المبيدات البكتيرية المستخدمة في مكافحة الآفات الحشرية

في عام (1920) أطلقت فرنسا أول عامل مكافحة حيوية من البكتيريا، وكان هذا المنتج الحيوي عبارة عن مزرعة لبكتيريا باسيلس ثورنجينسيس Bacillus thuringiensis تم توظيفها للقضاء على يرقات من رتبة الحشرات حرشفية الأجنحة، وقد تقدمت المكافحة الحيوية للآفات الحشرية حتى الخمسينات من القرن الماضي وحققت إنجازات مثيرة. ويمكن حصر البكتيريا الممرضة للحشرات والتي يعول عليها في الاستخدام كمبيدات حيوية لمكافحة الآفات الحشرية فيما يلي:

أ- بكتيريا باسيلس ثورنجينسيس Bacillus thuringiensis:

يعتبر ميكروب باسيلس ثورنجينسيس B. thuringiensis الرائد في مجال مبيدات الآفات الحيوية المنتجة من الميكروبات، وقد اكتشفت هذه البكتيريا التي يعرفها الكثيرون الآن اختصارًا باسم Bt في اليابان على يد S.Ishiwata الذي قام في العام (1901) بعزل الميكروب المسئول عن مرض الفلاشيري flacheriae disease، ذلك المرض الذي يصيب يرقات دودة الحرير silkworm التوتية المعروفة باسم بومبيكس موري Bombyxmori ، وقد أطلق Ishiwata على الميكروب المكتشف اسم باسيلس سوتو Bacillus sotto، لأن اليرقات الميتة نتيجة الإصابة بمرض الفلاشيري تصبح طرية ورخوة وتأخذ في النهاية لونا أسود، وكلمة sotto هي كلمة يابانية تقابل كلمة limp في اللغة الإنجليزية بمعنى رخو .

وفي عام (1911) قام العالم Ernst Berliner بألمانيا بعزل ميكروب عصوي من يرقات مريضة من فراشة دقيق البحر الأبيض المتوسط Anagasta kiibniella، وقد أطلق Berliner على الميكروب المعزول مسمى Thurringen نسبة لمنطقة Thuringia بألمانيا والتي أكتشف بها، ومنذ ذلك الحين تم اكتشاف الكثير من سلالات بكتيريا باسيلس ثورنجينسيس thuringiensis . شكل (1) لكل منها مدى مميز من التأثيرات المرضية على عوائله الحشرية.

شكل ( 1 ) جراثيم بكتيريا باسيلس ثورنجينسيس بداخل خلاياها العصوية.

وحتى عام ( 1976) لم يكن معروفًا من سلالات بكتيريا باسيلس ثورنجينسيس سوى السلالات الممرضة لفراشات الحشرات حرشفية الأجنحة، حيث أظهرت هذه السلالات نشاط آبادي ضعيف ضد البعوض والخنافس والذباب الأسود، إلا أن البحث الدؤوب عن سلالات فعالة تستخدم في مقاومة الآفات الحشرية تمخض عن عزل سلالات أخرى لنفس النوع ممرضة للحشرات ذوات الجناحين من الذباب والبعوض، وللحشرات غمدية الأجنحة مثل الخنافس كما أمكن عزل سلالات نشطة ضد النيماتودا والحلم والبروتوزوا أيضًا، ويجب التأكيد هنا على حقيقة هامة وهى أن السلالات الميكروبية الممرضة للآفات الحشرية ليست بالنادرة ولا بالصعبة العزل.

ولقد كانت الفجوة الطويلة التي امتدت بين اكتشاف السلالات البكتيرية الممرضة للحشرات حرشفية الأجنحة عام (1901) والسلالات الممرضة لذات الجناحين وغمدية الأجنحة عام ( 1976 ) مرجعها عدم وجود حافز قوى للبحث، إلا أن هذا الحافز ظهر من خلال الحاجة الماسة للبحث عن أدوات بيولوجية جديدة لمكافحة الكثير من الآفات الحشرية المسببة للأمراض، حتى اكتشف Joel Margalit أول سلالة بكتيرية ممرضة للحشرات ذات الجناحين من النوع باسيلس ثورنجينسيس B. thuringiensis والتي تعرف في الوقت الحالي باسم B. thuringiensis var israelensis.

ولقد كان لاكتشاف السلالة B. thuringiensis var. israelensis في أغسطس (1976) بإسرائيل أهمية عملية وتطبيقية فورية، فمن المعروف أن الحشرات ذات الجناحين الماصة للدم مثل البعوض والذباب الأسود تنقل عدد كبير من الأمراض الحيوانية، وتشمل الممرضات المحمولة في الدم الفيروسات والبكتيريا والبروتوزوا والديدان، فالبعوض على سبيل المثال ناقل يساعد في انتشار البروتوزوا التي تسبب الملاريا التي تصيب سنويا (200 - 300) مليون فرد، وتستخدم في الوقت الراهن مستحضرات المبيدات الحشرية من سلالات باسيلس ثورنجينسيس B. thuringiensis السامة للبعوض والذباب الأسود بنجاح كعوامل مكافحة حيوية في كثير من دول العالم.

* الأجسام البلورية :

تعتبر بكتيريا باسيلس ثورنجينسيس B. thuringiensis أحد أفضل الأمثلة المعروفة للبكتيريا المكونة للبلورات أي الكريستالات crystals ( شكل 2 ) ، وقد عرف عنها ذلك منذ العام ( 1915 ) أثناء الدراسات على مرض الفلاشيري الذى يصيب ديدان الحرير؛ حيث وجد أن السلالات المتجرثمة سامة ليرقات دودة الحرير، إلا أنه لسوء الحظ لم تحظ هذه النتيجة بأي اهتمام طوال ما يربو على أربعين عاما، وقد أصبح من المعلوم الآن أن العامل السام هو بعض أنواع الجزيئات المنتجة بصفة خاصة أثناء عملية التجرثم، والتي أصبح من السهل تعريفها على أنها أجسام بلورية، وتكون هذه البكتيريا البلورات أثناء طور النمو الثابت stationary phase من دورة نموها.

وعلى عكس كل أنواع جنس باسيلس Bacillus تقريباً تنتج هذه البكتيريا أجسام بلورية أثناء التجرثم (شكل 3)، وهي بلورات مرئية تحت المجهر.

شكل ( 2 ) صورة بالمجهر الإلكتروني للجراثيم والأجسام البلورية لبكتيريا باسيلس ثورنجينسيس B. thuringiensis

شكل (3-أ) دورة النمو الخضري والتجرثم لبكتيريا باسيلس ثورنجينسيس B. thuringiensis

الضوئي، ففي خلال عدة ساعات من التجرثم تتطور البلورات داخل الخلية الخضرية (شكل 4) ، وتحتوى البلورات على تحت وحدات مفردة من الجليكوبروتين لها وزن جزيئي حوالي (1.2 × 510 ) ، وتتألف الكربوهيدرات من (3.8 %) جلوكوز و (1.8 %) مانوز، ويتم تخليق تحت الوحدات ثم تركيبها لإنتاج بروتوكسين بلوري يتم تنشيطه بعد تناوله بواسطة الحشرات الحساسة للمكونات السامة.

شكل (3-ب) دورة حياة الباسيلس ثورنجينسيس B. thuringiensis

* الطرز المرضية :

في عام (1983) تم وصف سلالة بكتيرية ممرضة ليرقات حشرات عمدية الأجنحة ( الخنافس ) من النوع باسيلس ثورنجينسيس أطلق عليها اسم .B. thuringiensis var tenebrionis، وتصيب هذه السلالة خنفساء الكلورادو Colorado potato beetle، وهي حشرة تصل كثافتها العددية إلى عدة مئات على النبات الواحد، وقد تطورت صفة المقاومة resistance بهذه الخنفساء ضد عدد كبير من مبيدات الآفات الكيميائية الشائعة الاستخدام، ومن ثم فهناك صعوبة بالغة في مقاومتها باستخدام مثل هذه المبيدات التقليدية .

شكل (4) مراحل تجرثم بكتيريا B. thuringiensis var. kurstani.

وبكتيريا باسيلس ثورنجينسيس B. thuringiensis موجبة لصبغة جرام، تقطن التربة الزراعية وتراب غرف تربية ديدان الحرير والأراضي المحيطة بهذه الغرف، وتنمو مترممة saprophytic تحلل المادة العضوية للكائنات الميتة، أو تنمو متطفلة parasitic على الحشرات الحية، ولهذا الميكروب قدرة ضعيفة على الانتشار من خلال الحشرات مما يعنى أنه يسلك سلوك مبيد ميكروبي أكثر منه عامل مرضى ، ومن السهولة بمكان عزل هذه البكتيريا بواسطة المعاملة الحرارية بالبسترة pasteurization للقضاء على الخلايا الخضرية واستبقاء الجراثيم، وأحيانًا يمكن العزل من خلال خطوة إثراء بالأسيتات أو بالعزل الانتقائي باستخدام المضادات الحيوية.

وقد ظل البعض ينظر إلى بكتيريا باسيلس ثورنجینسیس B.thuringiensis باعتبارها سلالة ممرضة للنوع باسيلس سیریس Bacillus cereus على الرغم من أن معظم الاختصاصيين بعلوم الميكروبيولوجيا وأمراض النبات يعتبرونها نوع بكتيري حقيقي منفصل، وفى السنوات الأخيرة ومع التقدم الحادث في طرق تعريف البكتيريا وبصفة خاصة على أساس وراثي أمكن تمييز النوع باسيلس سيريس B. cereus من النوع باسيلس ثورنجينسيس B thuringiensis. من خلال دراسة تركيب قواعد الحامض النووي د.ن.أ. DNA base composition ، وتناظر الحامض النووي د.ن.أ. DNA homology، وجين 16 SrRNA cataloging ، وتحليل الفوسفوليبيدات phospholipids analysis، والأحماض الدهنية fatty acids analysis ، أما إنتاج البروتين البلوري وهي الخاصية المحددة لجودة بكتيريا باسيلس ثورنجينسيس B. thuringiensis فإنها معيار ضيق جدا للاستخدام في أغراض التصنيف البكتيري، وهذه البكتيريا ممرضة لبعض حشرات حرشفية الأجنحة وغمدية الأجنحة، وتحتوى على العديد من تحت الأنواع ( varieties (subspecies التي تختلف في الصفات السيريولوجية على أساس الأنتيجينات الخاصة بالأسواط، وتصنيف سلالات هذه البكتيريا إلى طرز سيريولوجية بذات أهمية كبيرة في تعريف سلالات معينة إلا أنه ذات قيمة قليلة في التنبؤ بتخصص وفعالية بروتينات المبيدات الحشرية المنتجة بواسطة سلالة معينة.

وعادة يتم تصنيف السلالات المختلفة للنوع البكتيري باسيلس ثورنجينسيس B. thuringiensis إلى خمس طرز مرضية وذلك على أساس مداها الابادي للآفات الحشرية، وهذه الطرز الخمسة هي:

1- طراز متخصص للحشرات حرشفية الأجنحة :

مثل السلالة B. thuringiensis var. berliner التي تتخصص على رتبة الحشرات حرشفية الأجنحة Lepidoptera ( الفراشات وأبو دقيقات ) مثل دودة ثمار الطماطم.

2- طراز متخصص للحشرات ذات الجناحين :

مثل السلالة B. thuringiensis var. israelensis التي تتخصص على رتبة الحشرات ثنائية الأجنحة Diptera ( الذباب والبعوض ) .

3- طراز متخصص للحشرات عمدية الأجنحة :

مثل السلالة B. thuringiensis var. tenebrionis التي تتخصص على رتبة الحشرات غمدية الأجنحة Coleoptera ( الخنافس والسوس ) .

4- طراز نشط ضد كل من الحشرات حرشفية الأجنحة وذات الجناحين :

مثل السلالة B. thuringiensis var. aizawai التي تستخدم في مكافحة يرقات فراشات الشمع وأنواع أخرى من الفراشات.

5- طراز لم تعرف عنه سمية للحشرات:

مثل السلالة B. thuringiensis var. dakota. ميكانيكية عمل سموم دلتا - اندوتوکسین وجينات البروتين البلوري:

تكون سلالات بكتيريا باسيلس ثورنجينسيس B. thuringiensis جراثيم داخلية endospores (شكل 5) وأجسام بلورية crystals عبارة عن توکسین بروتيني ذات تأثير ابادي للحشرات؛ ولذلك تستعمل هذه البكتيريا بنجاح في مجال المكافحة الحيوية للآفات الحشرية، وتموت الحشرات الحساسة على أثر تناولها لبلورات البروتين، وتتكون البلورات البروتينية من جزيئات بروتوكسين protoxin غير نشطة تعرف باسم دلتا - اندوتوکسین

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

قسم الصيانة يقيم دورة تدريبية عن آلية تنصيب مطافئ الحريق اليدوية وإدامتها لملاكاته

قسم الشؤون الخدمية ينفذ حملة لغسل محيط العتبة العباسية المقدسة وتنظيفه

ضمن برنامج تأهيل المنتسبين الجدد.. قسمُ الشؤون الدينية يطلق دورته الفقهية الـ59 لمنتسبي العتبة العباسية المقدسة

ضمن مقتنياته التراثية.. متحف الكفيل يوثّق تاجًا ذهبيًّا مرصَّعًا بالأحجار الكريمة

المزيد

الآخبار الصحية

المركز الاوروبي : كل ركاب سفينة "هانتا" مخالطون معرضون لخطر كبير

ألمانيا.. رئيس الأطباء يدعو للإسراع بتطبيق "ضريبة السكر"

بين الفائدة والضرر.. جدل حول تأثير الشاي والقهوة على العظام

أمراض خطيرة.. أبحاث تكشف مخاطر الجلوس لفترة طويلة

المزيد

الآخبار التكنلوجية

سبع حقائق غير متوقعة عن موجات الراديو

الأجسام الغريبة.. ماذا رأى رواد "أبولو 17" على القمر؟

حرارة المحيطات عند مستويات مقلقة.. وعودة "إل نينيو" تقترب

باحثون يحددون تأثير القهوة على الميكروبيوم والمزاج

المزيد

مواضيع ذات صلة

المبيدات البكتيرية المستخدمة في مكافحة الحشائش

المبيدات البكتيرية المستخدمة في مكافحة البكتيريا الممرضة للنبات

اللقاحات السمادية

الفطريات ومكافحة الآفات

الفطريات المستخدمة في المكافحة الحيوية للحشرات

الفيروسات ومكافحة الآفات

البكتيريا والمكافحة الحيوية

البدائل المتاحة في مجال المبيدات الحيوية الميكروبية... نظرة حديثة

استخدام الكومبوست ومستخلصاته في مكافحة الآفات

مقاومة الأعداء الحيوية للمبيدات

وراثة مقاومة الحشرات لفعل المبيدات

منظمات ومثبطات النمو في الحشرات - المقاومة والمستقبل