Akarlardan İzole Edilmiş Entomopatojen Bir Fungus Türü: Beauveria bassiana (Balsamo)

Transkript

1 Çankaya Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi, Journal of Arts and Sciences Say : 7, May s 2007 Akarlardan İzole Edilmiş Entomopatojen Bir Fungus Türü: Beauveria bassiana (Balsamo) İjlal OCAK 1, Salih DOĞAN 2,4, Nusret AYYILDIZ 3, İsmet HASENEKOĞLU 2 Özet Entomopatojen bir fungus türü olan Beauveria bassiana (Balsamo) baz parazitik akarlar n biyolojik kontrolünde kullan lmaktad r. Bu çal şmada, Eustigmaeus segnis (Koch, 1836) ve Galumna sp. akarlar ndan B. bassiana izole edilmiş ve aralar ndaki ilişki literatüre dayanarak tart ş lm şt r. Anahtar sözcükler: Beauveria bassiana, entomopatojen, akar, biyolojik kontrol. ABSTRACT The entomopatogenic fungus Beauveria bassiana (Balsamo) is used as biological control agent for some parasitic mites. In this study, it was isolated from the mites Eustigmaeus segnis (Koch, 1836) and Galumna sp., and on the basis of the literature, their interactions are discussed. Key words: Beauveria bassiana, entomopatogen, mite, biological control. GİRİŞ Funguslar spor üreten, klorofil taş mamalar nedeniyle besinleri absorbe eden, genellikle hem eşeyli hem de eşeysiz olarak çoğalan, hif olarak bilinen ipliksi, dallanm ş somatik yap ya sahip ve tipik olarak hücre duvar bulunduran ökaryotik organizmalard r (Alexopoulos et al. 1996). Funguslar ile ilgili sistematik çal şmalar 250 y l önce başlam ş olmas na karş n, bunlar n insanlar n hayat nda uzun y llardan beri yer ald ğ bilinmektedir. Funguslar; fermantasyon yapmalar, orman ekosistem- 1 Afyon Kocatepe Üniversitesi, Afyon Eğitim Fakültesi, Biyoloji Eğitimi Anabilim Dal, Afyon 2 Atatürk Üniversitesi, Kaz m Karabekir Eğitim Fakültesi, Biyoloji Eğitimi Anabilim Dal, Erzurum 3 Erciyes Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Biyoloji Bölümü, Kayseri 4 sadogan@atauni.edu.tr 125

2 Akarlardan İzole Edilmiş Entomopatojen Bir Fungus Türü: Beauveria bassiana (Balsamo) lerinde ayr şt r c olarak rol oynamalar, t bbi önemi olan bileşiklerin ve pek çok ticari kimyasal maddenin üretilmesinde kullan lmalar nedeniyle ekolojik, ekonomik ve t bbi bak mdan önemli organizma grubundan birini oluşturmaktad r. Ayr ca, funguslar insanlarda, hayvan ve bitkilerde önemli hastal klara sebep olurlar (Alexopoulos et al. 1996). Funguslar n çoğu akar ve diğer eklembacakl hayvanlarla değişik şekillerde simbiyotik ilişkiye sahiptirler. Baz durumlarda bu ilişki oldukça belirgindir, diğer durumlarda sadece bir fungusun varl ğ n ortaya ç karmak için böceklerin mikroskobik incelenmesi, dikkatli diseksiyonu ve fungus bulaşm ş organizmalar n hayat döngüleri boyunca yap lan gözlemler sayesinde ilişki görülebilir. Bu ilişkiler yoluyla yay labilen funguslar nekrotrof ve biyotrof parazittir. Diğer etkileşimlerde ise böcek fungusu doğrudan besin olarak veya enzim kaynağ olarak kullan r. Bu funguslardan baz lar kendi çevrelerinde eklembacakl lar taraf ndan taş n r (Benjamin et al. 2004). Baz akar salg lar n n funguslar n gelişmesine yard mc olduğu bilinmektedir (Genç & Özar 1986). Baz funguslar da akarlarda parazittir. Entomopatojen funguslar akarlar n önemli doğal düşmanlar d r (Davidson et al. 2003; Benoit et al. 2005). Patojen funguslar n Astigmata, Oribatida, Prostigmata, Mesostigmata ve Metastigmata türlerini öldürdüğü ifade edilmiştir (Doğan et al. 2003). Esas nda funguslar n misel ve sporlar kolayca tan nabildiği için, akar patojenlerinin en s k rastlanan gruplar aras nda bulunmaktad r (Poinar & Poinar 1998). B. bassiana doğada geniş yay l m gösterir ve yaklaş k 70 kadar zararl böceğe karş kontrol potansiyeline sahiptir. Bu fungus böceklere karş konidiyal spreyler olarak uygulanmaktad r. B. bassiana beyazsinek, ekinbiti ve yaprakbiti gibi çok say da zararl böceklere karş arazide ve laboratuarda kontrol ajan olarak kullan lmaktad r. Bunun yan nda B. bassiana hedef olmayan çok say da organizmalara da zarar vermemektedir (Sáenz-de-Cabezón Irigaray et al. 2003). Akarlar, belirli fungus türlerinin önemli vektörü olmalar nedeniyle fungus kommuniteleri üzerinde etkilidir (Franzolin et al. 1999). Funguslar ile beslenmelerinden dolay vücut, fungus sporlar yla kaplan r. Bu şekildeki taş n m seçicidir ve akar türüne bağl d r (Hubert et al. 2003). Patojen funguslar n da taş nmas hem akar hem de fungus populasyonlar nda değişikliklere sebep olabilir. Bu çal şmada entomopatojen bir fungus türü olan Beauveria bassiana (Balsamo) Eustigmaeus segnis (Koch) ve Galumna sp. akarlar ndan izole edilmiş ve B. bassiana ile bu akarlar n aras ndaki ilişki literatüre dayanarak tart ş lm şt r. Böylece, B. bassiana n n entomopatojen özelliği yan nda diğer özelliklerinin de ortaya konularak yap lacak diğer çal şmalara yard mc olmak amaçlanm şt r. 126

3 İjlal OCAK, Salih DOĞAN, Nusret AYYILDIZ, İsmet HASENEKOĞLU MATERYAL VE YÖNTEM Akarlar n toplanmas : 2003 y l n n Haziran ay boyunca Erzurum ili Kiremitlik Tabya Atatürk Orman ve Atatürk Üniversitesi yerleşkesinden toplam 13 örnekleme yap lm şt r. Al nan toprak, yosun, çimen, döküntü ve ağaç kabuğu örnekleri naylon torbalar içinde laboratuara getirilerek birleştirilmiş Berlese hunilerinden oluşan düzeneğe yerleştirilmiştir. Berlese hunilerinin alt taraf na yerleştirilen toplama şişelerinde biriken canl akarlar petri kaplar na boşalt ld ktan sonra stereo mikroskop alt nda seçilmiştir. Örneklerin al nd ğ yerlerin listesi aşağ dad r: 1. Atatürk Üniversitesi, Fen Fakültesi, Biyoloji bölümünün güneyindeki koruluk, çam (Pinus sylvestris) alt ndan döküntü ve toprak, Erzurum, Atatürk Üniversitesi, Fen Fakültesi, Biyoloji bölümünün güneyindeki koruluk, geven (Astragalus) alt ndan döküntü ve toprak, Erzurum, Atatürk Üniversitesi, Fen Fakültesi, dekanl k binas n n bahçesi, huş (Betula sp.) alt ndan çimenli toprak, Erzurum, Atatürk Üniversitesi, Sosyal tesislerin bahçesi, leylak (Syringa vulgaris) alt ndan döküntü ve toprak, Erzurum, Atatürk Üniversitesi, Rektörlük binas n n bahçesi, akasya (Acacia sp.) kovuğundan toprak, Erzurum, Atatürk Üniversitesi, Rektörlük binas n n bahçesi, salk m söğüdün (Salix sp.) alt ndan ve kovuğundan toprak, Erzurum, Kiremitlik Tabya Atatürk Orman, toprak üzeri yosun, Erzurum, Kiremitlik Tabya Atatürk Orman, taş üzeri yosun, Erzurum, Kiremitlik Tabya Atatürk Orman, çam alt ndan döküntü, Erzurum, Kiremitlik Tabya Atatürk Orman, geven alt ndan döküntü, Erzurum, Kiremitlik Tabya Atatürk Orman, gübre, Erzurum, Kiremitlik Tabya Atatürk Orman, çam ağac n n kabuğu (çürümemiş), Erzurum, Kiremitlik Tabya Atatürk Orman, yabani hayvan bar nağ ndan toprak, Erzurum,

4 Akarlardan İzole Edilmiş Entomopatojen Bir Fungus Türü: Beauveria bassiana (Balsamo) Beauveria bassiana n n izolasyonu: B. bassiana, besi yerine canl akarlar n konulmas suretiyle izole edilmiştir. İzolasyonda içinde kloramfenikol bulunan patates dekstroz agar (PDA) kullan lm şt r. Kültürler spor oluşumu ve büyüme için 1 2 hafta 25 ºC de karanl k yetiştirme odas nda inkube edilmiştir. Kültürde sporlanm ş olanlar tüplere aktar lm ş ve yeni izolatlar haz rlamak için 5 ºC de depolanm şt r. ARAŞTIRMA SONUÇLARI VE TARTIŞMA Bu çal şmada toplanan Eustigmaeus segnis ve Galumna sp. akarlar ndan Beauveria bassiana izole edilmiştir. Beauveria bassiana (Balsamo): PDA da koloniler 8 günde 8 23 µm olmakta, kadifemsi tozlu, sinnema yapmakta, koloni önce beyaz sonra sar ms, koloni alt renksiz, eksudat ve koku yok, bat k hifler şeffaf, düz çeperli, 1,5 3 µm eninde, havai hifler düz çeperli 1 2 µm eninde, sürünücü ve t rman c, üzerlerinde şişmiş yanal hücre gruplar taş makta, 3 6 x 3 5 µm ölçülerindedir. Bu hücreler daha sonra dallanarak daha küçük ve şişmiş hücreler oluşturmakta, konidiyojen hücreler elips şeklinde veya yar silindirik, yanal hücreler üzerinde küçük gruplar halinde veya tek olarak gelişmekte veya doğrudan hifler üzerinden gelişmekte, 1,5 6 µm ölçülerinde, konidiyojen hücrelerin küresel veya bazen şişe şeklinde uzam ş taban k s mlar ise 3 6 x 2,5 3,5 µm ölçülerinde, terminal hücreler salk m şeklinde 1 µm eninde, 20 mm ye kadar uzunlukta, genikulat, dentiküller salk m kadar geniş 1 µm kadar uzunlukta, konidiler şeffaf, düz çeperli, küresel, bazen apikulat tabanlar var, 2 3 x 2 2,5 µm ölçülerindedir. Eustigmaeus segnis (Koch): Eustigmaeus, dünyada 85 ten fazla türle temsil edilen stigmaeidlerin en büyük cinslerinden birisidir. Eustigmaeus cinsine ait olan akarlar genellikle yosun, liken, çimen ve çeşitli döküntülerde yaşarlar. Baz lar ise dipterlerde parazittir (Chaudhri 1965, Gerson 1972, Flechtmann 1985, Zhang & Gerson 1995). Bu cinsin en yayg n türlerinden birisi olan E. segnis toprak, çimen, döküntü, yosun, liken ve ağaç kabuğu ve kovuğu gibi yaşam ortamlar nda serbest olarak yaşamaktad r (Doğan 2005). Galumna sp.: Bir oribatid akard r. Oribatidler, esas olarak orman topraklar nda organik tabakalar tercih etmekle birlikte, hemen her çeşit toprakta yaşayan kozmopolit bir gruptur (Wallwork 1983). Bu hayvanlar, toprakta organik maddenin ayr şmas na katk da bulunur; bundan dolay çoğunlukla toprağ n en üst tabakalar nda yaşar. Ayr ca, baz türlerinin çevresel değişikliklere tepki göstermesinden dolay biyoindikatör olarak kullan labileceği de bildirilmiştir (Subias et al. 1986). 128

5 İjlal OCAK, Salih DOĞAN, Nusret AYYILDIZ, İsmet HASENEKOĞLU Entomopatojen olan Beauveria bassiana ve Metarhizium anisopliae gibi anamorfik funguslar genellikle zararl populasyonlara toplu halde uygulanan biyolojik kontrol ajan olarak geliştirilmektedir. Bu funguslar n uygulamalar esnas nda biyotik çevre içerisinde çoğalacaklar ve devaml kalacaklar beklentisi azd r. Dolay s yla bu funguslarla ilgili yap lan çal şmalar temel ekolojilerinden ziyade biyopestisit olma yönleri ile ilgilidir. Anamorfik entomopatojen funguslar doğal olarak özellikle toprakta geniş yay l m gösterirler; ancak onlar n beslenme davran şlar, populasyon yap lar, dağ l mlar n etkileyen faktörler ve virulans ile ilişkili karakterlerin değişimi hakk nda çok az şey bilinmektedir (Chandler 2005). Beauveria bassiana böceklerde beyaz muskadin olarak bilinen bir hastal ğa sebep olmaktad r. Bu fungusun sporlar böceklerin üst deri tabakas ile temasa geçtiği zaman çimlenirler ve doğrudan üst derisinden konakç lar n n vücutlar n n içine doğru büyürler. Fungus toksin üreterek ve böceğin g dalar n kurutarak vücudunda h zla çoğal r. Bundan dolay, böceklerin bakteriyel ve viral patojenlerinin aksine Beauveria ve diğer fungus patojenlerin enfeksiyonu için sadece temas yeterlidir. Konağ n kendilerini yemesine gerek yoktur. Fungus; konakç s n öldürdüğü zaman, yumuşak derinin daha yumuşak k s mlar n n aras ndan böceği beyaz bir küf tabakas ile kaplayarak d şar ya doğru büyür. Bu ince tüylü küf çevreye sal verilen milyonlarca yeni infektif sporlar üretir. Patojen funguslar n toprakta humus oluşumuna katk da bulunan ikincil hayvansal ayr şt r c lar n büyük k sm n oluşturan ve funguslarla beslenen oribatid ve diğer akarlar n populasyonu üzerine olumsuz bir etkide bulunmas olağand r. Eustigmaeus segnis ve Galumna sp. üzerinden izole edilen B. bassiana baz parazit akarlar n biyolojik kontrolünde kullan lmaktad r (Kaaya & Hassan 2000, Shaw et al. 2002). Bu konudaki çal şmalara birkaç örnek verebiliriz: Sáenz-de-Cabezón Irigaray et al. (2003) dünya çap nda ekonomik öneme sahip 150 den fazla konak üzerinde kaydedilmiş olan Tetranychus urticae nin (Acari: Tetranychidae) yetişkin ve yumurtalar üzerinde B. bassiana n n mikoinsektisit olarak kullan labileceğini tespit etmişlerdir. Shi & Feng (2004) e göre Tetranychus cinnabarinus yumurtalar B. bassiana taraf ndan öldürülebilmektedir. Barreto et al. (2004) taraf ndan manyok üzerinde parazit olan tetranikid akarlardan Mononychellus tanajoa üzerinde test edilen B. bassiana izolatlar n n etkili olduğu bulunmuştur. Lekimme et al. (2006) taraf ndan tavşanlarda parazit olan Psoroptes ovis (Acari: Psoroptidae) akar na karş B. bassiana n n laboratuvar koşullar nda entomopatojenik aktivitesi araşt r lm şt r. Akarlar 1 ml de konidiyum ihtiva eden solüsyona bat r ld ktan sonra fungus akar n vücut yüzeyinde sporlanm ş ve akarlar n tamam miselle kaplanm şt r. Fungus enfeksiyonu nedeniyle yumurtlamada azalma olmam ş, fakat hem yu- 129

6 Akarlardan İzole Edilmiş Entomopatojen Bir Fungus Türü: Beauveria bassiana (Balsamo) murtalar n aç lma oran ve hem de yumurtadan ç kan larvalar n yaşam süresi önemli ölçüde azalm şt r. Bu çal şman n sonuçlar na göre B. bassiana n n Psoroptes türlerine karş yüksek oranda patojenik aktiviteye sahip olduğu ve tavşan, koyun ve s - ğ rlarda parazit olan Psoroptes türlerine karş biyolojik kontrol ajan olarak kullan lmas hususunun daha fazla önemsenmesi gerektiği vurgulanm şt r (Lekimme et al. 2006). Bal ar lar n n paraziti olan Varroa destructor akarlar ndan elde edilen B. bassiana izolat, bu akarlarla parazitlenen bal ar lar n n (Apis mellifera) tedavisinde kullan lm ş ve başar l sonuçlar elde edilmiştir (Meikle et al. 2006, 2007). Akar-fungus konusunda çal şmalar n çoğu tetranikid ve eriyofidlerle ilgilidir (Chandler et al. 2000, Geest et al. 2000). Diğer akar gruplar ile ilgili çal şmalar oldukça azd r. Mevcut literatürler gözden geçirildiğinde, çal şmam zda izole edilen fungusun, bahsedilen akarlar n önemli bir doğal düşman olduğu ve akarlar n çeşitli vücut k s mlar yla taş narak akar populasyonlar nda değişikliklere neden olabileceği söylenebilir. Son zamanlarda biyolojik kontrolde toprakta bulunan insan ve memeli hayvanlar için zarars z olduğu bilinen mantarlar n entomopatojenik özellikleri keşfedilmeye başlanm şt r (Ayd n 2005). Yap lan çal şmalar bu fungus türünün zararl akarlar n biyolojik mücadelesinde kullan labileceğini göstermektedir. KAYNAKLAR C. Alexopoulos, C. Mims, M. Blackwell, Introductory Mycology (Wiley & Sons, New York: 1996) L. Ayd n, Varroa destructor un kontrolünde yeni stratejiler, Uludağ Ar c l k Dergisi, 5 (2005), pp R. S. Barreto,, E. J. Marques,, M. G. C. Jr. Gondim, J. Vargas de Oliveira, Selection of Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. and Metarhizium anisopliae (Metsch.) Sorok. for the control of the mite Mononychellus tanajoa (Bondar), Sci. Agric. (Piracicaba, Braz.), 61 (2004), pp R. K. Benjamin, M. Blackwell, I. Chapella, R. A. Humber, K. G. Jones, K. A. Klepzig, R. W. Lichtwardt, D. Malloch, H. Noda, R. A. Roeper, J. W. Spatafora, A. Weir, The search for diversity of insects and other arthropod associated fungi. In: Biodiversity of Fungi: Standard Methods for Inventory and Monitoring (Academic Press, New York: Eds. Mueller, G. M., Bills, G. F. & Foster, M.) (2004), pp J. B. Benoit, J. A. Yoder, J. T. Ark, E. J. Rellinger, Fungal fauna of Ixodes scapularis Say and Rhipicephalus sanguineus (Latreille) (Acari: Ixodida) with special reference to species-associated internal mycoflora, International Journal of Acarology, 31 (2005), pp D. Chandler, Understanding the evolution and function of entomopathogenic fungi, Evolution of fungal virulence, (2005), pp. 1 9 D. Chandler, G. Davidson, J. K. Pell, B. V. Ball, K. Shaw, K. D. Sunderland, Fungal Biocontrol of Acari, Biocontrol Science and Technology, 10 (2000), pp W. M. Chaudhri, New mites of the genus Ledermuelleria, Acarologia, 7 (1965), pp G. Davidson,, K. Phelps, K. D. Sunderland, J. K. Pell, B. V. Ball, K. E. Shaw, D. Chandler, Study of temperature growth interactions of entomopathogenic fungi with potential for control of 130

7 İjlal OCAK, Salih DOĞAN, Nusret AYYILDIZ, İsmet HASENEKOĞLU Varroa destructor (Acari: Mesostigmata) using a nonlinear model of poikilotherm development, Journal of Applied Microbiology, 94 (2003), pp S. Doğan, Eustigmaeus mites from Turkey (Acari: Stigmaeidae), Journal of Natural History, 39 (2005), pp S. Doğan, İ. Ocak, İ. Hasenekoğlu, F. Sezek, First record of fungi in the families Caligonellidae, Cryptognathidae, Stigmaeidae and Tectocepheidae mites (Arachnida: Acari) from Turkey, Archives des Sciences, 56 (2003), pp C. H. W. Flechtmann, Eustigmaeus bryonemus sp. n. a moss-feeding mite from Brasil (Acari, Prostigmata: Stigmaeidae) Revista Brasileira de Zoologia, 2 (1985), pp M. R. Franzolin, W. Gambale, R. G. Cuero, B. Correa, Interaction between toxigenic Aspergillus flavus Link and mites (Tyrophagus putrescentiae Schrank) on maize grains: effect on fungal growth and aflatoxin production, Journal of Stored Products Research, 35 (1999), pp L. P. S. van der Geest, S. L. Elliot, J. A. J. Breeuwer, E. A. M. Beerling, Diseases of mites, Experimental and Applied Acarology, 24 (2000), pp H. Genç, A. İ. Özar İzmir ilinde ambarlanm ş ürünlerde bulunan akarlar üzerine ön çal şmalar, Türk. Bit. Kor. Derg., 3 (1986), pp U. Gerson, Mites of the genus Ledermuelleria (Prostigmata, Stigmaeidae) associated with mosses in Canada, Acarologia, 13 (1972), pp J. Hubert, V. Stejskal, A. Kubátová, Z. Munzbergová, M. V. Nová, E. _d árková, Mites as selective fungal carriers in stored grain habitats, Experimental and Applied Acarology, 29 (2003), pp G. P. Kaya, S. Hassan, Entomogeneus fungi as promising biopesticides for tick control, Experimental and Applied Acarology, 24 (2000), pp M. Lekimme, B. Mignon, S. Tombeux, C. Focant, F. Maréchal, B. Losson, In vitro entomopathogenic activity of Beauveria bassiana against Psoroptes spp. (Acari: Psoroptidae), Veterinary Parasitology, 139 (2006), pp W. G. Meikle, G. Mercadier, V. Girod, F. Derouané, W. A. Jones, Evaluation of Beauveria bassiana (Balsamo) Vuillemin (Deuteromycota: Hyphomycetes) strains isolated from varroa mites in southern France, Journal of Apicultural Research, 45 (2006), pp W. G. Meikle, G. Mercadier, N. Holst, C. Nansen, V. Girod, Duration and spread of an entomopathogenic fungus, Beauveria bassiana (Deuteromycota: Hyphomycetes), used to treat varroa mites (Acari: Varroidae) in honey bee (Hymenoptera: Apidae) hives, Apiculture and Social Insects, (2007), pp G. Jr. Poinar, R. Poinar, Parasites and Pathogens of Mites, Annu. Rev.Entomol., 43 (1998), pp F. J. Sáenz-de-Cabezón Irigaray, V. Marco Mancebón, I. Pérez-Moreno, The entomopathogenic fungus Beauveria bassiana and compatibility with triflumeron: effects on the twospotted spider mite Tetranychus urticae, Biological Control, 26 (2003), pp K. E. Shaw, G. Davidson, S. J. Clark, B. V. Ball, J. K. Pell, D. Chandler, K. D. Sunderland, Laboratory bioassays to assess the pathogenicity of mitosporic fungi to Varroa destructor (Acari: Mesostigmata), an ectoparasitic mite of the honeybee, Apis mellifera, Biological Control, 24 (2002), pp W. B. Shi, M. G. Feng, Lethal effect of Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae, and Paecilomyces fumosoroseus on the eggs of Tetranychus cinnabarinus (Acari: Tetranychidae) 131

8 Akarlardan İzole Edilmiş Entomopatojen Bir Fungus Türü: Beauveria bassiana (Balsamo) with a description of a mite egg bioassay system, Biological Control, 30 (2004), pp L. S. Subias, E. Ruiz, M. E. Minguez, Consideraciones generales sobre la sucesión y bioindicación en los oribatidos (acari, oribatida) de un erial de cultivo mediterráneo, Actas de las VIII Jornadas A e E., (1986), pp J. A. Wallwork, Oribatids in forest ecosystems, Annu. Rev. Entomol., 28 (1983), pp Z.-Q. Zhang, U. Gerson, Eustigmaeus johnstoni, new species (Acari: Stigmaeidae), parasitic on phlebotomine sandflies (Diptera: Psychodidae), Tijdschrift voor Entomologie, 13 (1995), pp