηκε από τον Μάρεκ Μπάρτα από το Ινστιτούτο Δασικής Οικολογίας της Σλοβακικής Ακαδημίας Επιστημών.

Αναφορές:

1. Augustin, S., 2009. Cameria ohridella Deschka &Dimić, ανθρακωρύχος φύλλων καστανιάς αλόγου (Gracillariidae, Lepidoptera). Είδη καταγράφονται 100 από τα πιο χωροκατακτητικά ξένα είδη στην Ευρώπη, στο:Drake, J.A. (Επιμ.), Handbook of Alien Species in Europe. Invading Nature Springer Series in Invasion Ecology, Vol. 3. Springer, Knoxville, σελ. 331.
2. Baraniak, E., Walczak, U., Zduniak, P., 2005. Εμφάνιση και μετανάστευση του ανθρακωρύχου ιπποκαστανιάς Careria ohridella σε σχέση με το μέγεθος της πόλης και την τσουγκράνα των φύλλων, χρησιμοποιώντας το παράδειγμα δύο πόλεων στη Δυτική Πολωνία. J. Pest Sci. 78(3), 145–149. https://doi.org/10.1007/s10340-005-0085-6
3. Faria, M.R., Wraight, S.P., 2007. Mycoinsecticides and mycoacaricides:ένας ολοκληρωμένος κατάλογος με παγκόσμια κάλυψη και διεθνή ταξινόμηση των τύπων σκευασμάτων. Biol. Έλεγχος 43(3), 237–256. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2007.08.001
4. Gilbert, M., Svatoš, A., Lehmann, M., Bacher, S., 2003. Χωρικά μοτίβα και διεργασίες προσβολής στο ανθρακωρυχείο ιπποκαστανιάς Careria ohridella :μια ιστορία δύο πόλεων. Entomol. Exp. Appl. 107, 25–37. https://doi.org/10.1046/j.1570-7458.2003.00038.x
5. Girardoz, S., Quicke, D.L., Kenis, M., 2007. Παράγοντες που ευνοούν την ανάπτυξη και τη διατήρηση εστιών σε έναν επεμβατικό ανθρακωρυχείο φύλλων Cameria ohridella (Λεπιδόπτερα:Gracillariidae ):μελέτη πίνακα ζωής. Αγρ. Forest Entomol. 9(2), 141–158. https://doi.org/10.1111/j.1461-9563.2007.00327.x
6. Jaber, L.R., Ownley, B.H., 2017. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε εντομοπαθογόνους μύκητες ως ενδόφυτα για διπλό βιολογικό έλεγχο παρασίτων εντόμων και παθογόνων φυτών; Biol. Ελεγχος. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2017.01.013
7. Kehrli, P., Bacher, S., 2003. Ημερομηνία αφαίρεσης απορριμμάτων φύλλων για να αποφευχθεί η εμφάνιση της Cameria ohridella την επόμενη άνοιξη. Entomol. Exp. Appl. 107, 159–162. https://doi.org/10.1046/j.1570-7458.2003.00043.x
8. Kenis, M., Tomov, R., Svatoš, A., Schlinsog, P., Lopez Vaamonde, C., Heitland, W., Grabenweger, G., Girardoz, S., Freise, J., Avtzis , N., 2005. The horse-chestnut leaf miner in Europe – Prospects and constraints for biological control, στο:Hoddle, M.S. (Επιμ.), Πρακτικά εργασιών. 2nd International Symposium on Biological Control of Arthropods, Sept 12–16, 2005, USDA Forest Service, Davos, USA, σελ:77–90.
9. Kuldová, J., Hrdý, I., Janšta, P., 2007. The horse chestnut leafminer Cameria ohridella :χημικός έλεγχος και σημειώσεις για την παρασιτοποίηση. Προστασία φυτών. Sci. 43, 47–56.
10. Schemmer, R., Chládeková, P., Medo, J., Barta, M., 2016. Φυσικός επιπολασμός εντομοπαθογόνων μυκήτων σε νύμφες σε χειμερία νάρκη του Cameria ohridella (Λεπιδόπτερα:Gracillariidae ) και μολυσματικότητα επιλεγμένων απομονώσεων. Προστασία φυτών. Sci. 52(3), 199–208. https://doi.org/10.17221/110/2015-PPS
11. Sukovata, L., Czokajlo, D., Kolk, A., Ślusarski, S., Jabłoński, T., 2011. Μια προσπάθεια ελέγχου της Cameraria ohridella χρησιμοποιώντας μια τεχνική προσέλκυσης και σκότωσης. J. Pest Sci. 84(2), 207–212. https://doi.org/10.1007/s10340-010-0342-1
12. Vidal, S., Jaber, L.R., 2015. Εντομοπαθογόνοι μύκητες ως ενδόφυτα:αλληλεπιδράσεις φυτού-ενδόφυτου-φυτοφάγου και προοπτικές χρήσης στον βιολογικό έλεγχο. Curr. Sci. 109(1), 46–54.
13. Wilson, D., 1995. Ενδόφυτο:η εξέλιξη ενός όρου και η αποσαφήνιση της χρήσης και του ορισμού του. Oikos 73, 274–276.