باکتری ولباکیا تولید مثل و پارامترهای زیستی شپشه دندانه دار برنج Oryzaephilus surinamensis را تحت تاثیر قرار می‌دهد
کد مقاله : 1825-23IPPC
نویسندگان
11 گروه کشاورزی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس
2بندرعباس- کیلومتر 9 جاده میناب. دانشگاه هرمزگان
چکیده
باکتری ولباکیا همزیستی است که به طور وسیع در میان بندپایان گسترش دارد و تولید مثل و کارایی میزبان را تحت تاثیر قرار می‌دهد. در سال-های اخیر، دستکاری در آلودگی به باکتری ولباکیا به عنوان ابزاری جدید در کنترل بیولوژیک مورد استفاده قرار گرفته است. شپشه دندانه دار برنج Oryzaephilus surinamensis یکی از مهمترین آفات انباری برنج است که سالانه خسارت زیادی را به انبارهای برنج وارد می‌کند. همچنین مشخص شده است که این آفت به یازده سم از گروه های مختلف مقاوم شده است. با توجه به مقاوم شدن این آفت و لزوم حفظ محصول برنج، استفاده از یک روش کنترلی جدید پیشنهاد می‌شود. کنترل همزیستی روش کنترل بیولوژیک جدیدی است که از باکتری‌های همزیست درونی حشرات برای کنترل آفات استفاده می‌کند. باکتری ولباکیا قبلاً از این حشره گزارش شده است، اما تاکنون نقش آن در تولید مثل میزبان و کارائی آن مورد ارزیابی قرار نگرفته است. در این مطالعه، آنتی‌بیوتیک تتراسایکلین (20 میلی گرم بر میلی لیتر) تهیه و با دانه های برنج مخلوط و در دسترس افراد بالغ هم سن قرار داده شد. پس از 48 ساعت تغذیه از دانه‌های برنج آغشته به تتراسیکلین، حشرات ماده از ظروف جمع‌آوری و به درون ظروف جدید جهت تخم‌ریزی منتقل شدند و پارامترهای زیستی شپشه برنج روزانه ثبت شد. جهت اطمینان از حذف باکتری، آزمون PCR با استفاده از پرایمرهای اختصاصی wsp انجام و مشخص شد که این میزان آنتی‌بیوتیک می‌تواند باکتری ولباکیا را بدون اینکه تاثیری بر دیگر همزیست‌ها داشته باشد، به طور کامل از بدن شپشه دندانه دار در نسل دوم حذف کند. نتایج نشان داد که حذف باکتری ولباکیا تولید مثل را تحت تاثیر قرار می‌دهد به‌طوری‌که ماده‌هایی که با آنتی‌بیوتیک تیمار شد بودند به طور معنی‌داری نتاج کمتری تولید کردند و میزان تخم به ازای فرد ماده کاهش یافت. همچنین حذف باکتری باعث کاهش معنی‌دار میزان نرخ متناهی رشد جمعیت (λ)، نرخ خالص تولید مثل(R0)، نرخ ذاتی افزایش جمعیت (r) و افزایش متوسط مدت زمان یک نسل (T) شد. همچنین نتایج نشان داد که عدم حضور باکتری ولباکیا نسبت جنسی را تحت تاثیر قرار می‌دهد و در نسل بعد افراد نر بیشتری نسبت به تیمار شاهد (دارای باکتری ولباکیا) تولید می-شود. نتایج نشان می‌دهد که باکتری ولباکیا در موفقیت تولید مثلی شپشه دندانه‌دار مشارکت دارد و تغییر و دستکاری آن یک راهکار بالقوه برای کنترل بیولوژیک این حشره فراهم می‌کند که با استفاده از مدیریت فلورمیکروبی می‌توان به آن دست یافت.
کلیدواژه ها
موضوعات
Title
Wolbachia affects reproduction and biological parameters of the Oryzaephilus surinamensis
Authors
Mehrnoosh Nikooei, Chamran Hemmati
Abstract
Wolbachia are widely distributed endosymbiotic bacteria that influence the reproduction and fitness of their hosts. In recent years, the manipulation of Wolbachia infection has been considered as a potential tool for biological control. Oryzaephilus surinamensis is one of the most important pest insects in grain, pet foods, and seeds especially rice. This pest became resistance up to eleven pesticide from different groups of insecticides. According to this fact, a new control way is highly recommended. Symbiotic control is a new biological method which uses symbiotic microorganisms to control insect pests.We previously reported Wolbachia infection in the beetle, but until now the role of Wolbachia in the beetle reproduction and fitness has not been tested. In this study, tetracycline was used to eliminate Wolbachia from O.surinamensis to study its effects with regard to development and other fitness parameters. To do so, rice were mixed with the tetracycline (20 mg/ml) and after 48h of feeding, the females were harvested and released into a new jars containing rice and biological parameters were daily recorded. Polymerase chain reaction (PCR) with wsp primers was used to ascertain Wolbachia absence without any significant impact on either primary endosymbiont or secondary symbionts present in O. surinamensis. This elimination affected O.surinamensis reproduction: females fed with tetracycline had significantly fewer progeny, lower fecundity, and fewer eggs per female. Tetracycline also reduced the population growth rate (λ), net reproductive rate (R0), intrinsic rate of increase (r) and increased mean generation time (T) in the beetle. In addition, our results showed that Wolbachia’s effects on the sex ratio are at best indirect: females treated with tetracycline produced significantly fewer daughters than females from controls. Our results suggest that Wolbachia contribute to the reproductive success of the O.surinamensis and their manipulation represents a possible approach to this pest mediated by microbiome management.
Keywords
Wolbachia, Biological parameters, biological control, saw-toothed grain beetle