دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران - موسسه تحقیقات کنترل بیولوژیک آفات و بیماریهای گیاهی کنترل بیولوژیک آفات و بیماری های گیاهی 2322-2883 13 1 2024 03 20 Investigating the non-lethal effects of the bacterium Bacillus thuringiensis on the snail Achatina fulica بررسی اثرات غیرکشندگی باکتری Bacillus thuringiensis روی حلزون Achatina fulica 19 31 99997 10.22059/jbioc.2024.385794.347 FA نغم شیخ سلیمان گروه گیاه‌پزشکی دانشکده کشاورزی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران رضا طلایی حسنلویی گروه گیاهپزشکی ، دانشکده کشاورزی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران. ابراهیم اسداغی گروه گیاه‌پزشکی دانشکده کشاورزی ، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران. Journal Article 2024 11 24 The snail Achatina fulica (Gastropoda, Achatinidae) is one of the most significant agricultural pests, characterized by its extensive distribution and broad host range among various plant species. The most common method for controlling this pest is the application of the chemical molluscicide metaldehyde. However, this approach has proven to be inefficient and environmentally harmful. Consequently, there is an urgent need to explore alternative methods, such as applying biological control agents. Bacillus thuringiensis (Bt) is a key microbial agent widely used for the control of insect pests, yet its potential for managing agricultural pest molluscs has not been extensively studied. In the present study, the effects of Bt prepared as a locally available commercial product, were evaluated against A. fulica using both direct and indirect (endophytic) approaches. Lettuce, as a preferred host plant for the snail, was cultivated in a greenhouse and used for snail feeding. For the preparation of Bt in its vegetative phase, nutrient agar (NA) was used. The endophytic potential of Bt was investigated using two methods: leaf spraying and root drenching of six-week-old lettuce plants with bacterial suspension at a concentration of 8.7 × 10⁸ CFU/mL. Data collected 10 days after inoculation indicated successful endophytic colonization exclusively through the leaf spray method, while leaves from plants treated via root irrigation did not harbor endophytic bacteria. The efficacy of Bt was assessed under some treatments, including immersion of lettuce leaves in bacterial spore-crystal suspension (5 × 10⁸ and 10⁹ CFU/mL), vegetative-phase bacterial suspension without crystals (5 × 10⁸ cells/mL), suspension of Xanthomonas translucens (control 1), and sterile distilled water (control 2). These treatments were applied to adult and non-adult snails of A. fulica. The results revealed no visible effects on adult snails under any treatment. However, non-adult snails treated with a concentration of 10⁹ CFU/mL exhibited a complete inhibition of lettuce feeding from the second day of treatment, persisting for 21 days. To confirm the presence of the bacterium in the gastrointestinal tract of non-adults that ceased feeding, the gut was aseptically dissected 14 and 22 days post-treatment. Suspensions obtained by homogenizing the gut in sterile distilled water were cultured on nutrient agar plates. After five days of incubation, the presence of Bt spores and crystals was confirmed. Molecular analysis using PCR and sequencing of the 16S rRNA gene further validated the bacterial identity through comparison with genetic databases. Although no direct mortality of A. fulica was observed, the cessation of feeding in immature stages for three weeks significantly reduced the damage caused by the snail. حلزون Achatina fulica (Gastropoda, Achatinidae)یکی از مهم‌ترین آفات کشاورزی با انتشار گسترده و دامنه میزبانی وسیع در گیاهان مختلف است. متداول‌ترین روش کنترل این‌گونه، استفاده از حلزون‌کش شیمیایی متالدئید است که اگرچه در کنترل جمعیت کارایی دارد اما اثرات منفی آن برای محیط ‌زیست قطعی است. بنابراین، جستجو برای شیوه‌های جایگزین مانند استفاده از عوامل کنترل بیولوژیک ضروری شده است. باکتری Bacillus thuringiensis (Bt) مهم‌ترین عامل میکروبی برای کنترل حشرات آفت است و برای استفاده از آن در کنترل نرم‌تنان زیان‌آور کشاورزی، به بررسی بیشتری نیاز هست. در پژوهش حاضر، اثر باکتری Bt تهیه شده به صورت فرآورده تجاری در داخل کشور، به دو صورت مستقیم و غیرمستقیم (در حالت اندوفیت) روی حلزون A. fulica بررسی شد. کاهو به عنوان یک میزبان ترجیحی حلزون، در گلخانه کشت و برای تغذیه حلزون مورد استفاده قرار گرفت. برای دستیابی به باکتری در فاز رویشی، از کشت آن روی Nutrient Agar (NA) استفاده شد. پتانسیل اندوفیت شدن Bt با استفاده از روش پاشش روی برگ‌ها و روش آبیاری گیاهان 6 هفته‌ای کاهو از سوسپانسیون باکتری با غلظت معادل CFU/ml ۱۰8×7/8 ‌ ‏مورد مطالعه قرار گرفت. داده‌های حاصل از 10 روز بعد از تلقیح در خصوص اندوفیت شدن باکتری در برگ‌ها نشان داد که این فرایند فقط با روش پاشش موفق بوده و برگ‌های گیاهانی که با سوسپانسیون باکتریایی از طریق ریشه تیمار شده‌اند، فاقد باکتری اندوفیت است. تأثیر Bt در چند تیمار مختلف با غوطه‌وری برگ‌های کاهو درون سوسپانسیون اسپور-کریستال باکتری (در مقادیر CFU/ml 108× 5 و 109)، درون سوسپانسیون باکتری در فاز رویشی و بدون کریستال (cell/ml 108× 5)، سوسپانسیون باکتری Xanthomonas translucens (شاهد 1) و آب مقطر استریل (شاهد 2) روی افراد بالغ و نابالغ حلزون A. fulica مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که هیچ کدام از تیمارها روی افراد بالغ‌ حلزون‌ اثر قابل مشاهده ندارد اما افراد نابالغ حلزون تیمار شده با غلظت CFU/ml 109 از روز دوم تیمار به بعد و به مدت 21 روز هیچ تغذیه‌ای از برگ‌های کاهو نداشتند. برای تأیید وجود باکتری در دستگاه گوارشی افراد نابالغ که تغذیه را متوقف کرده بودند، در فواصل زمانی 14 و 22 روز پس از تیمار، لوله گوارشی از بدن آنها در شرایط استریل جدا شد. سوسپانسیون حاصل از همگن‌سازی در هاون چینی حاوی آب مقطر استریل، در ظروف پتری حاوی آگار غذایی کشت داده شد. پنج روز بعد از انکوباسیون، وجود اسپور و کریستال‌ Bt تأیید شد. همچنین، بررسی مولکولی وجود باکتری در دستگاه گوارشی با استفاده از PCR و توالی‌یابی ژن 16S rRNA انجام گرفت و هویت باکتری با مقایسه توالی در بانک‌های اطلاعاتی تأیید گردید. با این که مرگ این گونه حلزون با باکتری مورد استفاده، ثبت نشد اما توقف تغذیه مراحل نابالغ به مدت سه هفته، می‌تواند تاثیر بسزایی در کاهش خسارت حلزون داشته باشد.

https://jbiocontrol.ut.ac.ir/article_99997_8231c4f61e008e6d511ec69492edd061.pdf