Susceptibility of the aphid Myzus persicae to two isolates of the pathogenic fungus Beauveria bassiana from Basra

Subject Areas : Entomology

Rahman Aziz Abdul Hamza Al-Makhdari1 ¹ , Shima Rahmani ² , سیده معصومه هاشمی نیا ³

1 - Department of Plant Protection, SR.C., Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 -
3 - گروه آموزشی دانشکده کشاورزی و علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد رودهن

Received: 2025-05-15 Accepted : 2025-06-22 Published : 2025-09-08

Keywords: bioassay, aphid, pathogenic fungi, biological control.,

Abstract :

The aphid Myzus persicae is a polyphagous insect that can cause significant damage to various crops. Due to the resistance of M. persicae to many pesticides, the use of alternative compounds is recommended.  Beauveria bassiana is recognized as an effective pathogen for aphid control and has gained attention due to its non-toxicity to mammals and its potential for long-term pest control. In this study, the pathogenicity of two local isolates from Basra, Iraq, against M. persicae was evaluated. Bioassay experiments were conducted under 25±1°C, 70% relative humidity, and a 16-hour light photoperiod over ten days. The results showed that with increasing concentration, the mortality rate also increased. The LC₅₀ of Bb 25 was 4.28×10⁵ conidia/mL, and the LC₅₀ of Bb 195 was 3.75×10⁵ conidia/mL, indicating that Bb 195 had a higher mortality effect than Bb 25. The LT₅₀ of isolate Bb 195 at all concentrations was lower than that of Bb 25, and as the concentration increased, the LT₅₀ also decreased. The lowest LT₅₀ (5.89 days) was observed in the Bb 195 treatment at 10⁸ conidia/mL, while the highest LT₅₀ (12.54 days) was found in the Bb 25 treatment at 10³ conidia/mL. This research concluded that both Beauveria bassiana isolates from Basra were considered effective in causing mortality in M. persicae. However, isolate Bb 195 demonstrated better potential as a biological control agent due to its higher insecticidal effect and faster action.

References:

Ali, J., Bayram, A., Mukarram, M., Zhou, F., Karim, M.F., Hafez, M.M.A., Mahamood, M., Yusuf, A.A., King, P.J.H., Adil, M.F., Ma, Z. and I. H., Shamsi. 2023. Peach–potato aphid myzus persicae: current management strategies, challenges, and proposed solutions. Sustainability, 15: 11150. https://doi.org/10.3390/su151411150
Ali, J. 2023. The Peach Potato Aphid (Myzus persicae): Ecology and Management; CRC Press: Boca Raton, FL, USA. Amnuaykanjanasin, A., Jirakkakul, J., Panyasiri, C., Panyarakkit, P., Nounurai, P., Chantasingh, D., Eurwilaichitr, L., Cheevadhanarak, S., and M., Tanticharoen. 2012. Infection and colonization of tissues of the aphid Myzus persicae and cassava mealybug Phenacoccus manihoti by the fungus Beauveria bassiana. BioControl, 58(3): 319-330.
Askary, H., Benhamou, N. and J., Brodur. 1999. Ultrastructural and characterization of aphid invasion by the hyphomycete Verticillium lecanii. Journal of Invertebrate Pathology, 74: 1-13.
Bamisile, B.S., Akutse, K.S., Siddiqui, J.A. and Y., Xu. 2021. Model application of entomopathogenic fungi as alternatives to chemical pesticides: Prospects, challenges, and insights for next-generation sustainable agriculture. Frontiers in Plant Science, 12: 741804.
Barzman, M., Bàrberi, P., Birch, A.N.E., Boonekamp, P., Dachbrodt-Saaydeh, S., Graf, B.; Hommel, B., Jensen, J.E., Kiss, J. and P., Kudsk. 2015. Eight principles of integrated pest management. Agronomy for Sustainable Development, 35: 1199-1215.
Batta, Y.A. (2003). Production and testing of novel formulations of the entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae (Metschinkoff) Sorokin (Deuteromycotina: Hyphomycetes). Crop Protection, 22(2): 415-422.
Berber G. and A. K. Birgücü, 2022. Effects of two different isolates of entomopathogen fungus, Beauveria bassiana (Balsamo) Vuillemin on Myzus persicae Sulzer (Hemiptera: Aphididae). Journal of Agricultural Sciences, 28 (1): 121-132.
Biryol S., Demirba Z., Erdogan P. and I. Demir, 2022. Development of Beauveria bassiana (Ascomycota: Hypocreales) as a mycoinsecticide to control green peach aphid, Myzus persicae (Homoptera: Aphididae) and investigation of its biocontrol potential. Journal of Asia-Pacific Entomology, 25: 101878.
Dedryver, C.A., Le Ralec, A. and F., Fabre. 2010. The conflicting relationships between aphids and men: A review of aphid damage and control strategies. Comptes Rendus Biologies, 333: 539-553.
de Faria, M. R. and S. P., Wraight. 2007. Mycoinsecticides and mycoacaricides: a comprehensive list with worldwide coverage and international classification of formulation types. Biological control, 43: 237e256.
Deguine, J.-P., Aubertot, J.-N., Flor, R.J., Lescourret, F., Wyckhuys, K.A.G. and A., Ratnadass. 2021. Integrated pest management: Good intentions, hard realities. A review. Agronomy for Sustainable Development, 41: 38.
Efficacy of Iranian Isolate of Beauveria bassiana against Russian wheat aphid Diuraphis noxia (Mordvilko) (Homoptera: Aphididae) on the Laboratory conditions. Journal of Agriculture, 11(1): 116-128.
Feng, M.G. and J.B., Johnson.1990. Relative virulence of six isolates of Beauveria bassiana on Diuraphis noxia (Homop: Aphididae). Environmental Entomology, 19: 785-790.
Fernandes, É.K.K., Rangel, D.E.N., Braga, G.U.L. and W.R., Donald. 2015. Tolerance of entomopathogenic fungi to ultraviolet radiation: a review on screening of strains and their formulation. Current Genetics, 61: 427-440. https://doi.org/10.1007/s00294-015-0492-z
Firake, D.M. and G.T., Behere. 2020. Natural mortality of invasive fall armyworm, Spodoptera frugiperda (JE Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) in maize agroecosystems of northeast India. Biological Control, 148: 104303. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2020.104303
Ghamari Zare, Z., Askary, H., Abbasipour H., Sheikhi Gorjan, A. and A., Saeidi Zadeh. 2014. Virulence of four Beauveria bassiana isolates on aestivating and overwintering populations of Eurygaster integriceps. Biocontrol in Plant Protection, 2(1): 31-41.
Güven, Ö., Baydar, R., Temel, C. and İ., Karaca. 2014. The effects of some entomopathogenic fungi against Aphis fabae (Scopoli) (Hemiptera: Aphididae). Turkish Journal of Biological Control 5(2): 149-158.
Hewer, A., Becker, A. and van A.J.E., Bel, 2011. An aphid’s Odyssey–the cortical quest for the vascular bundle. Journal of Experimental Biology, 214: 3868–3879.
Idrees, A., Afzal, A., Qadir, Z.A. and J., Li. 2022. Bioassays of Beauveria bassiana Isolates against the Fall Armyworm, Spodoptera frugiperda. Journal of Fungi. 8(7): 717. https://doi.org/10.3390/jof8070717
Khan, S., Guo, L., Shi, H. X., Mijit, M. and D., Qiu. 2012. Bioassay and enzymatic comparison of six entomopathogenic fungal isolates for virulence or toxicity against green peach aphids Myzus persicae. African Journal of Biotechnology 11(77),14193-14203.
Kim, J. J. and K. C., Kim. 2008. Selection of a highly virulent isolate of Lecanicillium attenuatum against cotton aphid. Journal of Asia-Pacific Entomology, 11: 1-4.
Maistrou, S., Natsopoulou, M.E., Jensen, A.B. and N.V., Meyling. 2020. Virulence traits within a community of the fungal entomopathogen Beauveria: Associations with abundance and distribution. Fungal Ecology, 48: 100992. https://doi.org/10.1016/j.funeco.2020.100992
Miliner, R.J. and G.G., Lutton. 1986. Dependence of Verticillium lecanii on high humidity for infection and sporulation using Myzus persicae as host. Environmental Entomology, 15: 380-382.
Mingeot, D., Hautier, L., and J.P., Jansen. 2021. Structuration of multilocus genotypes associated with insecticide resistance of the peach potato aphid, Myzus persicae (Sulzer), in potato fields in southern Belgium. Pest Management Science, 77(1): 482-491. https://doi.org/10.1002/ps.6045
Mohammadipour, A., Bagdadi, A., Ghazavi, M., Mirkarimmi, A. and N., Nikpour. 2009. Efficacy of Iranian Isolate of Beauveria bassiana against Russian wheat aphid Diuraphis noxia (Mordvilko) (Homoptera:Aphididae) on the Laboratory conditions. Journal of Agriculture,11(1):115-127.
Seyed Talebi F. S., Safavi S. A., Talaei-Hassanloui R. and A. R., Bandani. 2018. Study of the virulence and conidial germination types for some Beauveria bassiana isolates. Biological Control of Pests and plant diseases, 7(1): 65-73. (In Persian)
Mota-Sanchez, D. and J.C., Wise. 2025. The Arthropod Pesticide Resistance Database; Michigan State University: East Lansing, MI, USA.
Mottet, C., Caddoux, L., Fontaine, S., Plantamp, C., Bass, C., and B., Barrès. 2024. Myzus persicae resistance to neonicotinoids-unravelling the contribution of different mechanisms to phenotype. Pest Management Science, 80(11): 5852-5863. https://doi.org/10.1002/ps.8316
Muniz, M. and Nombela, G. 2001. A new clip-cage for biological studies. Published by EWSN: John Centre, Norwich Research Park, Colney Lane, Norwich NR4 7UH U.K.
Nakahara, Y., Shimura, S., Ueno, C., Kanamori, Y., Mita, K., Kiuchi, M. and M., Kamimura. 2009. Purification and characterization of silkworm hemocytes by flow cytometry. Developmental and Comparative Immunology, 33: 439-448. https://doi.org/10.1016/j.dci.2008.09.00
Paschapur, A., Subbanna, A., Singh, A.K., Jeevan, B., Stanley, J., Rajashekhar, H. and K.K., Mishra. 2021. Unraveling the importance of metabolites from entomopathogenic fungi in insect pest management. In: Microbes for Sustainable Insect Pest Management, Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, pp. 89–120.
Quesada-Moraga, E., Maranhao, E. A. A., Valverde-Garcia, P. and C. Santiago-Alvarea, 2006. Selection of Beauveria bassiana isolates for control of the whiteflies Bemisia tabaci and Trialeurodes vaporariorum on the basis of their virulence, thermal requirement, and toxicogenetic activity. Biological Control, 36: 274-287.
Quesada-Moraga, E., Navas-Corte´s, J. A., Maranhao, E. A. A., Ortiz-Urquiza, A., and C., Santiago-Alvarez. 2007. Factors affecting the occurrence and distribution of entomopathogenic fungi in natural and cultivated soils. Mycological Research, 111: 947e966.
Quiroga-Cubides, G M., Gómez Alvárez, M I. and L. M., Garriga. 2025. Framework for mass production of entomopathogenic fungi in bioeconomy context. R. S. Singh and Bhari R. (Eds) In: Developments in Applied Microbiology and Biotechnology, Fungal Biotechnology, Academic Press, Pages 549-575. https://doi.org/10.1016/B978-0-443-13263-6.00021-3
Rani, L., Thapa, K., Kanojia, N., Sharma, N., Singh, S., Grewal, A., Srivastav A., and J., Kaushal. 2021. An extensive review on the consequences of chemical pesticides on human health and environment. Journal of Cleaner Production, 283(10): 124657 https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124657
Serrão, J.E., Plata-Rueda, A., Martínez, L.C. and J.C., Zanuncio. 2022. Side-effects of pesticides on non-target insects in agriculture: a mini-review. Sci Nat, 109: 17. https://doi.org/10.1007/s00114-022-01788-8
Soltani, T., Yarahmadi, F., Rajabpour, A. and M. H., Ghoddom Parizi Pour. 2022. Pathogenicity of Iranian isolates of Akanthomyces lecanii and A. muscarius on the black bean aphid (Aphis fabae Scopoli). Plant Protection (Scientific Journal of Agriculture), 45 (1): 19-28. (In Farsi) https://doi.org/10.22055/ppr.2021.17246 (In Persian)
Sparks, T.C. and R., Nauen. 2015. IRAC: Mode of action classification and insecticide resistance management. Pesticide Biochemistry and Physiology, 121: 122–128.
St. Leger, R. J., Wang, C. and W. Fang, 2011. New perspectives on insect pathogens. Fungal Biology Reviews, 25: 84e88.
Sevim, A., Sevim, E. and Z., Demirbağ. 2015. General biology of entomopathogenic fungi and their potential to control pest species in Turkey. Erzincan University Journal of Science and Technology 8(1): 115-147.
Ramos, Y., Portal, O., Meyling, N.V. and I., Klingen. 2024. Biological control potential of two Beauveria bassiana isolates against the stink bugs Nezara viridula L. and Piezodorus guildinii Westwood (Hemiptera: Pentatomidae) in common bean. Egyptian Journal of Biological Pest Control, 34: 23. https://doi.org/10.1186/s41938-024-00787-3
Talaei-Hassanloui, R., Kharazi-Pakdel, A., Goettel, M.S., Little, S. and J., Mozaffari. 2007. Germination polarity of Beauveria bassiana conidia and its possible correlation with virulence. Journal of Invertebrate Pathology, 94: 102-107. (In Persian)
Theiling, K.M., and B.A., Croft. 1988. Pesticide side-effects on arthropod natural enemies: A database summary. Agriculture, Ecosystems and Environmen, 21: 191–218.
Van Emden, H.F., Eastop, V.F., Hughes, R.D. and M.J., Way. 1969. The ecology of Myzus persicae. Annual Review of Entomology, 14: 197–270.
Vorburger, C., Lancaster, M. and P. Sunnucks, 2003. Environmentally related patterns of reproductive modes in the aphid Myzus persicae and the predominance of two ‘superclones’ in Victoria, Australia. Molecular Ecology, 12: 3493–3504.
Yun H.G., Kim D.J., Gwak W.S., Shin T.Y. and S.D., Woo. 2017. Entomopathogenic fungi as dual control agents against both the pest Myzus persicae and phytopathogen Botrytis cinerea. Mycobiology, 45(3):192-198. https://doi.org/10.5941/MYCO.2017.45.3.192
Zimmermann, G. 2007. Review on safety of the entomopathogenic fungi Beauveria bassiana and Beauveria brongniartii. Biocontrol Science and Technology, 17: 553-596.

Full-Text:



واحد گرمسار

گیاه و زیست فناوری ایران Iranian Journal of Plant & Biotechnology (IJPB)

 

نوع مقاله: پژوهشی

 

حساسیت شتهMyzus persicae  به دو جدایه قارچ بیمارگر Beauveria bassiana از بصره

رحمن عزیز عبدالحمزه المخاضری1، شیما رحمانی (نویسنده مسئول)2*، سیده معصومه هاشمی‌نیا3

1- دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد، گروه گیاهپزشکی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران، [e-mail]

2- استادیار، گروه گیاهپزشکی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران، [e-mail]

3-  دانشیار، گروه گیاهپزشکی، واحد رودهن، دانشگاه آزاد اسلامی، رودهن، ایران،  [e-mail]

تاریخ دریافت: اردیبهشت 1404     تاریخ پذیرش: تیر 1404

Susceptibility of the aphid Myzus persicae to two isolates of the pathogenic fungus Beauveria bassiana from Basra

Rahman Aziz Abdul Hamza Al-Makhdari1, Shima Rahmani (Corresponding author)2*, Seyedeh Masoomeh Hasheminia3

1- M.Sc student, Department of Plant Protection, SR.C., Islamic Azad University, Tehran, Iran, [e-mail]

2- Assistant professor, Department of Plant Protection, SR.C., Islamic Azad University, Tehran, Iran, [e-mail]

3- Associate professor, Department of Plant Protection, Ro.C., Islamic Azad University, Roudehen, Iran, [e-mail]

Received: May 2025        Accepted: July 2025

چکیده شتهMyzus persicae  حشره­ای پلی­فاژ است که می­تواند خسارت­های زیادی روی محصولات مختلف باغی و زراعی ایجاد کند. به‌دلیل مقاومت M. persicae به بسیاری آفت‌کش‌ها، استفاده از ترکیبات جایگزین توصیه می­شود. قارچ Beauveria bassiana به عنوان یک بیمارگر مؤثر در کنترل شته‌ها شناخته شده است و به دلیل عدم سمیت برای پستانداران و قابلیت کنترل طولانی‌مدت آفات، مورد توجه قرار دارد. در این تحقیق، کشندگی دو جدایه بومی شهر بصره عراق علیه شته M. persicae بررسی شد. آزمایش­های زیست­سنجی در شرایط ثابت (دمای ۱±۲۵ درجه سلسیوس، رطوبت نسبی ۷۰ درصد و دوره­نوری ۱٦ ساعت روشنایی) و طی مدت زمان ده روز انجام گرفت. براساس نتایج، با افزایش غلظت، درصد کشندگی شته­ها افزایش می­یافت.LC50  جدایه Bb 25 برابر 105×28/4 کنیدی/میلی­لیتر و جدایه Bb 195 برابر 105×75/3 کنیدی/میلی­لیتر محاسبه شد که نشان می­داد جدایه Bb 195 نسبت به Bb 25 مرگ­آفرینی بیشتری دارد.LT50  مربوط به جدایه Bb 195 در تمامی غلظت‌ها کمتر از Bb 25 بود و با افزایش غلظت میزانLT50  نیز کاهش یافت. کمترین LT50 (89/5 روز) در تیمارBb 195  (غلظت 108 کنیدی/میلی­لیتر) و بیشترین مقدار آن (54/12 روز) در تیمارBb 25  (غلظت 103 کنیدی/میلی­لیتر) مشاهده شد. این پژوهش نشان داد هر دو جدایه قارچ پاتوژن B. bassiana بومی شهر بصره اثر کشنده مناسبی روی M. persicae داشتند. اگرچه، جدایه Bb 195 به‌دلیل اثر حشره‌کشی بیشتر در مدت زمانی کمتر، قابلیت بهتری برای استفاده به عنوان عامل کنترل زیستی را دارا بود. کلمات کلیدی: زیست­سنجی، شته، قارچ پاتوژن، کنترل بیولوژیک     فصلنامه گیاه و زیست فناوری ایران  تابستان 1404، دوره 20، شماره 2، صص 61-47

Abstract The aphid Myzus persicae is a polyphagous insect that can cause significant damage to various crops. Due to the resistance of M. persicae to many pesticides, the use of alternative compounds is recommended. Beauveria bassiana is recognized as an effective pathogen for aphid control and has gained attention due to its non-toxicity to mammals and its potential for long-term pest control. In this study, the pathogenicity of two local isolates from Basra, Iraq, against M. persicae was evaluated. Bioassay experiments were conducted under 25±1°C, 70% relative humidity, and a 16-hour light photoperiod over ten days. The results showed that with increasing concentration, the mortality rate also increased. The LC50 of Bb 25 was 4.28×105 conidia/mL, and the LC50 of Bb 195 was 3.75×105 conidia/mL, indicating that Bb 195 had a higher mortality effect than Bb 25. The LT50 of isolate Bb 195 at all concentrations was lower than that of Bb 25, and as the concentration increased, the LT50 also decreased. The lowest LT50 (5.89 days) was observed in the Bb 195 treatment at 108 conidia/mL, while the highest LT50 (12.54 days) was found in the Bb 25 treatment at 103 conidia/mL. This research concluded that both Beauveria bassiana isolates from Basra were considered effective in causing mortality in M. persicae. However, isolate Bb 195 demonstrated better potential as a biological control agent due to its higher insecticidal effect and faster action. Keywords: Aphid, Bioassay, Biological Control, Pathogenic Fungi Iranian Journal of Plant & Biotechnology Summer 2025, Vol 20, No 2, Pp 47-61

 

 

مقدمه و کلیات

شته سبز هلو (Myzus persicae) از راسته Hemiptera و تیره Aphididae، حشره­ای است با گستره میزبانی وسیع که آفت درجه اول بیش از 40 خانواده گیاهی به شمار می­رود (Ali et al., 2023). این حشره در بسیاری از نقاط جهان از جمله در آمریکای شمالی، اروپا و آسیا یافت می­شود و در کشور ما نیز در زمره آفات مهم قرار دارد (Ali, 2023). افراد بالغ بالدار اندازه­ای تا 1/2 میلی­متر دارند و به صورت بکرزایی تولید مثل می­کنند. همچنین در شرایط نامناسب و سرد دارای یک نسل جنسی نیز هستند. طول دوره زندگی آنها به طور معمول 15 روز به طول می­انجامد (Vorburger et al., 2003). M. persicae از شیره گیاهی تغذیه می­کند و از طریق ایجاد کلروزیس، نکروز، پژمردگی، تغییر شکل و ریزش میوه به صورت کمی و کیفی محصولات کشاورزی را کاهش می­دهد (Hewer et al., 2011). این ضرر و زیان ناشی از کاهش محصول در جهان گاه تا بیلیون­ها دلار نیز می­رسد (Ali, 2023). افزون بر خسارت مستقیم، این شته به طور غیرمستقیم از طریق انتقال ویروس­های گیاهی و تولید عسلک که به عنوان بستری برای رشد پاتوژن­ها به حساب می­آید که بر فعالیت فتوسنتزی گیاه اثر نامطلوب دارد (Dedryver et al., 2010). مدیریت این آفت تحت روش­های مختلف شیمیایی، بیولوژیک و زراعی انجام می­گیرد (Barzman et al., 2015). در این میان، استفاده از آفت­کش­های شیمیایی به دلیل در دسترس بودن، اثربخشی و سادگی کاربرد، یکی از شیوه­های مرسوم مدیریت شته­ها است (Deguine et al., 2021). آفت­کش­های شیمیایی در گروه پایروتروئیدها، کاربامات­ها، فسفره­های آلی و نئونیکوتینوئیدها اگرچه اثرات کشنده مطلوبی روی شته­ها داشته­اند، اما M. persicae سطوح مشخصی از مقاومت به این آفت­کش­ها را نشان داده است (Mingeot et al., 2021; Mottet et al., 2024). بعلاوه، اثرات نامطلوب روی محیط زیست و موجودات غیرهدف موجب محدودیت­هایی در استفاده از این ترکیبات شده است (Rani et al., 2021). براساس اطلاعات ثبت شده در پایگاه اطلاعاتی مقاومت بندپایان به آفت­کش (Arthropod Pesticide Resistance Database) 522 مورد مقاومت این گونه به آفت­کش ثبت شده است که در بر دارنده 84 ماده موثره می باشد (Mota-Sanchez and Wise, 2025). همچنین گزارش­ها نشان می­دهند که بیش از 400 ترکیب شیمیایی اثرات نامطلوبی بر دشمنان طبیعی داشته است. این اثرات از کشنده تا زیرکشنده متغیر اعلام شده است (Serrão et al., 2022; Schmidt-Jeffris, 2023). همین موضوع، موجب شده است که M. persicae به عنوان مقاوم­ترین گونه شته و جزء ده گونه بندپایانی که بیشترین مقاومت را به ترکیبات شیمیایی داشته­اند قرار گیرد (Sparks and Nauen, 2015). بدین ترتیب، استفاده از ترکیب­های جایگزین از جمله پاتوژن­های حشره­کش (entomopathogens) که پتانسیل مناسبی برای کنترل M. persicae نشان داده­اند، پیشنهاد می­شود (Bamisile et al., 2021; Paschapur et al., 2021). بیش از 750 گونه انتموپاتوژن قارچی متعلق به 85 جنس شناخته شده­اند که توانایی آلوده کردن بندپایان را دارند (Ali et al., 2023). بیشترین گونه­های قارچ­های پاتوژن که مورد مطالعه قرار گرفته­اند متعق به جنس­های Metarhizium، Beauveria، Hirsutella، Isaria و Lecancillium بوده است (Firake and Behere, 2007). Beauveria bassiana (Bals.-Criv.) Vuill.  برای اولین بار از لاروهای کرم ابریشم توسط Agostino Bassi  در قرن نوزدهم گزارش شد (Nakahara et al., 2009). این قارچ در زمین­های کشاورزی در سراسر جهان فراوان است و میزبان­های زیادی دارد (Güven et al. 2014) که باعث ایجاد بیماری در راسته­های مختلف از جمله Lepidoptera، Coleoptera، Hymenoptera، Duptera، Hemiptera، Orthoptera، Siphonaptera، Isoptera، Thysanoptera، Mantodea، Neuroptera، Dermaptera، Blattariae و Embioptera می­شود (Zimmermann, 2007). قارچ­های پاتوژن حشرات به دلیل عدم سمیت برای پستانداران، کنترل طولانی مدت آفات در طبیعت، موثر بودن علیه تمامی مراحل زیستی حشرات هدف، قابلیت استفاده همزمان با اکثر حشره کش­ها، ارزان بودن و کاربرد آسان مزیت­های قابل توجهی دارند (Sevim et al. 2015). قارچ‌های بیمارگر حشرات برخلاف سایر میکروارگانیسم‌های بیمارگر حشرات مانند باکتری‌ها و ویروس‌ها که برای ایجاد بیماری ابتدا باید از طریق تغذیه وارد بدن حشره شوند، به طور معمول با نفوذ مستقیم از کوتیکول حشرات را آلوده می‌کنند و به دنبال آن در هموسل حشره تکثیر می‌یابند (St. Leger et al., 2011). گزارش‌ها نشان می­دهند که حدود ۶۰ درصد بیماری­های حشرات ناشی از قارچ‌های بیمارگر حشرات می‌باشد (de Faria and Wraight, 2007).جدایه‌های غیربومی قارچ‌های بیمارگر حشرات که به عنوان عوامل کنترل آفات در کشورهای مختلف توسعه پیدا کرده‌اند، ممکن است به دلیل تفاوت در جدایه و شرایط محیطی بی‌تأثیر باشند، بنابراین جداسازی و شناسایی قارچ‌های بیمارگر بومی برای کسب آگاهی در مورد تنوع زیستی که به طور طبیعی در منطقه‌ای خاص وجود دارند ضرورت داشته و منبعی از عوامل بالقوه کنترل بیولوژیک را برای اهداف کنترلی فراهم می‌کند (Quesada-Moraga et al., 2007; Maistrou et al., 2020). پیشتر دو جدایه قارچ B. bassiana (Bb25 و Bb195) از خاک زراعی در بصره جداسازی شده بود. در این تحقیق، تاثیر غلظت­های مختلف هر یک از  این دو جدایه در میزان کشندگی شته M. persicae بررسی شده است.

فرآیند پژوهش

کاشت گیاه میزبان: برای پرورش شته‌ها گیاه لوبیا سبز Phaseolus vulgaris واریته رومانو (Romano) کشت شد. بذرها ابتدا روی لایه ای از پنبه اشباع از آب به مدت 48 ساعت خیسانده شد تا به جوانه زنی انجام پذیرد. سپس در هر گلدان‌ پلاستیکی با قطر دهانه هشت و ارتفاع ۱۰ سانتی‌متر که حاوی خاک باغچه ماسه و کود حیوانی به نسبت ۲: ۲: ۱ بود، دو بذر قرار داده شد. در تمامی آزمایش­ها از گیاهچه های چهار تا شش برگی استفاده شد. این گلدان ها در شرایط دمایی 2±25 درجه سلسیوس، رطوبت نسبی 5±60 و دوره نوری ۱۶ ساعت روشنایی و ۸ ساعت تاریکی کشت شدند. 

پرورش شته­های Myzus persicae: حشرات بالغ شته M. persicae روی گلدان­های لوبیا رهاسازی و رشد داده شدند. پرورش در شرایط کنترل شده آزمایشگاهی با دمای ۲۳±۱ درجه سلسیوس رطوبت نسبی ۵± ۶۵ درصد و دوره نوری ۱۶ ساعت روشنایی و ۸ ساعت تاریکی انجام گرفت. گلدان های گیاه لوبیا به طور منظم (هفته ای دو بار) از گلخانه به اتاق رشد انتقال می یافت و جایگزین گیاهان بسیار آلوده می شدند. بازدید از گیاهان آلوده با شته  به طور مرتب انجام می گرفت تا از تکثیر شته­ها اطمینان حاصل شود.

هم سن‌سازی مراحل مختلف زندگی آفت: برای انجام آزمایش های زیست‌سنجی از حشرات ماده بالغ بدون بال که همسن شده بودند، استفاده شد. به همین منظور، قفس‌های کوچکی  با استفاده از روش Muniz و Nombela (2001) ساخته شد. قفس ها متشکل از لیوان­های یکبار مصرف با قطر دهانه هشت و ارتفاع نه سانتی‌متر بودند. برای پوشاندن درب لیوان‌ها از ظروف پتری با قطر هشت سانتی‌متر استفاده شد. قسمت وسط درب ظروف پتری سوراخ و با توری ۵۰ مش دولایه مسدود شد تا تهویه در لیوان­ها انجام پذیرد. همچنین، قسمتی از لبه لیوان طوری شکاف داده شده بود تا دمبرگ از آن عبور کرده و برگ کاملاً داخل لیوان قرار گیرد و حشرات کامل نیز امکان خروج از آن را نداشته باشند. سپس  تعداد ۱۰ شته بالغ توسط قلم مو از محل پرورش جمع آوری و در درون هر قفس روی برگ قرار داده شد تا پوره‌زایی انجام گیرد. پس از گذشت ۴۸ ساعت، شته‌های بالغ با احتیاط کامل به طوری که به دمبرگها و پوره ها آسیب نرسد مجدداً از برگ­های لوبیا سبز جدا و به بیرون قفس منتقل شدند. پس از گذشت ده روز، افراد بالغ برای انجام زیست سنجی­ها جداسازی و به واحدهای آزمایش منتقل شدند.

تهیه عامل بیمارگر قارچی: جدایه‌هایBb 25  و Bb 195 مربوط به قارچ Beaveria bassiana که از خاک­های زراعی بصره جمع­آوری شده بود و در دانشکده کشاورزی دانشگاه بغداد (عراق) نگهداری می­شد، برای انجام تست­ها مورد استفاده قرارگرفت.

کشت و نگهداری جدایه قارچی: برای تکثیر آزمایشگاهی هر­یک از جدایه­های قارچی از محیط کشت Sabouraud Dextrose Agar (SDA) استفاده شد. این محیط کشت اسیدی (pH 5.6) از رشد باکتری‌های ساپروفیت جلوگیری می‌کند و باعث تولید اسپور به اندازه کافی می‌شود. برای تهیه محیط کشت مقدار ۶۵ گرم از پودرSDA  با آب مقطر استریل مخلوط و حجم آن به یک لیتر رسانده شد. عمل استریل کردن در اتوکلاو و با دمای ۱۲۱ درجه سلسیوس و فشار 5/11 اتمسفر به مدت ۲۰ دقیقه انجام گرفت. بعد از خارج کردن محیط کشت از اتوکلاو و خنک شدن آن، محیط کشت در زیر هود و در کنار شعله، به درون پتری­های استریل با قطر هشت سانتی‌متری منتقل و اجازه داده شد تا سرد شوند. سپس جدایه‌های قارچی در داخل پتری کشت داده شدند. کشت دادن و تکثیر قارچ در زیر هود و در کنار شعله چراغ گاز در شرایط کاملاً استریل انجام گرفت. عمل کشت توسط لوپ استریل انجام شد و نمونه برداشته شده از محیط کشت مادر به محیط کشت جدید منتقل و سریعا درب آن مسدود گردید. بعد از کشت قارچ­ها، محیط­های کشت به مدت ۱۵ روز در انکوباتور با دمای 2±25 درجه سلسیوس و در شرایط تاریکی نگهداری شدند تا کنیدی‌زایی قارچ به اندازه کافی انجام گیرد (Quesada-Moraga et al., 2006). مدت زمان اسپوردهی بین ۱۵ تا ۲۰ روز متغیر بود. به دلیل کاهش بیماری­زایی قارچ در محیط کشت مصنوعی، بعد از کشت‌های مکرر از هر کشت بیش از دو بار استفاده نشد و برای تهیه کشت جدید از اسپورهایی استفاده شد که در نتیجه آلوده کردن شته به قارچ در سطح لاشه حشره بوجود آمده بود. همچنین برای نگهداری جدایه­ها به مدت طولانی از محیط کشت Potato Dexterose Agar (PDA) استفاده شد. این محیط به علت ضعیف بودن از هاگ­زایی شدید جلوگیری می­کرد و باعث می­شد جدایه­­ها تا مدت طولانی در دمای ۱۰ درجه سلسیوس قدرت حیات خود را حفظ نمایند. 

آماده کردن مایه تلقیح قارچ: بعد از اسپورزایی قارچ­ها در محیط کشت در شرایط استریل زیر هود، سطح کشت با اسکالپل خراش داده شد و داخل لوله فالكون ۵۰ میلی‌لیتری حاوی ۲۰ میلی‌لیتر آب مقطر استریل ریخته شد. مقدار دو میلی­لیتر محلول Tween80 دو درصد به لوله فالکون افزوده و به مدت پنج دقیقه محکم هم زده شد (محلول توئین از چسبیدن اسپورها به هم درون پتری دیش جلوگیری می‌کند). سوسپانسیون حاصل جهت خالص‌سازی و جدا شدن قطعات هدف و میسلیوم از کاغذ صافی (Whatman No. 1) عبور داده شد.(Kim et al., 2008)

تعیین غلظت اسپور با استفاده از لام نئوبار: تعداد اسپورها در واحد حجم به وسیله لام هموسیتومتر () یا لام نئوبار به طور مستقیم شمار شد. لام هماسيتومتر لامی است که به مربعات کوچک به ضلع 05/0 ×  05/0 میلی­متر و عمق 1/0 میلی­متر تقسیم شده است. لام هماسيتومتر ابتدا توسط الکل تمیز گردید. سپس در زیر میکروسکوپ قرار داده شد. خطوط شطرنجی قسمت های بالا و پایین آن با درشت نمایی ٤٠ تشخیص داده شد، سپس به کمک پی­ست مقدار کمی از سوسپانسیون قارچ با غلظت نامشخص برداشته شد و به درون شیار اسلاید منتقل گردید. دقت شد که شیار اسلاید از سوسپانسیون پرشده، ولی سرریز نشود. پس از قراردادن لامل بر روی اسلاید به مدت ۵ دقیقه بی­حرکت نگه داشته شد تا حرکت اسپورها متوقف شود. سپس با استفاده از میکروسکوپ با بزرگنمایی ۲۰، اسپور­ها شمارش شدند و مقدار اسپور در هر میلی­لیتر با استفاده از رابطه  محاسبه شد. در این فرمول،  = تعداد اسپورهای شمارش شده در پنج مربع و  = تعداد کل اسپور‌ها در هر میلی‌لیتر. برای تهیه سایر غلظت‌های مورد نیاز اسپور در واحد حجم از فرمول C1V1=C2V2  استفاده شد (= C1 غلظت مورد نیاز = C2 غلظت محاسبه شده، V1= حجم مورد نیاز،V2 = حجم مورد نیاز از غلظت  محاسبه شده) (Haghighat et al., 2024).

زیست سنجی: برای بررسی اثر کشندگی جدایه­های قارچ، روش پاشش مستقیم انتخاب شد تا نحوه انجام تیمار به شرایط طبیعی نزدیک­تر باشد و صحت آزمایش با دقت بالاتری انجام شود. این کار به وسیله یک اسپری دستی انجام گرفت. واحدهای آزمایش عبارت از قوطی‌های فیلم عکاسی (قطر سه و ارتفاع چهار سانتی‌متر) بود که در آنها تغییراتی از جمله ایجاد سوراخ تهویه در روی درب به قطر دو سانتی‌متر و چسباندن توری پلی­استر ۲۰۰ مش با چسب پی.وی.سی و قرار دادن پنبه استریل روی توری ایجاد شده بود. این ظروف آزمایش به شکلی طراحی شده بودند که مانع از فرار حشرات می‌شدند. پس از آماده سازی این ظروف، داخل هر ظرف محلول آگار یک درصد ریخته و دیسک برگی به قطر 5/2 سانتی متر روی آن قرار داده شد و سپس 20 شته ماده بالغ  همسن به داخـل هـر ظرف منتقل شد. پس از به دست آوردن غلظت‌های با کشندگی حداقل و حداکثر، پنج غلظت با فواصل  لگاریتمی برای هر یک از جدایه‌های قارچی تهیه شد. آزمایش­های زیست­سنجی به روش محلول­پاشی با پنج تکرار (۱۰۴ ،۱۰5 ،۱۰۶، ۱۰۷ و ۱۰8 کنیدی/میلی­لیتر) به همراه تیمار شاهد حاوی آب مقطر استریل شده همراه با محلولTween80  دو درصد انجام گرفت. پس از پاشش، ظروف داخل ژرمیناتور در دمای ۱ ±۲۵ درجه سلسیوس، رطوبت نسبی ۷۰ درصد و شرایط نوری ۱٦ ساعت روشنایی و ۸ ساعت تاریکی گذاشته شدند. سپس به مدت ۱۰ روز، هر ٢٤ ساعت، میزان مرگ و میر ثبت شد. لازم بـه ذکر است به علت تغذیه شته‌ها از دیسک‌های برگی، در روز سوم و ششم پس از تلقیح، شته‌های هر تیمار به داخل ظروفی با دیسک برگی تازه انتقال داده می­شدند تا منبع غذایی تازه در اختیار داشته باشد (Ullah et al., 2022). 

بیمارگری جدایه قارچ: برای تعیین این که آیا شته­ها در اثر آلودگی قارچی مرده­اند یا نه، آزمون اثبات بیماری‌زایی انجام شد. در این آزمایش شته­های مرده پس از ضدعفونی شدن به ترتیب با هیپوکلریت سدیم (سه دقیقه)، اتانول ٩٦ درصد (یک دقیقه)، آب مقطر استریل (یک دقیقه) به صورت جداگانه داخل ظروف پتری با قطر پنج سانتی‌متر، روی کاغذ صافی مرطوب قرار داده شدند. سپس ظروف پتری به مدت ٢٤ ساعت در تاریکی مطلق در شرایط ژرمیناتور نگهداری شدند. بعد از سه تا پنج روز سطح بدن شته­ها به وسیله پوشش میسلیومی سفیدرنگ پوشیده می‌شد که با تهیه اسلاید میکروسکوپی در بزرگنماییX ۱۰۰ گونـه قـارچ بیماری­زا تأييــد می­شــد (Berber and Birgücü, 2022).

محاسبات آماری: برای تجزیه و تحلیل غلظت‌های کشنده ۵۰ درصد جدایه‌های قارچی مورد نظر و نیز مدت زمان لازم برای مرگ 50 درصد شته ها، از طرح کامل تصادفی استفاده شد. آزمایش­ها در سه تکرار انجام گرفت و مقایسه میانگین‌ها توسط آزمون چند دامنه‌ای دانکن و در سطح احتمال 5 درصد و با استفاده از نرم افزارSPSS  نسخه ۱۶ انجام پذیرفت.

نتایج و بحث

میزان کشندگی جدایه­های قارچ B. bassiana روی شته M. persicae: با توجه به نتایج ارائه شده در جدول 1، هر دو جدایه قارچ B. bassiana اگرچه برای شته­های بالغ M. persicae مرگ­آفرین بودند اما زهرآگینی متفاوتی در غلظت­های گوناگون از خود نشان دادند. در واقع، میزان LC50  جدایه Bb 25 نسبت به جدایه Bb 195 بیشتر برآورد شد که با توجه به تعریف LC50  می‌توان بیان نمود که کارایی جدایه Bb 195  نسبت به جدایه Bb 25 در غلظت کمتر، بیشتر است. در حقیقت، جدایه Bb 195، 14/1 برابر سمیت بیشتری نسبت به جدایه دیگر دارد.

 

 

 

 

جدول 1- LC50 جدایه­های قارچ Beaveria bassiana روی شته Myzus persicae پس از ده روز

Table 1- LC50 of Beaveria bassiana isolates on the aphid Myzus persicae after ten days

جدایه­های قارچ B. bassiana	LC50 (کنیدی/میلی­لیتر)	حدود اطمینان (کنیدی/میلی­لیتر)
Bb 25	105×28/4	105×49/6 - 105× 35/3
Bb 195	105×75/3	105×56/4 - 105× 29/1

 

میزان زهرآگینی جدایه­های مختلف B. bassiana قبلا روی شته­ها و سایر حشرات بررسی شده بود و در اکثر موارد تفاوت­های معنی­داری از این نظر بین سویه­های مختلف وجود داشت (Mohammadipour et al., 2009; Ghamari Zare et al., 2014; Idrees et al., 2022; Ramos et al., 2024). از سوی دیگر، در جنس و گونه­های مربوط به سایر قارچ­های پاتوژن مثال­هایی از عدم وجود اختلاف معنی­دار در میزان بیمارگری جدایه­های مختلف گزارش شده بود. برای مثال، در جدایه­های ایرانی قارچ­های Akanthomyces lecanii و A. muscarius میزان مرگ­و­میر ایجاد شده روی شته­سیاه باقلا بدون وجود اختلافی معنی­دار در گستره­ای بین 94/8 درصد (جدایه GAMP) تا 28/9 درصد (PAL6) برآورد شد (Soltani et al., 2022). اثر کشندگی هر غلظت از دو جدایه قارچ B. bassiana بر میانگین مرگ­و­میر شته M. persicae: نتایج تجزیه واریانس داده‌های حاصل از تاثیر نوع جدایه قارچ  B. bassiana (Bb 25 و Bb 195) و غلظت‌های مختلف آن‌ها در مقایسه با شاهد بر میانگین مرگ­و­میر شته طی ده روز مختلف در جدول 2 نشان داده شده است. بر اساس نتایج، تأثیر نوع جدایه و غلظت‌های مختلف قارچ بیماری‌زا بر میانگین مرگ­و­میر شته در سطح احتمال 5 درصد معنی‌دار برآورد شد.

 

 جدول 2- تجزیه واریانس داده‌های حاصل از تاثیر تیمارهای مختلف بر درصد کشندگی شته Myzus persicae

Table 2- Analysis of variance of the data obtained from the effect of different treatments on the mean mortality  percentage of the aphid, Myzus persicae

منابع تغییر	F	میانگین مربعات (MS)	مجموع مربعات (SS)	درجه آزادی (df)
تیمار	*28/11	71/47	58/572	12
خطا	-	23/4	98/102	26
کل	-	-	56/682	38

* نشان­دهنده سطح معناداری 5 درصد است                                          CV= 15/2 درصد

 

 نتایج مقایسه میانگین داده‌های حاصل از تأثیر غلظت­های مختلف از هر جدایه قارچی بر درصد مرگ­و­میر شته نشان می­داد روند مرگ­و­میر در هر دو تیمار وابسته به غلظت است، به­طوری که با افزایش غلظت، درصد کشندگی شته افزایش پیدا می­کرد (جدول 3). همچنین، بیشترین درصد کشندگی در تیمار Bb195 (108) (42/91 درصد) و کمترین درصد کشندگی در تیمار شاهد (45/2 درصد) مشاهده شد. از سوی دیگر، در تمام غلظت‌های مشابه، جدایه Bb195 نسبت به جدایه Bb25 از درصد کشندگی بیشتری برخوردار بود و این اختلاف از نظر آماری معنی‌دار برآورد شد (جدول 3). باید توجه داشت که روش­های مختلف زیست­سنجی و شرایط حاکم بر سنجش اثر یک آفت­کش بر آفت می­تواند در معرفی سویه قارچ پاتوژن به عنوان عامل کنترل بیولوژیک اثرگذار باشد. در این بررسی برای آزمون­های زیست­سنجی از روش محلول­پاشی مستقیم استفاده شد. در مطالعات افراد دیگر روش­های متفاوتی از جمله غوطه­ور کردن حشره (Ghamari Zare et al., 2014; Seyed Talebi et al., 2018) نیز انجام گرفته بود. در روش غوطه­وری، این احتمال وجود دارد که اسپورهای بیشتری در تماس با اندام­های حساس حشره هدف قرار گرفته و بیمارگری قارچ را افزایش دهد. اگرچه، روش محلول­پاشی به شرایط طبیعی نزدیک­تر است.

 

 

جدول 3- میانگین مرگ­و­میر شته Myzus persicae تحت تأثیر غلظت­های مختلف ایزوله­های Bb 25 و Bb 195 قارچ پاتوژن Beaveria bassiana

Table 3- The average mortality of the aphid, Myzus persicae affected by different concentrations of Bb 25 and Bb 195 isolates of the pathogenic fungus Beaveria bassiana.

 

تیمارها	درصد مرگ و میر (±SE)
Bb 25  (103)	J04/1±45/11
Bb 25  (104)	h88/2±28/24
Bb 25 (105)	g74/2±68/32
Bb 25  (106)	e14/2±15/48
Bb 25 (107)	c33/1±16/72
Bb 25  (108)	b65/2±13/82
Bb 195  (103)	i70/1±60/18
Bb 195  (104)	gh91/2±92/28
Bb 195  (105)	f53/2±89/39
Bb 195  (106)	d57.1±48/59
Bb 195  (107)	b33/2±41/80
Bb 195  (108)	a24/1±42/91
شاهد	k18/0±45/2

میانگین‌هایی با حروف مشترک در سطح احتمال 5 درصد اختلاف آماری معنی‌دار ندارند

Means with the same letters are not significantly different at p < 0.05 

 

محاسبه مقادیرLT50 ، برای غلظت‌های مختلف جدایه‌های مورد آزمایش: نتایج تجزیه واریانس داده‌های حاصل از تأثیر هر کدام از جدایه­های قارچ  B. bassiana(Bb 25 و Bb 195) و غلظت‌های مختلف آن‌ها در مقایسه با شاهد بر میانگینLT50  طی ده روز مختلف نشان می‌داد تأثیر نوع جدایه و غلظت‌های مختلف قارچ بیماری‌زا بر میانگین  LT50 در سطح احتمال 5 درصد معنی‌دار است (جدول 4). 

 

 

جدول 4- تجزیه واریانس داده‌های حاصل از تأثیر تیمارهای مختلف بر میانگین  LT50 شته Myzus persicae

Table 4- Analysis of variance of the data obtained from the effect of different treatments on the mean LT50 of the aphid, Myzus persicae

منابع تغییر	F	میانگین مربعات (MS)	مجموع مربعات (SS)	درجه آزادی (df)
تیمار	*68/10	11/33	21/364	11
خطا	-	10/3	4/74	24
کل	-	-	61/438	35

* نشان­دهنده سطح معناداری 5 درصد است                 CV= 15/2 درصد

 

 

مقایسه میانگین داده‌های حاصل از تأثیر تیمارهای مختلف بر مدت زمان لازم برای مرگ­و­میر 50 درصد شته­ها بیانگر این بود که اولا میزان LT50 هم­سو با افزایش غلظت هریک از سویه‌ها کاهش پیدا می­کند. بعلاوه، سویه‌ Bb 195 در تمام غلظت‌های مشابه نسبت به سویه‌ Bb 25 از LT50 کمتری برخوردار بودند و کشندگی سریع­تری داشتند. در همین راستا کمترین LT50 (89/5 روز) در تیمار Bb 195 (108) و بیشترین مقدار آن (54/12 روز) در تیمار Bb 25 (103) مشاهده شد (جدول 5).

 

 

جدول 5- میانگین LT50 شته Myzus persicae تحت تأثیر غلظت­های مختلف ایزوله­های Bb 25 و Bb 195 قارچ پاتوژن Beaveria bassiana

Table 5- The average LT50 of the aphid, Myzus persicae affected by the different concentrations of Bb 25 and Bb 195 isolates of the pathogenic fungus Beaveria bassiana

تیمارها	میانگین (روز±SE)	حدود اطمینان
Bb 25  (103)	a84/1±54/12	21/14-32/12
Bb 25  (104)	a65/1±94/11	93/12-73/11
Bb 25 (105)	a63/1±04/11	59/11-62/10
Bb 25  (106)	ab44/1±28/10	47/11-11/10
Bb 25 (107)	bc43/1±18/8	79/8-96/7
Bb 25  (108)	cd25/1±42/7	43/8-06/7
Bb 195  (103)	a70/1±42/11	87/11-92/10
Bb 195  (104)	ab31/1±71/10	01/12-45/10
Bb 195  (105)	ab37/1±30/10	21/11-81/9
Bb 195  (106)	bc25/1±96/8	29/9-44/7
Bb 195  (107)	cd06/1±48/7	61/8-29/7
Bb 195  (108)	d11/1±89/5	03/6-82/4

میانگین‌هایی با حروف مشترک در سطح احتمال 5 درصد اختلاف آماری معنی‌دار ندارند

Means with the same letters are not significantly different at p < 0.05 

 

 

میزان زهرآگینی سویه­های مختلف قارچ­های پاتوژن می­تواند به دلیل میزان بیان آنزیم­های دخیل یا نوع قطبیت تندش کنیدی باشد که در مورد اخیر، اسپور سویه­های قارچی با تندش تک­قطبی کشندگی بیشتری نشان داده­اند (Seyed Talebi et al., 2018). دلیلی که برای این امر مطرح شده این است که کنیدی­ها با تندش یک طرفه لوله تندش ضخیم­تر تولید می­کنند در حالی که در تندش­های دوطرفه، نفوذی در کوتیکول مشاهده نشده است. همچنین، تمرکز، هدایت و تجمیع آنزیم­های مختلف تسهیل ورود به جلد حشره میزبان در تندش­های تک­قطبی بیشتر است در حالی که این آنزیم­ها در تندش­های دوطرفه در دو طرف توزیع می­شوند و تجمیع آنها در جلد به مراتب کمتر است (Talaei-Hassanloui et al., 2007). بیماری­زایی و سپس کشندگی قارچ­های پاتوژن در وهله اول وابسته به اتصال کنیدی­های قارچی به لایه کوتیکولی، جوانه­زدن کنیدی قارچ، تشکیل آپرسوریوم، حمله و رخنه به داخل بدن حشره است تا قارچ به داخل هموسل بدن حشره راه پیدا کند و با تشکیل ساختارهای هیفی شکل، بیماری را در داخل بدن گسترش دهد و در نهایت موجب مرگ حشره شود (Amnuaykanjanasin et al., 2012). بدین­ترتیب، از آن­جایی که شته بدنی نرم و کوتیکولی نازک دارد، انتظار می­رود رشد و جوانه­زنی قارچ به درون بدن راحت­تر از حشرات با کوتیکول ضخیم­تر صورت ­گیرد و مرگ­و­میر با سرعت بیشتری انجام شود (Ghamari Zare et al., 2014). رطوبت بالای 90 درصد عامل مهم دیگری است که احتمال بیماری­زایی قارچ را افزایش می­دهد. اگرچه زیست­سنجی آزمایش حاضر در رطوبت حدودا 70 درصد انجام پذیرفت، اما باید توجه داشت که رطوبت بالاتر و نزدیک به اشباع موجب رشد، اسپورزایی، جوانه­زنی بالاتر قارچ و در نهایت موجب اپیدمی شدن بیماری ناشی از Beauveria می­شود (Nahian-Al Sabri et al., 2022). به همین دلیل، توصیه می­شود در شرایط متغیر محیط، به ویژه با استفاده از فرمولاسیون­های روغنی، اسپور قارچ­ها در برابر عواملی مانند از دست دادن رطوبت و عوامل محدود­کننده دیگری نظیر افزایش یا کاهش دما و اشعه ماوراء بنفش حفظ شود (Batta 2003; Fernandes et al., 2015). این فرمولاسیون­ها علاوه بر این که پایداری کنیدی­ها را در شرایط نامساعد حفظ می­کنند، موجب می­شوند اسپورها در فضای بین بندهای بدن حشره پخشیدگی مناسب­تری پیدا و آپرسوریوم بهتر به داخل کوتیکول رخنه ­کند (Bryol et al., 2022; de Oliveira et al., 2023). انتخاب نوع فرمولاسیون هم­گام با انتخاب گونه و جدایه مناسب پاتوژن بیمارگر در مبحث تولید تجاری­سازی حشره­کش­های زیستی نقشی بسزا دارد. در حال حاضر بیش از 170 محصول تجاری ساخته شده از قارچ­های پاتوژن کشنده حشرات در جهان توسعه پیدا کرده اند که برخی از آنها روی شته­ها و سایر آفات مکنده در گیاهان گلخانه موثر بوده­اند (Faria and Wraight, 2007; Hu et al., 2016; Quiroga-Cubides et al., 2025). به طور کلی، انواع جدایه­های قارچ B. bassiana برای کنترل زیستی شته­ها از جمله M. persicae بسیار امیدبخش معرفی شده­اند (Kan et al., 2012; Yun et al., 2017; Berber and Birgucu, 2022). از دیگر موارد مهمی که باید در امر مبارزه بیولوژیک مورد توجه قرار گیرد، یافتن مناسب­ترین مرحله زیستی حشره هدف برای مواجهه با پاتوژن است. در این آزمایش، شته­های بالغ ماده که تحت تاثیر غلظت 107 کنیدی در میلی­لیتر از جدایه Bb 25 قرار گرفتند 16/72 درصد مرگ و میر را پس از 10 روز تجربه کردند. همچنین، جدایه Bb 195 با همین غلظت، مرگ­و­میری معادل 41/80 درصد ایجاد کرد. از سوی دیگر، Biryol et al. (2022) تعداد 15 ایزوله قارچ­های B. bassiana، Isaria fumosorosea، Metarhizium anisopliae، Metarhizium flavoviride و Lecanicillium muscarium را علیه مرحله پورگی M. persicae بررسی و غربال­گری کردند. نتایج نشان داد که تمامی جدایه­های مورد بررسی در غلظت 107 کنیدی در میلی­لیتر و بعد از ده روز، بیش از 58 درصد مرگ­و­میر ایجاد کردند. در عین حال، ایزوله KTU-24 (B. bassiana) در این مدت 100 درصد کشندگی ایجاد کرد و بعد از آن ایزوله­های KTU-51 (M. brunneum)، KTU-1 (I. fumosorosea) و Pa8 (L. muscarium) مرگ­و­میری معادل به ترتیب 94، 7/86 و 7/80 درصد برای شته­ها داشتند. این گزارش­ها نشان می­داد که شته­ در دوره پورگی در برابر قارچ­های پاتوژن حساس­تر است و مقاومت کمتری از خود در برابر بیمارگر نشان می­دهد.    

نتیجه‌گیری کلی

براساس نتایج به‌دست آمده در مطالعه حاضر، هر دو جدایه قارچ پاتوژن B. bassiana بومی شهر بصره را می‌توان به عنوان کاندیداهای مناسب کنترل بیولوژیکی کارآمد و ایمن علیه شته M. persicae مورد توجه قرارداد تا در استراتژی‌های مدیریت این آفت مورد استفاده قرار گیرند. این امر موجب می­شود تا از اثرات ناخواسته حشره­کش­های شیمیایی از جمله بروز مقاومت در شته­ها و وجود باقیمانده خطرناک در گیاهان پیشگیری شود. بعلاوه، از بین دو جدایه مورد بررسی، سویه Bb 195 اثر حشره­کشی بیشتری دارد که این کشندگی در مدت زمان کمتر اتفاق می­افتد. 

منابع 

1)       Ali, J., Bayram, A., Mukarram, M., Zhou, F., Karim, M.F., Hafez, M.M.A., Mahamood, M., Yusuf, A.A., King, P.J.H., Adil, M.F., Ma, Z. and I.H, Shamsi. 2023. Peach–potato aphid myzus persicae: current management strategies, challenges, and proposed solutions. Sustainability, 15: 11150. https://doi.org/10.3390/su151411150. 

2)       Ali, J. 2023. The Peach Potato Aphid (Myzus persicae): Ecology and Management (1st ed.). CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781003400974. 

3)       Ali, J. 2023. The Peach Potato Aphid (Myzus persicae): Ecology and Management; CRC Press: Boca Raton, FL, USA.

4)       Amnuaykanjanasin, A., Jirakkakul, J., Panyasiri, C., Panyarakkit, P., Nounurai, P., Chantasingh, D., Eurwilaichitr, L., Cheevadhanarak, S. and M, Tanticharoen. 2012. Infection and colonization of tissues of the aphid Myzus persicae and cassava mealybug Phenacoccus manihoti by the fungus Beauveria bassiana. BioControl, 58(3): 319-330.

5)       Askary, H., Benhamou, N. and J, Brodur. 1999. Ultrastructural and characterization of aphid invasion by the hyphomycete Verticillium lecanii. Journal of Invertebrate Pathology, 74: 1-13. 

6)       Bamisile, B.S., Akutse, K.S., Siddiqui, J.A. and Y, Xu. 2021. Model application of entomopathogenic fungi as alternatives to chemical pesticides: Prospects, challenges, and insights for next-generation sustainable agriculture. Frontiers in Plant Science, 12: 741804.

7)       Barzman, M., Bàrberi, P., Birch, A.N.E., Boonekamp, P., Dachbrodt-Saaydeh, S., Graf, B., Hommel, B., Jensen, J.E., Kiss, J. and P, Kudsk. 2015. Eight principles of integrated pest management. Agronomy for Sustainable Development, 35: 1199-1215.

8)       Batta, Y.A. 2003. Production and testing of novel formulations of the entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae (Metschinkoff) Sorokin (Deuteromycotina: Hyphomycetes). Crop Protection, 22(2): 415-422.

9)       Berber G. and A.K, Birgücü, 2022. Effects of two different isolates of entomopathogen fungus, Beauveria bassiana (Balsamo) Vuillemin on Myzus persicae Sulzer (Hemiptera: Aphididae). Journal of Agricultural Sciences, 28 (1): 121-132.

10)       Biryol S., Demirba Z., Erdogan P. and I, Demir, 2022. Development of Beauveria bassiana (Ascomycota: Hypocreales) as a mycoinsecticide to control green peach aphid, Myzus persicae (Homoptera: Aphididae) and investigation of its biocontrol potential. Journal of Asia-Pacific Entomology, 25: 101878.

11)       Dedryver, C.A., Le Ralec, A. and F, Fabre. 2010. The conflicting relationships between aphids and men: A review of aphid damage and control strategies. Comptes Rendus Biologies, 333: 539-553.

12)       de Faria, M. R. and S, Wraight. 2007. Mycoinsecticides and mycoacaricides: a comprehensive list with worldwide coverage and international classification of formulation types. Biological control, 43: 237e256.

13)       Deguine, J.-P., Aubertot, J.-N., Flor, R.J., Lescourret, F., Wyckhuys, K.A.G. and A, Ratnadass. 2021. Integrated pest management: Good intentions, hard realities. A review. Agronomy for Sustainable Development, 41: 38.

14)       de Oliveira, J.L., de Oliveira, T.N., Savassa, S.M., Della Vechia, J.F., de Matos, S.T.S., de Andrade, D.J. and L.F, Fraceto. 2023. Encapsulation of Beauveria bassiana in polysaccharide-based microparticles: A promising carrier system for biological control applications. ACS Agricultural Science & Technology, 3(9): 785-794.

15)       Feng, M.G. and J.B, Johnson.1990. Relative virulence of six isolates of Beauveria bassiana on Diuraphis noxia (Homop: Aphididae). Environmental Entomology, 19: 785-790.

16)       Fernandes, É.K.K., Rangel, D.E.N., Braga, G.U.L. and W.R, Donald. 2015. Tolerance of entomopathogenic fungi to ultraviolet radiation: a review on screening of strains and their formulation. Current Genetics, 61: 427-440.  

17)       Firake, D.M. and G.T, Behere. 2020. Natural mortality of invasive fall armyworm, Spodoptera frugiperda (JE Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) in maize agroecosystems of northeast India. Biological Control, 148: 104303. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2020.104303.   

18)       Ghamari Zare, Z., Askary, H., Abbasipour H., Sheikhi Gorjan, A. and A, Saeidi Zadeh. 2014. Virulence of four Beauveria bassiana isolates on aestivating and overwintering populations of Eurygaster integriceps. Biocontrol in Plant Protection, 2(1): 31-41.

19)       Güven, Ö., Baydar, R., Temel, C. and İ, Karaca. 2014. The effects of some entomopathogenic fungi against Aphis fabae (Scopoli) (Hemiptera: Aphididae). Turkish Journal of Biological Control 5(2): 149-158.

20)       Haghighat, F., Ghabooli, M., Movahedi, Z. and M, Abdoli. 2024. Effects of endophytic fungi, Serendipita indica and Colletotrichum tofieldiae on the growth and morphophysiological traits of tomato plants at different phosphate concentrations in a hydroponic system. Journal of Plant Biological Sciences, 16(2): 19-38. 

21)       Hewer, A., Becker, A. and van A.J.E, Bel, 2011. An aphid’s Odyssey–the cortical quest for the vascular bundle. Journal of Experimental Biology, 214: 3868–3879.

22)       Idrees, A., Afzal, A., Qadir, Z.A. and J, Li. 2022. Bioassays of Beauveria bassiana Isolates against the Fall Armyworm, Spodoptera frugiperda. Journal of Fungi. 8(7): 717. https://doi.org/10.3390/jof8070717.

23)       Khan, S., Guo, L., Shi, H.X., Mijit, M. and D, Qiu. 2012. Bioassay and enzymatic comparison of six entomopathogenic fungal isolates for virulence or toxicity against green peach aphids Myzus persicae. African Journal of Biotechnology 11(77): 14193-14203.

24)       Kim, J.J. and K. C, Kim. 2008. Selection of a highly virulent isolate of Lecanicillium attenuatum against cotton aphid. Journal of Asia-Pacific Entomology, 11: 1-4.

25)       Maistrou, S., Natsopoulou, M.E., Jensen, A.B. and N.V, Meyling. 2020. Virulence traits within a community of the fungal entomopathogen Beauveria: Associations with abundance and distribution. Fungal Ecology, 48: 100992. https://doi.org/10.1016/j.funeco.2020.100992.  

26)       Miliner, R.J. and G.G, Lutton. 1986. Dependence of Verticillium lecanii on high humidity for infection and sporulation using Myzus persicae as host. Environmental Entomology, 15: 380-382.

27)       Mingeot, D., Hautier, L. and J.P, Jansen. 2021. Structuration of multilocus genotypes associated with insecticide resistance of the peach potato aphid, Myzus persicae (Sulzer), in potato fields in southern Belgium. Pest Management Science, 77(1): 482-491.

28)       Mohammadipour, A., Bagdadi, A., Ghazavi, M., Mirkarimmi, A. and N, Nikpour. 2009. Efficacy of Iranian Isolate of Beauveria bassiana against Russian wheat aphid Diuraphis noxia (Mordvilko) (Homoptera:Aphididae) on the Laboratory conditions. Journal of Agriculture,11(1): 115-127.

29)       Seyed Talebi F.S., Safavi S.A., Talaei-Hassanloui R. and A.R, Bandani. 2018. Study of the virulence and conidial germination types for some Beauveria bassiana isolates. Biological Control of Pests and plant diseases, 7(1): 65-73.

30)       Mota-Sanchez, D. and J.C, Wise. 2025. The Arthropod Pesticide Resistance Database; Michigan State University: East Lansing, MI, USA.

31)       Mottet, C., Caddoux, L., Fontaine, S., Plantamp, C., Bass, C. and B, Barrès. 2024. Myzus persicae resistance to neonicotinoids-unravelling the contribution of different mechanisms to phenotype. Pest Management Science, 80(11): 5852-5863.  

32)       Muniz, M. and Nombela, G. 2001. A new clip-cage for biological studies. Published by EWSN: John Centre, Norwich Research Park, Colney Lane, Norwich NR4 7UH U.K.

33)       Nahian-Al Sabri, M. D., Jahan, M., Gotoh, T., Döker, İ. and M, Shaef Ullah. 2022. Effect of relative humidity on the efficacy of entomopathogen Beauveria bassiana-based mycopesticide against red spider mite Tetranychus macfarlanei. Systematic and Applied Acarology, 27(12): 2414-2425. https://doi.org/10.11158/saa.27.12.4

34)       Nakahara, Y., Shimura, S., Ueno, C., Kanamori, Y., Mita, K., Kiuchi, M. and M, Kamimura. 2009. Purification and characterization of silkworm hemocytes by flow cytometry. Developmental and Comparative Immunology, 33: 439-448.  

35)       Paschapur, A., Subbanna, A., Singh, A.K., Jeevan, B., Stanley, J., Rajashekhar, H. and K.K, Mishra. 2021. Unraveling the importance of metabolites from entomopathogenic fungi in insect pest management. In: Microbes for Sustainable Insect Pest Management, Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 89–120.

36)       Quesada-Moraga, E., Maranhao, E.A.A., Valverde-Garcia, P. and C, Santiago-Alvarea, 2006. Selection of Beauveria bassiana isolates for control of the whiteflies Bemisia tabaci and Trialeurodes vaporariorum on the basis of their virulence, thermal requirement and toxicogenetic activity. Biological Control, 36: 274-287.

37)       Quesada-Moraga, E., Navas-Corte´s, J.A., Maranhao, E.A.A., Ortiz-Urquiza, A. and C, Santiago-Alvarez. 2007. Factors affecting the occurrence and distribution of entomopathogenic fungi in natural and cultivated soils. Mycological Research, 111: 947e966.

38)       Quiroga-Cubides, G.M., Gómez Alvárez, M.I. and L.M, Garriga. 2025. Framework for mass production of entomopathogenic fungi in bioeconomy context. R. S. Singh and Bhari R. (Eds) In: Developments in Applied Microbiology and Biotechnology, Fungal Biotechnology, Academic Press, Pages 549-575.   

39)       Ramos, Y., Portal, O., Meyling, N.V. and I, Klingen. 2024. Biological control potential of two Beauveria bassiana isolates against the stink bugs Nezara viridula L. and Piezodorus guildinii Westwood (Hemiptera: Pentatomidae) in common bean. Egyptian Journal of Biological Pest Control, 34: 23. https://doi.org/10.1186/s41938-024-00787-3.

40)       Rani, L., Thapa, K., Kanojia, N., Sharma, N., Singh, S., Grewal, A., Srivastav A. and J, Kaushal. 2021. An extensive review on the consequences of chemical pesticides on human health and environment. Journal of Cleaner Production, 283(10): 124657 https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124657.

41)       Serrão, J.E., Plata-Rueda, A., Martínez, L.C. and J.C, Zanuncio. 2022. Side-effects of pesticides on non-target insects in agriculture: a mini-review. Sci Nat, 109: 17. https://doi.org/10.1007/s00114-022-01788-8.

42)       Soltani, T., Yarahmadi, F., Rajabpour, A. and M.H, Ghoddom Parizi Pour. 2022. Pathogenicity of Iranian isolates of Akanthomyces lecanii and A. muscarius on the black bean aphid (Aphis fabae Scopoli). Plant Protection (Scientific Journal of Agriculture), 45 (1): 19-28. (In Farsi) https://doi.org/10.22055/ppr.2021.17246. 

43)       Sparks, T.C. and R, Nauen. 2015. IRAC: Mode of action classification and insecticide resistance management. Pesticide Biochemistry and Physiology, 121:122–128.

44)       St. Leger, R. J., Wang, C. and W, Fang. 2011. New perspectives on insect pathogens. Fungal Biology Reviews, 25: 84e88.

45)       Sevim, A., Sevim, E. and Z, Demirbağ. 2015. General biology of entomopathogenic fungi and their potential to control pest species in Turkey. Erzincan University Journal of Science and Technology 8(1): 115-147.

46)       Schmidt-Jeffris, R.A. 2023. Nontarget pesticide impacts on pest natural enemies: progress and gaps in current knowledge. Current Opinion in Insect Science, 58:101056. https://doi.org/ 10.1016/j.cois.2023.101056.

47)       Talaei-Hassanloui, R., Kharazi-Pakdel, A., Goettel, M.S., Little, S. and J, Mozaffari. 2007. Germination polarity of Beauveria bassiana conidia and its possible correlation with virulence. Journal of Invertebrate Pathology, 94: 102-107.

48)       Ullah, S., Raza, A. B. M., Alkafafy, M., Sayed, S., Hamid, M. I., Majeed, M. Z., Riaz, M. A., Gaber, N. M. and M, Asim. 2022. Isolation, identification and virulence of indigenous entomopathogenic fungal strains against the peach-potato aphid, Myzus persicae Sulzer (Hemiptera: Aphididae), and the fall armyworm, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae). Egyptian Journal of Biological Pest Control, 32: 2. https://doi.org/10.1186/s41938-021-00500-8.

49)       Vorburger, C., Lancaster, M. and P, Sunnucks, 2003. Environmentally related patterns of reproductive modes in the aphid Myzus persicae and the predominance of two ‘superclones’ in Victoria, Australia. Molecular Ecology, 12: 3493–3504.

50)       Yun H.G., Kim D.J., Gwak W.S., Shin T.Y. and S.D, Woo. 2017. Entomopathogenic fungi as dual control agents against both the pest Myzus persicae and phytopathogen Botrytis cinerea. Mycobiology, 45(3):192-198.   

51)       Zimmermann, G. 2007. Review on safety of the entomopathogenic fungi Beauveria bassiana and Beauveria brongniartii. Biocontrol Science and Technology, 17: 553-596.

 

---