Interaction Between The Biocontrol Agents; Entomopathogenic Nematodes, Serratia Marcescens, and Beauveria Bassiana Isolated From Palestine
Date
2000
Authors
Omar Mosa Mohamad Dar-Issa
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Biological control agents, such as nematodes, bacteria, and tungi have been successfully used as alternatives of chemical pesticides. Their use involves in some cases a combination of two or more agents. The combined agents may interact with one another during their application either outside or inside the target insect leading to either increased or decreased efficiency of the biological control process. The nature of such interactions and their effect on the efficacy of each biocontrol agent has not been given an adequate attention yet. In this work. we isolated, identified, and characterized a new isolate of entomopathogenic bacterium S. marcescens. We studied the effect of the new isolate and another entomopathogenic fungal isolate Beauveria bassiana on the invasion and recovery of the insect-pathogenic nematode Heterorhabditis, strain Bethlehem 11. Both of the fungal isolates and nematode strain were isolated at the UNESCO Biotechnology Center at Bethlehem University. The insect used in this study was last instar larvae of the wax moth Galleria mellonella.
Experiments aiming at studying in-vitro interactions showed that the survival of the nematode Infective juveniles (IJs) stage is not affected by incubation in S. marcescens or B.bassiana cultures for 48 hours at continuous shaking. However, the survival of the Juvenile 4stage (J4) was substantially reduce by both pathogens. Infection of G. mellonella larvave for 24 hours with S. marcescens larvae or B.bassiana before nematode infection slightly decreased insect mortality, and dramatically reduced the invasion of ncinatode l.ls into the insect. That is; when the insect larvae were infected with nematode l.ls alone (control), the penetration reached 7.37% . However, when the Galleria larvae were preinfected with S.marcescens or B.bassiana for 24 hours the penetration was restricted to 1.16% and l.72% respectively.
Similar effect of preinfecting the insect was obtained on the recovery of nematode infective Juveniles into adults. The recovery of IJs in larvae preinfected with either S. marcescens or B.bassiana was 0.61% and 1.2% respectively, compared to 7.0% recovery in the control. Also, the total production of nematodes was suppressed by preinfection for 24 hours with S. marcescens or B. bassiana. While preinfection with the first pathogen totally hindered nematode production, preinfection with the second pathogen restricted nematode production to 2.l x 10³ individuals/larvae, compared to 106x10³ individuals/larvae in control. Moreover, preinfecting larvae with the fungal pathogen tor periods of 48, 72, and 96 hours totally inhibited nematode production. These findings should be taken in consideration when we evaluate the efficacy and sustainability of EPNs biocontrol agent when applied simultaneously with S. marcescens or B. bassiana or in fields previously treated with these agents.
تستخدم عوامل المكافحة الحيوية مثل النيماتودات الممرضة للحشرات، والبكتيريا و الفطر في مكافحة الآفات الزراعية لتقليل استخدام المبيدات الحشرية. في بعض الحالات يتضمن استخدامها الدمج بين أكثر من عامل. في مثل هذه الحالات قد يحدث تفاعل بين العوامل أثناء تطبيقها. هذا التفاعل قد يحصل خارج أو داخل الحشرة مما يؤدي إلى زيادة أو نقصان في فعالية العامل الحيوي المستخدم. ان طبيعة هذه التفاعلات وأثرها على فعالية العامل الحيوي لم تعطى حقها من الاهتمام والدراسة. في هذا البحث عزلنا وصنفنا عزلة جديدة من البكتريا الممرضة للحشرات. Beauveria bassianaأو بالفطر Serratia marcescens وكذلك درسنا تأثير معاملة الحشرة على نسبة هجوم وتطور النيماتودا الممرضة للحشرات من النوع Heterorhabditis indiea BethlehemІІ. أظهرت النتائج الأولية و أن بقاء الطور المعدي (Infective Juvenilse) من العزلة BethlehemІІ استخدمنا في هذه الدراسة يرقة حشرة الشمع Gaheria mellonella الحساسة لعوامل المكافحة الحيوية. لم يتأثر عند حضنه بـ Serratia marcescens أو بـ Beauveria bassiana لمدة 48 ساعة في حين ان الطور الرابع (4J) تأثر بكلا العاملين مع أن معاملة الحشرة لمدة 48 ساعة بـ Serratia marcescens أو Beauveria bassiana لم يحدث تأثير ملموس على سرعة موت الحشرة، الا أنه على قدرة النيموماتودات على مهاجمة الحشرة وتطورها في داخلها. بمعنى أخر، اصابة الحشرة بالنيماتودات لوجدها (الضابط) كانت 37.7% بينما معاملة الحشرة بالبكتيريا أو الفطر أو لا لمدة 24 ساعة قلص نسبة دخول الطور المعدي للنيماودات اليها ل 1.16% و 1.72% بالتعاقب. تأثير مشابه على قدرة تطور المعدي للنيماتودات إلى حشرات يافعة عند معاملة حشرة الشمع بالبكتيريا أو الفطر قبل النيماتودات (61.0% و 1.2% بالتعاقب بالمقارنة مع 7.0% للضابط). كذلك أثرت هذه المعاملة على الانتاج الكلي للنيماتودات (4020نيماتود / للحشرة الواحدة المعاملة بالبكتيريا و 2161 نيماتودا للحشرة الواحد المعاملة بالفطر بالمقارنة مع 106X 103 للحشرة الةاحدة غير المعاملة. أظهر هذا العمل أن معاملة حشرة الشمع بالبكتيريا لمدة 24 ساعة أو لغاية 96 ساعة بالفطر قلل نسب دخول وتطور وانتاج النيماتودا H.indica من النوع BethlehemІІ. يجب أخذ هذه الحقاق بالحسبان لتقييم فعالية واستمرار البقاء للنيماتودات عند استخدامها في مثل هذه الحالات.
تستخدم عوامل المكافحة الحيوية مثل النيماتودات الممرضة للحشرات، والبكتيريا و الفطر في مكافحة الآفات الزراعية لتقليل استخدام المبيدات الحشرية. في بعض الحالات يتضمن استخدامها الدمج بين أكثر من عامل. في مثل هذه الحالات قد يحدث تفاعل بين العوامل أثناء تطبيقها. هذا التفاعل قد يحصل خارج أو داخل الحشرة مما يؤدي إلى زيادة أو نقصان في فعالية العامل الحيوي المستخدم. ان طبيعة هذه التفاعلات وأثرها على فعالية العامل الحيوي لم تعطى حقها من الاهتمام والدراسة. في هذا البحث عزلنا وصنفنا عزلة جديدة من البكتريا الممرضة للحشرات. Beauveria bassianaأو بالفطر Serratia marcescens وكذلك درسنا تأثير معاملة الحشرة على نسبة هجوم وتطور النيماتودا الممرضة للحشرات من النوع Heterorhabditis indiea BethlehemІІ. أظهرت النتائج الأولية و أن بقاء الطور المعدي (Infective Juvenilse) من العزلة BethlehemІІ استخدمنا في هذه الدراسة يرقة حشرة الشمع Gaheria mellonella الحساسة لعوامل المكافحة الحيوية. لم يتأثر عند حضنه بـ Serratia marcescens أو بـ Beauveria bassiana لمدة 48 ساعة في حين ان الطور الرابع (4J) تأثر بكلا العاملين مع أن معاملة الحشرة لمدة 48 ساعة بـ Serratia marcescens أو Beauveria bassiana لم يحدث تأثير ملموس على سرعة موت الحشرة، الا أنه على قدرة النيموماتودات على مهاجمة الحشرة وتطورها في داخلها. بمعنى أخر، اصابة الحشرة بالنيماتودات لوجدها (الضابط) كانت 37.7% بينما معاملة الحشرة بالبكتيريا أو الفطر أو لا لمدة 24 ساعة قلص نسبة دخول الطور المعدي للنيماودات اليها ل 1.16% و 1.72% بالتعاقب. تأثير مشابه على قدرة تطور المعدي للنيماتودات إلى حشرات يافعة عند معاملة حشرة الشمع بالبكتيريا أو الفطر قبل النيماتودات (61.0% و 1.2% بالتعاقب بالمقارنة مع 7.0% للضابط). كذلك أثرت هذه المعاملة على الانتاج الكلي للنيماتودات (4020نيماتود / للحشرة الواحدة المعاملة بالبكتيريا و 2161 نيماتودا للحشرة الواحد المعاملة بالفطر بالمقارنة مع 106X 103 للحشرة الةاحدة غير المعاملة. أظهر هذا العمل أن معاملة حشرة الشمع بالبكتيريا لمدة 24 ساعة أو لغاية 96 ساعة بالفطر قلل نسب دخول وتطور وانتاج النيماتودا H.indica من النوع BethlehemІІ. يجب أخذ هذه الحقاق بالحسبان لتقييم فعالية واستمرار البقاء للنيماتودات عند استخدامها في مثل هذه الحالات.