انتقل إلى المحتوى الرئيسي

Bacillus thuringiensis: كيف تعمل والآفات التي تستهدفها

موضوع: عوامل المكافحة الحيوية

البرنامج:

في حين أن الكثير من الناس يعتقدون أن البكتيريا مجرد ميكروبات تسبب أمراضًا ضارة، إلا أنها يمكن أن تكون مفيدة أيضًا، على سبيل المثال، فهي تلعب دورًا حاسمًا في بعض الأمراض. المبيدات الحيوية الميكروبية لمنع الآفات من مهاجمة المحاصيل. عصية ثورينجينزيس (يتم اختصاره أحيانًا إلى Bt) وهو نوع من البكتيريا التي تعيش في الماء والتربة. وهو عامل مهم للمكافحة البيولوجية لأنه يمكن أن يقتل العديد من الآفات الشائعة التي تلحق الضرر بالمحاصيل، ولكنه غير ضار نسبيًا للإنسان والحيوان والحشرات غير الحشرية. هناك العديد من عصية ثورينجينزيس الأصناف، والمعروفة أيضًا باسم عصية ثورينجينزيس الأنواع الفرعية. على سبيل المثال، تستخدم المبيدات الحشرية البيولوجية "Btk" نوعًا فرعيًا يسمى "kurstaki".

عصية ثورينجينزيس وقد استخدم منذ أكثر من ستين عاماً للتخلص من الآفات وحماية النباتات من التلف. وهو مهم بشكل خاص لأنه لا يسبب ضررًا للبيئة كما تفعل العديد من المبيدات الحشرية الكيميائية. وهذا يعني أنه يمكن أن يحل محل المبيدات الحشرية الكيميائية في التعامل مع بعض الآفات، ويقلل من التأثير الضار للمبيدات الحشرية على البيئة. اليوم، عصية ثورينجينزيس يستخدم في جميع أنحاء العالم ومتوفر في تركيبات مختلفة (مثل رذاذ Btk) مما يعني أنه يمكن استخدامه في سياقات مختلفة مثل الزراعة والغابات وحتى في المناطق الحضرية.

في هذه المقالة ، سوف نقدم لمحة عامة عن عصية ثورينجينزيس بما في ذلك الآفات التي تقتلها وكيف تقتلها.

ما هي تفاصيل عصية ثورينجينزيس?

عصية ثورينجينزيس هي بكتيريا، وهي نوع من الميكروبات. أسفل المجهر، يبدو صغيرًا وعلى شكل قضيب. تم اكتشافه لأول مرة في اليابان، ولكن أول تسجيل علمي له حدث في جزء من ألمانيا يسمى تورينجيا. هذا هو المكان الاسم عصية ثورينجينزيس يأتي من. بدأ استخدامه في الولايات المتحدة الأمريكية في الخمسينيات وفي كندا في السبعينيات لحماية الغابات من الحشرات الضارة مثل ديدان التنوب.

عصية ثورينجينزيس يعد جزءًا مهمًا من حماية المحاصيل حيث تم تحسين التقنيات المستخدمة لزراعته بشكل كبير خلال العقود القليلة الماضية. يتم زراعته في خزانات معقمة ومن العوامل المهمة لنموه درجة الحرارة ومستويات الأكسجين ونوع المغذيات. لتركيبات الرش، عصية ثورينجينزيس يتم دمجه مع الماء أو الزيوت المعدنية والمواد المضافة الأخرى (مثل الملصقات) التي تساعده على قتل الآفات.

منظر مجهري يُظهر البكتيريا العصوية الشكل Bacillus thurigiensis
صورة مجهرية لملونة، على شكل قضيب عصية ثورينجينزيس جراثيم. الائتمان: أنسل أومين عبر Bugwood.org

كيف عصية ثورينجينزيس قتل الآفات؟

خلال مرحلة تكوين الجراثيم من دورة حياتها، عصية ثورينجينزيس ينشط جينات مهمة تسمى بكاء الجينات التي تسمح لها بتكوين هياكل ثلاثية الأبعاد تسمى البلورات السامة ليرقات الآفات. تسمى هذه سموم البكاء وتتكون من أجزاء أصغر تسمى بروتينات البكاء.

عندما تأكل الآفة عصية ثورينجينزيسيدخل إلى الأمعاء ويطلق سموم البكاء. ترتبط هذه السموم بجدار الأمعاء وتسبب ثقوبًا مما يؤدي إلى موت الآفة. فيما يلي شرح أكثر تقنية لكيفية حدوث ذلك.

يعد جزء من سم البكاء المسمى "مجال البكاء III" مهمًا للسماح للسموم بالارتباط بخلايا يرقات الآفات. يمكن أن يحدث تبادل في مجال البكاء III بين السموم المختلفة. يشبه هذا إلى حد ما تبديل قطع Lego لإنشاء أشكال ووظائف مختلفة. يحدث ارتباط سموم البكاء في أمعاء الآفات في مواقع تسمى الحويصلات الغشائية الحدودية للفرشاة، والتي تشبه الفقاعات الصغيرة على سطح بعض الخلايا. ترتبط السموم على وجه التحديد بأجزاء من الخلية تسمى مستقبلات الكادرين. يحدد تسلسل الأحماض الأمينية للسموم قدرته على الارتباط بالمستقبل. وذلك لأن تسلسل الأحماض الأمينية يحدد شكل البروتينات مثل السموم ومستقبلات الكادرين، مما يسمح لها بالتوافق معًا مثل قطع اللغز.

ما هي الآفات المختلفة عصية ثورينجينزيس يمكن التحكم؟

عصية ثورينجينزيس مهم للسيطرة على مجموعة واسعة من الآفات ويعمل على وجه التحديد خلال مرحلة اليرقات من الآفات. الآفات التالية ممتازة عصية ثورينجينزيس الأهداف: 

دودة شجرة التنوب (تشوريستونورا فوميفيرانا)

هذه الآفات هي نوع من العثة يمثل مشكلة خاصة في الغابات الكندية حيث تسبب أضرارًا كبيرة لأوراق شجرة التنوب والتنوب البلسم. يرقات ديدان براعم شجرة التنوب هي التي تسبب ضررا للنباتات.

يرقة دودة براعم شجرة التنوب على فرع
دودة شجرة التنوب (تشوريستونورا فوميفيرانا). مصدر الصورة: جيرالد إي. ديوي، خدمة الغابات بوزارة الزراعة الأمريكية، Bugwood.org 

عثة الغجر (لايمتريا dispar)

يرقات العثة الغجرية (التي يشار إليها أيضًا باسم العث الإسفنجي) مسؤولة عن أضرار جسيمة للغابات في أمريكا الشمالية وأماكن أخرى. يمكن أن تسبب أعداد كبيرة تساقطًا كبيرًا للأوراق (فقدان الأوراق) في مجموعة متنوعة من أنواع الأشجار، مما يؤثر بشكل كبير على الغابات والمناظر الطبيعية الحضرية.

ذكر بالغ من فراشة الغجر مثبت على لوح
ذكر العثة الغجرية (أو العثة الإسفنجية) (لايمتريا dispar). الائتمان: بيتر كابيتولا، المعهد المركزي للرقابة والاختبار في الزراعة، Bugwood.org 

حفار الذرة الأوروبي (أوسترينيا نوبيلاليس)

يتسبب هذا النوع من العثة في أضرار كبيرة لمحاصيل الذرة. تضع الحشرات البالغة بيضها على الجانب السفلي من الأوراق وعندما تفقس اليرقات تهاجم المحصول وتسبب الضرر. يمكن لحفار الذرة الأوروبي أن يمر بدورات حياة متعددة في عام واحد.

يرقة حفار الذرة الأوروبي تبحث عن موقد الذرة
حفار الذرة الأوروبي (أوسترينيا نوبيلاليس). الائتمان: ماريوس سوبيسكي عبر Bugwood.org

كرنب الملفوف (Trichoplusia ني)

تهاجم يرقات هذه العثات الملفوف والمحاصيل المماثلة، وتسمى "الحلقات" بسبب حركة حلقة معينة تقوم بها عند الزحف. مثل حفار الذرة الأوروبي، يضع البالغون البيض على الجانب السفلي من الأوراق ثم تتغذى عليه اليرقات مما يؤدي إلى أضرار كبيرة.

لقطة مقرّبة ليرقة نبات الكرنب على ورقة نبات
كرنب الملفوف (Trichoplusia ني). الائتمان: ألتون إن. سباركس جونيور، جامعة جورجيا عبر Bugwood.org

ما هي إيجابيات وسلبيات الاستخدام عصية ثورينجينزيس?

الايجابيات

مكافحة الآفات المستهدفة:

فوائد عصية ثورينجينزيس يعني أنها ارتفعت لتصبح واحدة من المبيدات الحيوية المستخدمة (إن لم تكن الأكثر) على مستوى العالم. ووفقا لوكالة حماية البيئة، عصية ثورينجينزيس يقدم مكافحة الآفات المستهدفة لمجموعة متنوعة من الأنواع الضارة بينما يكون نسبيًا غير ضارة للإنسان والحيوان والحشرات غير الآفات. أصبح هذا النشاط المحدد ممكنًا بفضل طريقة عمله من خلال إنتاج سم البكاء.

صديق للبيئة:

عصية ثورينجينزيس هو ميكروب يتواجد بشكل طبيعي في التربة والماء. وهذا يعني أنه قابل للتحلل تمامًا ولا يسبب ضررًا للبيئة مثل المبيدات الحشرية الكيميائية. ويعني النهج المستهدف الذي تتبعه أنها لا تسبب فقدان التنوع البيولوجي، وهو أحد الآثار الضارة الشائعة للمبيدات الحشرية الكيميائية. علاوة على ذلك، فإن كفاءتها في التعامل مع الآفات تعني أنها حلت محل المبيدات الكيماوية في كثير من الحالات. وهذا يزيد من التأثير الإيجابي الذي عصية ثورينجينزيس لديها على البيئة.

سلالات متعددة:

عصية ثورينجينزيس متوفر بسلالات مختلفة مما يزيد من قدرته على استهداف الآفات المختلفة.

سلبيات

التكلفة:

المنتجات التي تستخدم عصية ثورينجينزيس يمكن أن تكون أكثر تكلفة من المبيدات الكيماوية في بعض الحالات. وهذا يعني أنها قد لا تكون خيارًا قابلاً للتطبيق كعلاج مستقل. ومع ذلك، فإن استخدامها ضمن نظام متكامل لإدارة الآفات قد يكون أكثر فعالية من حيث التكلفة.

المقاومة:

الاستخدام طويل الأمد لـ عصية ثورينجينزيس ضد بعض الآفات أدى إلى تطوير تلك الآفات لمقاومة سموم البكاء. وهذا يمكن أن يؤدي إلى تجدد فقدان المحاصيل أو تساقط الأوراق في الغابات. تشمل حلول مقاومة الآفات التبديل إلى أنواع أخرى عصية ثورينجينزيس الأنواع التي تستخدم سموم البكاء المختلفة، أو المبيدات الحيوية الأخرى ذات طرق العمل المختلفة.

الخلاصة والاتجاهات المستقبلية

عصية ثورينجينزيس يلعب دورا هاما في مكافحة الآفات الحديثة. فهو يوفر أداة فعالة وصديقة للبيئة ضد العديد من الآفات الضارة في الزراعة والغابات. ويعني أسلوب عملها المستهدف أنه يمكنه مهاجمة الآفات مثل دودة براعم شجرة التنوب، وعثة الغجر، وحفار الذرة الأوروبي، ووبر الملفوف، دون الإضرار بالحشرات المفيدة والحياة البرية والبشر. هذه الميزات تجعل عصية ثورينجينزيس أداة قوية ذات مزايا كبيرة مقارنة بالمبيدات الكيميائية الضارة غير المحددة. على الرغم من هذه الفوائد، يمكن أن تكون التحديات مثل المقاومة ومتطلبات التكلفة مشكلة عند الاستخدام عصية ثورينجينزيس، على الرغم من سلالات متعددة من عصية ثورينجينزيس توفير التنوع كحل للمقاومة. وفي نهاية المطاف، تظل هذه البكتيريا مهمة لمساعدة المزارعين وحماية محاصيلهم وتعظيم العائد مع تقليل التأثير على صحة الإنسان والبيئة.

لمزيد من المعلومات حول الحلول الصديقة للبيئة للآفات، يمكنك استشارة موارد بوابة CABI BioProtection. لمعرفة المزيد عن الأنواع المختلفة للمكافحة البيولوجية، بما في ذلك الديدان الخيطية، قم بزيارة صفحتنا المخصصة على أنواع المكافحة البيولوجية.

مشاركة هذه الصفحة

مقالات ذات صلة

هل هذه الصفحة مفيدة؟

نأسف لأن الصفحة لم تتوافق مع
التوقعات. من فضلك دعنا نعرف كيف
يمكننا تحسينه.