Document Type : Paper, Persian
Authors
Department of Plant Protection, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
Abstract
Graphical Abstract
Keywords
Main Subjects
Article Title [Persian]
Authors [Persian]
کاربرد عوامل کنترل بیولوژیک، بهویژه پارازیتوئیدها، در چارچوب برنامههای مدیریت تلفیقی آفات بهطور فزایندهای در حال گسترش است. عوامل متعددی میتوانند بر کارایی پارازیتوئیدها تاثیرگذار باشند که از جمله مهمترین آنها، نوع و در دسترس بودن میزبان است. در این پژوهش اثر دو شبپره میزبان Ephestia kuehniella Zeller (Lep: Pyralidae) وPlodia interpunctella Hubner (Lep: Pyralidae) بر ذخایر انرژی و فراسنجههای زیستی زنبور Habrobracon hebetor Say (Hym: Braconidae) بررسی شد. نتایج نشان داد که میزان پروتئین، لیپید، کربوهیدرات و گلیکوژن در مراحل مختلف زیستی زنبور بسته به نوع میزبان تفاوت معنیداری دارند. زنبورهای پرورشیافته روی E. kuehniella دارای میزان پروتئین و لیپید بالاتر، رشد سریعتر و طول عمر بیشتر بودند. از سوی دیگر، زنبورهای پرورشیافته روی P. interpunctella دارای میزان کربوهیدرات و گلیکوژن بیشتری بودند. همچنین، نوع میزبان اثر معنیداری بر فراسنجههای زیستی زنبور داشت، بهطوریکه نرخ ذاتی رشد (r)، نرخ خالص تولید مثل (R₀)، نرخ ناخالص تولید مثل (GRR)، نرخ متناهی افزایش جمعیت (λ) و تعداد تخم گذاشته شده در زنبورهای پرورش یافته روی E. kuehniella بیشتر بود، که نشان دهنده ظرفیت تولیدمثلی بالاتر آنها است. طول دوره پیش از بلوغ، دوره لاروی و شفیرگی در زنبورهای تغذیهشده از P. interpunctella طولانیتر بود. بر اساس یافتهها، E. kuehniella بهعنوان میزبان برتر برای H. hebetor شناسایی شد، زیرا موجب افزایش باروری، کاهش طول دوره یک نسل و بهبود نرخ رشد آن شد. این نتایج نشان میدهد که E. kuehniella میتواند بهعنوان یک میزبان مناسب برای پرورش انبوه H. hebetor در برنامههای کنترل زیستی آفات انباری مورد استفاده قرار گیرد.
Keywords [Persian]
مقدمه
با توجه به اثرات سوء استفاده از آفتکشها مانند افزایش جمعیتهای مقاوم به آفتکشها، از بین رفتن حشرات مفید، شیوع آفات ثانویه، آلودگی مواد غذایی گیاهی و دامی و همچنین آلودگی منابع آب و محیط زیست لزوم استفاده از روشهای سازگار با محیط زیست برای مدیریت آفات ضروری است که در نتیجه آن، علاقه به روش کنترل بیولوژیک در مدیریت تلفیقی آفات بهطور قابل توجهی افزایش یافته است (Farag et al., 2015)در این بین یافتن میزبان مناسب برای پرورش انبوه عوامل بیولوژیک بسیار حائز اهمیت میباشد، در واقع افراد ماده بسته به شرایط فیزیولوژیکی و محیطی میتوانند از مواد غذایی برای تخمگذاری و افزایش توان تولید مثلی استفاده کنند. فراهم نمودن میزبان مناسب در رشد و نمو، افزایش طول عمر، تولید مثل و افزایش پارازیتیسم افراد بالغ نقش مهمی دارد (Aliabadi et al., 2019 ؛Jeffrey et al., 2016). از میان عوامل کنترل بیولوژیک میتوان به زنبور پارازیتوئید خارجی Habrobracon hebetor Say (Hym.: Braconidae) اشاره کرد که میتواند لارو گونههای مختلفی از آفات راسته Lepidoptera را پارازیته کند. همچنین گزارشهای بسیاری مبنی بر حمله این پارازیتوئید به آفات انباری و زراعی وجود دارد (Hadidi et al., 2023 ؛Saadat et al., 2014). زنبور پارازیتوئید با نیش زدن لارو میزبان، سمی را به بدن لارو تزریق میکند و لارو میزبان را فلج میکند که بلافاصله تغذیه و حرکت آن متوقف میشود. پس از آن، تخمها در قسمت بیرونی لارو میزبان گذاشته میشوند که فلج باقی میماند. لارو زنبور پس از خروج از تخم، از میزبان خود تغذیه میکند و در نهایت آن را میکشد (Lettmann et al., 2021).
عوامل متعددی در میزبان پارازیتوئیدها از جمله شرایط فیزیولوژیکی، نوع گونههای میزبان و همچنین نوع رژیم غذایی میزبان میتواند بر پارامترهای بیولوژیکی و فیزیولوژیکی پارازیتوئیدها تاثیر گذار باشد (Hadidid et al., 2023). بنابراین، لازم است اطلاعات مربوط به روابط پارازیتوئید-میزبان با واسطه فیزیولوژیکی و بیولوژیکی برای تولید موفق عوامل کنترل زیستی پیدا شود (Saadat et al., 2014). جدول زندگی یکی از ابزارهایی است که در تجزیه و تحلیل کمی و برآورد جمعیت مورد استفاده قرار میگیرد (Farag et al., 2015) که ادغام آن با برآوردهای فیزیولوژیک از جمله ارزیابی میزان ذخیره انرژی در بندپایان به ویژه حشرات پارازیتوئید و شکارگر به استفاده بهینه از آنها کمک شایانی میکند. از سوی دیگر جابهجایی انرژی در اکولوژی بسیار حائز اهمیت است زیرا به ما اجازه میدهد تا نتایج تعاملات بین افراد و یا جمعیتها و همچنین تأثیر آنها بر جوامع را پیشبینی کنیم. علاوهبر این، دانش انرژی در خصوص یک فرد یا یک
جمعیت به ما این امکان را میدهد تا اطلاعاتی در مورد کارایی، استراتژیهای جستجو و تکامل بهدست آوریم (Gao et al., 2010). همواره یک ارتباط متابولیکی بین وزن بدن حشره و اندوخته غذایی آن وجود دارد که در نهایت میزان کلی ذخایر پروتئینی، چربی و کربوهیدراتی را تعیین میکند که مجموع آنها بقا حشره را تضمین خواهد کرد (Briegel et al., 2001). بهطور کلی حشرات انرژی را به شکل گلیکوژن، کربوهیدرات، لیپید و پروتئین ذخیره میکنند. ذخایر انرژی منابع اصلی برای تقویت فعالیت بندپایان هستند و منابع پروتئینی و کربوهیدراتها ممکن است فعالیت حشرات را برانگیزند (Moeini & Tahmasebi, 2018). متابولیسم لیپید برای رشد و تولیدمثل ضروری است و انرژی مورد نیاز را در طول دورههای طولانی بدون تغذیه فراهم میکند (Arrese & Soulges, 2010). بنابراین هدف از انجام این پژوهش در وهله اول ارزیابی فراسنجههای جدول زندگی زنبور پارازیتوئید H. hebetor بر روی دو آفت انباری E. kuehniella و P. interpunctella و سپس ارزیابی استفاده از طیف وسیعی از تکنیکهای اسپکتوفتومتری برای تعیین کمیت منابع انرژی شامل پروتئین، کربوهیدرات، لیپید و گلیکوژن در مراحل مختلف زیستی زنبور پارازیتوئید بوده. در نهایت هدف این پژوهش بیان ارتباط بین ویژگیهای فیزیولوژیک و فراسنجههای زیستی بوده است.
مواد و روشها
پرورش حشرات. کلونی اولیه شبپره E. kuehniella از انسکتاریوم مرکز تحقیقات کشاورزی شهرستان همدان تهییه شد و سپس در ظروف پلاستیکی حاوی آرد گندم و سبوس به نسبت 1:4 و 5 درصد مخمر در انکوباتور با دمای 1±25 درجه سلسیوس، رطوبت نسبی 5±65 درصد و دوره نوری 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی پرورش یافت(Abroun et al., 2013)کلونی اولیه شبپره P. interpunctella از انبارهای گردو آلوده به این آفت از شهرستان تویسرکان استان همدان تهییه شد و سپس در ظروف پلاستیکی حاوی رژیم غذایی 800گرم سبوس گندم، 160 گرم مخمر، 200 میلی لیتر گلیسرول و 200 میلی لیتر عسل در انکوباتور با شرایط ذکر شده در بالا پرورش یافت (Silhacek & Miller, 1972). برای شروع آزمونهای اصلی زنبور H. hebetor بهمدت سه نسل روی لاروهای سنین آخر هر دو شبپره درون پتری دیشهایی به قطر 10 سانتی متر در انکوباتور با شرایط ذکر شده در بالا پرورش یافت.
جدول زندگی. برای شروع مطالعات، زنبورهای پارازیتوئید به مدت سه نسل روی هر یک از آفات پرورش یافتند. برای مطالعات جدول زندگی زنبور پارازیتوئید H. hebetor هر یک از حشرات ماده تازه ظهور کرده با یک حشره نر جفت شده و سپس به مادههای جفت شده اجازه داده شد تا لاروهای E. kuehniella و P. interpunctella را به مدت 24 ساعت پارازیته کنند. پس از آن فقط یک تخم روی هر لارو نگه داشته شد. بنابراین آزمایش با 50 تخم بهعنوان کوهورت اولیه آغاز شد. بهمنظور انجام آزمایش از پتری دیشهایی به قطر 10 سانتیمتر که در آنها با توری پوشانده شده بود استفاده شد. سپس هر لارو بهطور روزانه تا مرحله شفیرگی و ظهور بالغین و یا مرگ آنها بررسی شد. پس از ظهور حشرات بالغ، براساس شکل ظاهری زنبورهای نر و ماده جفت شده و روزانه چهار لارو سن چهار از شبپرههای ذکر شده در اختیار آنها قرار گرفت و مشاهده روزانه برای تعیین طول عمر و میزان تخمریزی آنها تا زمان مرگ آخرین فرد انجام شد. آزمایش در شرایط نوری 16:8 روشنایی تاریکی، دمای 1±25 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 5±65 درصد انجام شد.
اندازهگیری ذخایر انرژی. پروتئین براساس روش توصیه شده توسط(1976) Bradford اندازهگیری شد. بدین صورت که ابتدا مراحل زیستی مختلف زنبور پارازیتوئید شامل (تخم، لارو سن سوم، شفیره و حشرات کامل نر و ماده) بهطور جداگانه همراه با 180 میکرولیتر بافر فسفات (100 میلیمولار مونوپتاسیم فسفات، یک میلیمولار اتیلن دی آمین اتر استیک اسید و یک میلیمولارتی تیوتریتول، با pH 4/7) با هموژنایزر دستی به خوبی همگن شدند و سپس محلول حاصل به درون میکروتیوبهای 2 میکرولیتری منتقل گردید. میکروتیوبهای حاوی حشرات همگن شده با دور g180 و در دمای 4 درجه سلسیوس به مدت 15 دقیقه سانتریفیوژ شدند. برای سنجش میزان پروتئین 10 میکرولیتر از رونشین حاصل درون میکروتیوبهای جداگانه ریخته شد و سپس 500 میکرولیتر معرف بردفورد به هر یک از میکروتیوبها اضافه شد. پس از انکوبه کردن نمونهها در دمای اتاق جذب با دستگاه اسپکتوفتومتری در طول موج 595 نانومتر قرائت شد. برای رسم منحنی استاندارد پروتئین از سرم آلبومین گاوی استفاده گردید.
برای حل کردن تمام کربوهیدراتها، 20 میکرولیتر محلول 20 درصد سولفات سدیم و 10 میکرولیتر محلول بافر فسفات به رونشین باقیمانده از مرحله قبل اضافه شد تا حجم نهایی به 2/0 میلیلیتر و غلظت سولفات سدیم به 2 درصد برسد. پس از آن 500 میکرولیتر کلروفرم و 1000 میکرولیتر متانول به این مخلوط اضافه گردید. پس از ورتکس شدید نمونهها به مدت 15 دقیقه، با دور g180 و در دمای 4 درجه سلسیوس سانتریفیوژ گشته تا گلیکوژن تهنشین شود و برای آنالیز بعدی آماده گردد. رونشین حاصل که حاوی کربوهیدراتهای محلول و لیپیدهای کل بود به میکروتیوبهای جدید انتقال یافت. از هر میکروتیوب 150 میکرولیتر محلول رونشین درون میکروتیوبهای جدید ریخته شد و پس از انکوبه کردن نمونهها به مدت 30 دقیقه در دمای اتاق و رسیدن حجم آنها به 10 میکرولیتر به هر یک از میکروتیوبها 240 میکرولیتر معرف آنترون اضافه شد و میکروتیوبها با دقت بسته شده و سپس به مدت 15 دقیقه در حمام بنماری و در دمای 90 درجه سلسیوس قرار گرفتند. پس از خنک شدن، جذب نمونههای کربوهیدرات در طول موج 625 نانومتر قرائت شد.
برای سنجش میزان گلیکوژن تهنشین حاصل از سانتریفیوژ نمونهها که حاوی سولفات سدیم و گلیکوژن بود دوبار توسط 400 میکرولیتر متانول 80 درصد شسته شد. مرحله شستوشو شامل ورتکس شدید و به دنبال آن سانتریفیوژ به مدت 5 دقیقه در دور g1600 و دمای 4 درجه سلسیوس بود. رونشین حاصل با میکروپیپت برداشته و دور ریخته شد، پس از آن یک میلیلیتر معرف آنترون به تهنشین اضافه گردید و نمونهها به مدت 15 دقیقه در دمای 90 درجه سلسیوس انکوبه شدند. پس از سرد شدن نمونهها روی یخ و توقف واکنش، نمونهها به کمک سرنگ فیلتردار فیلتر شدند. در نهایت جذب نمونهها در طول موج 625 نانومتر قرائت شد. برای رسم منحنی استاندارد کربوهیدرات و گلیکوژن از گلوکز استفاده گردید.
برای اندازهگیری میزان لیپید کل 100 میکرولیتر از رونشین حاصل در میکروتیوبهای جدید ریخته شد و در دمای 90 درجه سلسیوس حرارت داده شد تا حلال آن بهطور کامل تبخیر گردد. پس از تبخیر 10 میکرولیتر اسید سولفوریک 98 درصد به هر یک از میکروتیوبها اضافه گردید و نمونهها در حمام آبی در دمای 90 درجه سلسیوس حرارت داده شدند. پس از خنک شدن میکروتیوبها روی یخ 190 میکرولیتر معرف وانیلین به هر یک از نمونهها اضافه شد. در نهایت میکروتیوبها به مدت 15 دقیقه در دمای اتاق نگهداری شدند و سپس میزان جذب نمونهها در طول موج 525 نانومتر قرائت شد. برای رسم منحنی استاندراد از کلسترول استفاده گردید ( Van Handel, 1985b؛ Van Handel, 1985a؛Van Handel, 1965).
تجزیه و تحلیل آماری. اطلاعات بهدست آمده از فراسنجههای زیستی و بقا، براساس جدول زندگی دوجنسی سن_مرحله رشدی با استفاده از نرم افزار TWOSEX- MSChart تجزیه شد (Chi et al., 2023). میانگین و خطاهای استاندارد آمارههای جدول زندگی با استفاده از روش بوت استرپ با 100000 تکرار محاسبه شده و جهت مقایسه تیمارها از Paired bootstrap در سطح احتمال 5 درصد موجود در این برنامه استفاده شد. برای رسم نمودارها از نرم افزار SigmaPlot 15.0 استفاده شد. دادههای ذخایر انرژی با آزمون تجزیه واریانس دوطرفه (ANOVA Tow-Way) آنالیز شد این آزمون امکان بررسی همزمان اثر عوامل مستقل شامل «مرحلهی رشدی» و «نوع میزبان» و نیز برهمکنش میان آنها را بر میزان هر یک از ترکیبات انرژیزا فراهم ساخت و نمودار های این بخش با نرم افزار Excel 19 رسم شدند.
نتایج
ویژگیهای زیستی. میانگین طول مراحل زیستی مختلف زنبور H. hebetor در جدول 1 نشان داده شده است. نتایج حاصل از این ارزیابی نشان داد که طول مراحل زیستی این زنبور بهطور قابل توجهی تحت تأثیر نوع میزبان قرار میگیرد. همچنین نتایج نشان داد که طول دوره پیش از بلوغ در زنبورهای پارازیتوئید پرورش یافته روی E. kuehniella بهطور معنیداری کمتر از زنبورهای پارازیتوئید پرورش یافته روی P. interpunctella بود (p < 0.05). همچنین، طول عمر زنبورهای نر و ماده روی این میزبان بهطور معنیداری بیشتر بود. بهعلاوه دوره شفیرگی و مرحله لاروی زنبورهای پارازیتوئید پرورش یافته روی میزبان P. interpunctella طولانیتر بود، که بیانگر تفاوتهای رشدی بین این دو گونه است.
در جدول 2 میانگین فراسنجههای زیستی زنبور پارازیتوئید H. hebetor روی میزبانهای E. kuehniella و P. interpunctella مشاهده میشود. این نتایج نشان میدهد که فراسنجههای زیستی زنبور پارازیتوئید H. hebetor بهطور قابل توجهی تحت تأثیر نوع میزبان قرار میگیرند. نتایج این پژوهش نشان میدهد که بیشترین مقدار نرخ ذاتی افزایش جمعیت (r)، نرخ متناهی افزایش جمعیت (λ)، نرخ خالص تولید مثل (R0) و نرخ ناخالص تولید مثل (GRR) روی میزبان E. kuehniella است و این میزبان یک میزبان برتر برای H. hebetor محسوب میشود و نرخ ذاتی رشد (r) و نرخ خالص تولید مثل (R0) زنبور پارازیتوئید بین دو میزبان دارای اختلاف معنیدار است. در طول مدت زمان یک نسل (T) اما اختلاف معنیداری بین دو میزبان مشاهده نشد. طول دوره قبل از تخمریزی حشرات کامل (APOP)، طول دوره کل قبل از تخمریزی (TPOP)، میانگین تعداد تخم گذاشته شده در روز و میزان باروری کل حشرات ماده در جدول 3 نشان داده شده است. طول دوره قبل از تخمریزی زنبور پارازیتوئید H. hebetor روی این دو میزبان تفاوت معنیدار نشان نداد اما سه پارامتر دیگر دارای تفاوت معنیدار بودند. دوره قبل از تخمریزی و کل دوره قبل از تخمریزی روی میزبان E. kuehnilla کمتر بود ولی میزان باروری و میانگین تعداد تخم گذاشته در روز بیشتر از میزبان دیگر بود. نرخ زندهمانی ویژه سن-مرحله زیستی (sxj) زنبور پارازیتوئید H. hebetor روی دو میزبان مورد مطالعه در شکل 1 نشان داده شده است که احتمال زنده ماندن تخم تا سن x در حالیکه در مرحله سنی j است را نشان میدهد و علاوه بر توصیف نرخ زندهمانی، روند تغییرات نرخ رشد و نمو در میان افراد مختلف را نیز توصیف میکند. بالاترین مقدار sxj بر روی E. kuehniella و P. interpunctella برای پارازیتوئیدهای ماده به ترتیب 54/0 و 52/0 و برای پارازیتوئیدهای نر 34/0 و 36/0 محاسبه شد. کمترین میزان مرگ و میر قبل از بلوغ روی طعمه E. kuehniella مشاهده شد.
|
جدول 1: میانگین (± خطای معیار) طول دوره زیستی زنبور پارازیتوئید H. hebetor بر روی دو میزبان E. kuehniella و P. interpunctella Table 1: Mean (± SE) developmental time of H. hebetor on two hosts E. kuehniella and P. interpunctella |
||||||
|
Host |
Stage |
|||||
|
Egg (day) |
Larva (day) |
Pupa (day) |
Adult longevity of female (day) |
Adult longevity of male (day) |
Preadult (day) |
|
|
E. kuehniella |
1.49±0.07a |
2.98±0.11b |
5.11±0.11b |
33.07±0.49a |
22.59±0.65a |
9.61±0.23b |
|
P. interpunctella |
1.58±0.09a |
4.49±0.09a |
6.09±0.11a |
25.42±0.51b |
16.78±0.44b |
12.11±0.18a |
|
Mean values in a row followed by different letters are significantly different (P≤0.05) according to paired-bootstrap test |
||||||
|
جدول2: فراسنجه های رشد جمعیت (± خطای معیار) زنبور پارازیتوئید H. hebetor روی دو میزبان E. kuehniella و P. interpunctella Table 2: Population growth rate parameters (± SE) of H. hebetor on two hosts E. kuehniella and P. interpunctell |
|||||
|
Host |
r (day-1) |
λ (day-1) |
T (day) |
GRR (offspring) |
R0 (offspring) |
|
E. kuehniella |
0.26±0.009a |
1.303±0.013a |
19.75±0.46b |
237.06±23.96a |
187.76±25a |
|
P. interpunctella |
0.22±0.007b |
1.25±0.009a |
21.25±0.3a |
154.98±17.61b |
125.56±17.5b |
|
Mean values in a row followed by different letters are significantly different (P≤0.05) according to paired-bootstrap test |
|||||
|
جدول 3: میانگین (±خطای معیار) دورههای تخمریزی و میزان باروری زنبور پارازیتوئید H. hebetor روی دو میزبان E. kuehniella و P. interpunctella Table 3: The mean (± SE) of oviposition and fecundity rates of H. hebetor on two hosts E. kuehniella and P. interpunctella |
||||
|
Host |
APOP (day) |
TPOP (day) |
Eggs/ days |
Fecundity |
|
E. kuehniella |
1.56± 0.1a |
11.3± 0.36b |
27.93± 2.91a |
347.7± 9.15a |
|
P. interpunctella |
1.69± 0.09a |
13.65± 0.27a |
20.04± 2.78b |
241.46± 8b |
|
Mean values in a row followed by different letters are significantly different (P≤0.05) according to paired-bootstrap test |
||||
شاخص ارزش تولید مثلی ویژه سن-مرحلهای (vxj) زنبور پارازیتوئید بهمعنای سهم یک فرد در سن x و مرحله رشدی j بر روی میزبان مشخص در ایجاد نسل بعدی میباشد که در شکل 2 نشان داده شده است و این میزان به طور معنیداری وقتی تولید مثل شروع میشود افزایش مییابد. اوج مقدار ارزش تولید مثلی زنبور پارازیتوئید با تغذیه از E. kuehniella در روز نوزدهم، 71/73 بود و زنبور از روز هفتم شروع به تخمریزی کرده است در مقابل با تغذیه از P. interpunctella بیشترین ارزش تولید مثلی در روز نوزدهم، 11/77 بود و شروع تخمریزی از روز دهم بعد از بلوغ میباشد. نرخ زندهمانی ویژه سنی (lx) و باروری ویژه سنی (mx) در شکل 3 نشان داده شده است، نتایج نرخ زندهمانی نشان داد که مرگ آخرین فرد روی طعمه P. interpunctella (روز 39) و روی میزبان E. kuehniella (روز 45) اتفاق افتاده است. همچنین باروری ویژه سنی نشان داد که میانگین تعداد تخم گذاشته شده توسط هر فرد بر روی E. kuehniella 48/11 تخم در روز 21 و روی P. interpunctella 36/11 و در روز 22 مشاهده شده است. تعداد تخمهای گذاشته شده توسط زنبورهای پرورشیافته رویE. kuehniella بهطور معنیداری بیشتر از زنبورهای پرورشیافته روی P. interpunctella بود.
ذخایر انرژی. میانگین ذخایر انرژی (پروتئین، چربی، کربوهیدرات و گلیکوژن) مراحل زیستی مختلف زنبور پارازیتوئید H. hebetor بر روی دو شبپره مورد مطالعه در شکل 4 نشان داده شده است. بررسی میزان ذخایر انرژی در مراحل مختلف زیستی نشان داد که مقدار پروتئین، لیپید، کربوهیدرات و گلیکوژن در مراحل مختلف زندگی زنبور روی این دو گونه تفاوتهای معنیداری دارند. یافتهها نشان داد که میزان پروتئین زنبور پارازیتوئید بسته به مرحله زیستی روی این دو میزبان متفاوت است. مقدار پروتئین در مراحل شفیرگی(M= 19.93, 95% CI: 17.70-22.17 and M= 10.72, 95% CI: 8.48- 12.95) حشرات بالغ ماده(M= 20.34, 95% CI: 18.10-22.57 and M= 13.54, 95% CI: 11.30-15.77) و حشرات بالغ نر (M= 10.31, 95% CI: 8.07- 12.54 & M=7.46, 95% CI: 5.23- 9.69) که به ترتیب بر روی دو میزبان E. kuehniella و P. interpunctella پرورش یافتند دارای تفاوت معنیدار بود که ممکن است به دلیل تفاوتهای متابولیکی و نیازهای فیزیولوژیکی در مراحل رشد و تکامل باشد. اما در مراحل تخم (M= 1.64, 95% CI: -0.59-0.3.87) (M= 1.64, 95% CI: -0.59- 3.87) و لارو (M=18.44, 95% CI: 16.55- 21.02) (M= 18.78, 95% CI: 16.20- 60.67) تفاوت معنیداری مشاهده نشد. در بررسی اثر متقابل تاثیر میزبان بر میزان پروتئین زنبورهای پارازیتوئید دارای اختلاف معنیدار بود (F= 29.91, p˂0.001).
شکل 1: نرخ زندهمانی ویژه سن-مرحله زیستی (sxj) زنبور پارازیتوئید H. hebetor روی A) E. kuehniella و B) P. interpunctell
Fig. 1: Age-stage-specific survival rate (sxj) of H. hebetor on A) E. kuehniella and B) P. interpunctella

شکل 2: ارزش تولید مثلی زنبور پارازیتوئید H. hebetor روی A) E. kuehniella و B) P. interpunctella
Fig. 2: Reproductive value of H. hebetor on A) E. kuehniella and B) P. interpunctella

شکل3: نرخ زندهمانی ویژه سنی (lx) و باروری ویژه سنی (mx) زنبور پارازیتوئید H. hebetor روی A) E. kuehniella و B) P. interpunctella
Fig. 3: Age-specific survival rate (lx) and age-specific fecundity (mx) of H. hebetor on A) E. kuehniella and B) P. interpunctella
میزان لیپید در لارو زنبورهای پرورش یافته بر روی E. kuehniella بهطور معنیداری (M= 16.65, 95% IC: 15.09- 18.20) بیشتر از لارو زنبورهای پرورش یافته روی P. interpunctella (M= 12.64, 95% CI: 11.09- 14.19) بود، همچنین در مراحل شفیرگی (M= 7.35, 95% CI: 5.79- 8.90 & M= 4.58, 95% CI: 3.03-6.13) و مادههای بالغ (M=11.93, 95% CI:10.38-13.48 & M= 5.27, 95% CI: 3.70- 6.80) تفاوت معنیدار مشاهده شد. اما در مراحل تخم (M= 0.89, 95% CI: -6.62- 2.42 & M= 0.199, 95% CI: -1.35- 1.75) و بالغین نر (M= 2.86, 95% CI: 1.31- 4.41 & M= 1.15, 95% CI: -0.39- 2.70) تفاوت معنیداری دیده نشد. تاثیر میزبان بر روی میزان چربی در زنبورهای پارازیتوئید دارای اختلاف معنیدار (F= 45.35, p˂0.001) بود. در مقابل میزان کربوهیدرات و گلیکوژن در تمامی مراحل زیستی زنبور (بهجز بالغین نر) روی میزبان P. interpunctella بیشتر بود. میزان کربوهیدرات در مرحله لاروی (M= 29.62 95% CI: 27.28- 31.97 & M= 27.24, 95% CI: 24.89- 29.58)، شفیرگی (M= 23.38, 95% CI: 21.03- 25.72 & M= 17.83, 95% CI: 15.49- 20.17)، بالغ ماده (M= 28.14, 95% CI: 25.80- 30.49 & M= 12.18, 95% CI: 9.83- 14.52) و بالغ نر (M= 13.67, 95% CI: 11.33-16.02 & M= 17.2, 95% CI: 14.85-19.54) که به ترتیب روی P. interpunctella و E. kuehniella پرورش یافتند دارای تفاوت معنیداری بود اما در مرحله تخم پارازیتوئید تفاوت معنیداری بین دو میزبان مشاهده نشد. همچنین بیشترین میزان کربوهیدرات در مراحل لاروی (42/27-62/29) و مادههای بالغ (18/12-14/28) مشاهده شد.
در میزان گلیکوژن زنبور پارازیتوئید بین دو میزبان در مرحله شفیرگی (M= 18.39, 95% CI: 13.98- 22.80 & M= 13.02, 95% CI: 7.93- 18.11)، بالغ ماده (M= 14.19, 95% CI: 9.09- 19.28 & M= 9.51, 95% CI: 4.42- 14.60) و بالغ نر (M= 9.27, 95% CI: 4.18- 14.36 & M= 5.52, 95% CI= 0.43- 10.61) تفاوت معنیدار بود اما در مراحل تخم (M= 2.34, 95% CI= -3.89- 8.58 & M= 1.91, 95% CI= -3.18- 7) و مرحله لاروی (M= 27.48, 95% CI= 22.39- 35.57 & M= 27.60, 95% CI: 22.51- 32.69) تفاوت معنیدار نبود. تاثیر میزبان بر کربوهیدرات (F= 32.88, p˂ 0.001) معنیدار بوده در صورتیکه بر گلیکوژن معنیدار نبود (F=3.26, p˃0.086).
بحث و نتیجه گیری
نتایج این پژوهش نشان داد که زنبور پارازیتوئید H. hebetor میتواند لارو هر دو میزبان را پارازیت کرده و چرخه زندگی خود را کامل کند اما E. kuehniella میزبان بهتری برای H. hebetor محسوب میشود، زیرا رشد و تکامل زنبور را تسریع کرده و طول عمر آن را افزایش میدهد همچنین بالاتر بودن نرخ خالص و ناخالص تولید مثل، نرخ رشد ذاتی و نرخ متناهی افزایش جمعیت و نرخ زندهمانی ویژه سن-مرحله زیستی بیانگر ظرفیت بالاتر تولیدمثلی زنبور پارازیتوئید روی این میزبان است. از سوی دیگر، متوسط مدت زمان یک نسل (T) در زنبورهای پرورش یافته روی P. interpunctella بیشتر بود، که میتواند نشاندهنده طولانیتر بودن چرخه زندگی این گونه باشد. وجود تفاوت در مرگومیر پیش از دوران بلوغ در پژوهشهای مختلف میتواند بهدلیل تفاوت در جنس و گونه میزبان و شرایط پرورش زنبور پارازیتوئید باشد (Amir- Maafi & Chi, 2006). استفاده از رژیمهای غذایی در پرورش انبوه حشرات میتواند در تولید تخم، باروری و اندازه جثه آنها تاثیرگذار باشد. نتایج حاصل از فراسنجههای زیستی نیز تأیید کرد که E. kuehniella میزبان مناسبی برای پرورش انبوه H. hebetor محسوب میشود. نرخ رشد ذاتی(r) ، نرخ خالص تولید مثل (R₀) و میزان باروری در زنبورهای تغذیهشده با این میزبان بیشتر بود. بالاتر بودن این فراسنجهها نشان دهنده اثر مثبت میزبان میباشد. این یافتهها با مطالعات قبلی همخوانی دارند که نشان دادهاند میزبانهای با کیفیت غذایی بالاتر منجر به افزایش ظرفیت تولیدمثلی و موفقیت تولیدمثلی بیشتر در زنبورهای پارازیتوئید میشوند (Vinson & Iwantsch, 1980).
مقادیر r و R0 زنبور پارازیتوئید H. hebetor در نسل اول روی E. kuehniella توسط (2006) Amir-Maafi & Chi به ترتیب برابر با 1375/0 و 9/11 بودند. (2008) Eliopoulos & Stathas, نیز نرخ ذاتی رشد H. hebetor را در تراکمهای 1، 5، 15 و 30 عدد لارو E. kuehniella به ترتیب 121/0، 163/0، 191/0 و 185/0 گزارش کردند. همچنین مقدار R0 را برای این تراکمها به ترتیب 59/11، 33/30، 70/44 و 81/88 بدست آورند. بیشتر بودن مقادیر فراسنجههای زیستی در این مطالعه نسبت به پژوهشهای پیشین نشان دهنده مرگ و میر پایینتر در مراحل پیش از بلوغ، طول عمر بیشتر بالغین و باروری بیشتر زنبور پارازیتوئید در مطالعه حاضر بوده است. همچنین، بررسی طول مراحل زیستی نشان داد که زنبورهای پرورشیافته روی E. Kuehniella دوره پیش از بلوغ کوتاهتری داشتند و سریعتر به مرحله بلوغ رسیدند. این امر نشان میدهد که این میزبان شرایط بهینهتری برای رشد و تکامل H. hebetor فراهم میکند. در مقابل، زنبورهای پرورشیافته روی P. interpunctella دوره لاروی و شفیرگی طولانیتری داشتند، که نشاندهنده محدودیتهای تغذیهای یا نیاز به صرف زمان بیشتر برای رشد است (Ahmed et al., 2019). (2015) Farag et al. طول دوره تخم این پارازیتوئید را با پرورش بر روی میزبانهای مختلف گزارش نمودند. طول دوره تخم این زنبور با تغذیه از E. kuehniella برابر با 55/1 روز بود همچنین طول دوره پیش از بلوغ را 73/8 روز گزارش کردند که با نتایج بدست آمده از این تحقیق همپوشانی دارد. در مطالعه دیگری طول دوره پیش از بلوغ زنبور H. hebetor پارازیتوئید بر روی شبپره P. interpunctella، 16/13روز محاسبه شد که همسو با نتایج تحقیق حاضر است (Eolipoulos & Stathas, 2008). همچنین (Muslim et al., 2017) طول دورههای تخم، لارو، شفیره و پیش از بلوغ زنبور پارازیتوئید پرورش یافته روی شبپره هندی را به ترتیب 47/1، 74/3، 87/6 و 07/12 روز بیان کردند. (2015) Farag et al. گزارش کردند که زنبور H. hebetor روی E. kuehniella بهطور روزانه 45/9 عدد تخم میگذارد که خیلی کمتر از تعداد تخم روزانه در مطالعه حاضر بود توجیه احتمالی این اختلاف میتواند بهعلت کوتاهی طول عمر حشرات ماده در مطالعات دیگر نسبت به مطالعه حاضر باشد. (2006) Amir- Maaffi & Chi, طول دوره کل قبل از تخمریزی را روی دو میزبان E. kuehniella و G. mellonella به ترتیب 22/12 و 13 روز محاسبه کردند. همچنین مشخص شد که میزان باروری پارازیتوئید تحت تاثیر رژیم غذایی است، (2015) Farag et al. میزان باروری زنبور را روی G. mellonela، E. kuehniella و Corcyra cephalonica به ترتیب 11/395، 5/93 و 56 و تعداد تخمهای گذاشته شده روزانه توسط زنبور را به ترتیب 31/19، 9/6 و 8/5 تخم گزارش کردند که نشان دهنده تاثیر میزبان میباشد. مطالعات نشان دادهاند که میزان ذخایر انرژی (لیپیدها، پروتئین و گلیکوژن) نقش کلیدی در تعیین باروری و طول عمر حشرات پارازیتوئید دارند (Brown et al., 2018). بالا بودن تولید مثل روی شبپره آرد نشان دهنده ترکیب متناسب پروتئین، چربی و کربوهیدرات در بدن زنبورهای ماده مرتبط است که برای توسعه تخمدان و افزایش باروری ضروری است. این موضوع بهویژه در زنبورهای پارازیتوئید که اغلب بهعنوان عوامل مهم کنترل بیولوژیکی آفات کشاورزی محسوب میشوند اهمیت دارد (Jeffrry et al., 2016). اما باید توجه کرد مهمترین فاکتور در رژیمهای غذایی بهمنظور رشد مناسب متعادل بودن مواد غذایی میباشد (Wäckers, 2001). در این پژوهش نیز مشاهده شد که E. kuehniella موجب افزایش میزان پروتئین و چربی در بدن زنبورهای ماده شده و در مقابل میزان کربوهیدرات و گلیکوژن نیز در زنبورهای پرورشیافته روی P. interpunctella بیشتر بوده است. این نتایج نشاندهنده تفاوتهای متابولیکی و استراتژیهای زیستی مختلف در این دو گونه است، که میتواند بر توانایی تولیدمثلی و میزان بقا تأثیر بگذارد اما در نهایت ترکیب متناسب تمام منابع انرژی است که نیازهای حشرات را برآورده می کند.

شکل 4: میانگین ذخایر انرژی اندازه گیری شده زنبور پارازیتوئید .H. hebetor (A: پروتئین، B: لیپید، C: کربوهیدرات، D: گلیکوژن. میکروگرم بر حشره)
Fig. 4: Average measured energy reserves of H. hebetor (A: protein, B: lipid, C: carbohydrate, D: glycogen. micrograms per insect)
این یافته نشان میدهد که بسته به نوع میزبان، الگوی متابولیکی زنبور میتواند متفاوت باشد، اما بهنظر میرسد که افزایش پروتئین و چربی تأثیر بیشتری بر باروری دارد، زیرا این ترکیبات برای رشد و توسعه تخمکها ضروری هستند. نتایج این مطالعه نشان داد که میزان ذخایر انرژی (پروتئین، لیپید، کربوهیدرات و گلیکوژن) در مراحل مختلف زندگی دو گونهی E. kuehniella و P. interpunctella تفاوت معنیداری دارند. این تفاوتها احتمالاً تحت تأثیر فاکتورهای متعددی از جمله تفاوتهای متابولیکی، نیازهای فیزیولوژیکی در مراحل مختلف رشد و کیفیت غذایی میزبانها قرار دارند ( Toprak, 2020؛Rivero et al., 2010). در مطالعه حاضر میزان پروتئین در مراحل شفیرگی و حشرات بالغ نر و ماده بسته به میزبان متفاوت بود، که احتمالاً به دلیل ترکیب غذایی متفاوت لاروهای این دو میزبان و نقش آن در سنتز پروتئین طی فرآیند دگردیسی است (Chapman, 2013). همچنین این تفاوت ممکن است بهدلیل کیفیت تغذیهای بهتر E. kuehniella، فراهم بودن اسیدهای آمینه ضروری، و کارایی بالاتر در سنتز پروتئین باشد در مقابل، در مرحله تخم و لارو تفاوت معنیداری مشاهده نشد که احتمالاً این امر ناشی از ذخیرهسازی اولیه پروتئین در تخمها و کارایی یکسان در استفاده از منابع پروتئینی در مراحل ابتدایی رشد است (Chapman, 2013) همچنین ممکن است بهدلیل مشابهت در ذخیرهسازی اولیه پروتئین در تخمها و مراحل اولیه زیستی باشد. این یافتهها با نتایج مطالعات قبلی در مورد حشرات پارازیتوئید همخوانی دارد که نشان میدهد اختلاف در ترکیب پروتئینی بیشتر در مراحل بعدی زندگی و در هنگام بلوغ مشخص میشود (Huang et al., 2020). علاوهبراین، تفاوت در میزان پروتئین میتواند به میزان دسترسی به اسیدهای آمینه ضروری و کارایی هضم و جذب مواد مغذی در بدن لاروها مرتبط باشد. در کنار پروتئین، تغییرات در میزان ذخایر لیپید نیز قابل توجه است.
لیپیدها در بندپایان نقش مهمی در تولیدمثل، ذخیره انرژی و مقاومت در برابر تنشهای محیطی دارند (Arrese & Soulages, 2010). تفاوت در مقدار لیپید بین این دو گونه ممکن است نشاندهنده استراتژیهای متابولیکی متفاوت برای بقا و تولیدمثل در شرایط محیطی متنوع باشد. بهعنوان مثال، گونههایی که روی میزبانهایی با محتوای غذایی پایینتر رشد میکنند، ممکن است مکانیسمهای جبرانی مانند افزایش ذخیره سازی لیپیدها در مراحل لاروی را به کار گیرند تا بقای خود را در مراحل بعدی زندگی تضمین کنند این یافتهها نشان میدهد که زنبورهایی که روی E. kuehniella پرورش یافتهاند، ذخیره لیپیدی بیشتری برای مراحل بعدی زندگی فراهم میکنند. این موضوع میتواند نشاندهندهی بالاتر بودن کیفیت تغذیهای E. kuehniella یا کارایی بیشتر زنبورها در استخراج و ذخیره چربی از این میزبان باشد (Joanisse & Storey, 1996). از سوی دیگر، در مرحله تخم و نرهای بالغ تفاوت معنیداری مشاهده نشد، که میتواند نشاندهنده استراتژیهای اختصاصی تخصیص منابع در مراحل مختلف زیستی باشد. افزایش میزان پروتئین و لیپید در زنبورهای تغذیهکننده از E. kuehniella میتواند دلیل رشد سریعتر و افزایش نرخ بقا در این گروه باشد. ذخایر کربوهیدرات و گلیکوژن نیز بسته به مرحله زیستی و میزبان متفاوت بودند. این تفاوت احتمالاً به دلیل تفاوت در متابولیسم این دو میزبان و ترکیب غذایی آنها است (Gäde et al., 1997). این ترکیبات بهعنوان منابع انرژی کوتاهمدت در حشرات عمل کرده و در فرآیندهایی مانند فعالیتهای حرکتی، تولیدمثل و مقاومت در برابر گرسنگی نقش کلیدی دارند (Gäde et al., 1997). مقادیر بالاتر گلیکوژن در حشرات بالغ مادهی پرورشیافته روی E. kuehniella نسبت به P. interpunctella، احتمالاً نشاندهندهی سطح فعالیت بالاتر یا نیازهای انرژی بیشتر برای تخمگذاری و تولیدمثل در این شرایط است (Beenakkers et al., 1984). از آنجاییکه کربوهیدراتها منبع اصلی انرژی برای فعالیتهای حرکتی، تولیدمثل و بقای طولانیمدت هستند، احتمالاً زنبورهایی که از P. interpunctella تغذیه کردهاند، وابستگی بیشتری به کربوهیدراتها بهعنوان منبع انرژی دارند (Beenakkers et al., 1984). مطالعات پیشین نشان دادهاند که افزایش سطح پروتئین در رژیم غذایی میزبان، تأثیر مثبتی بر رشد، باروری و طول عمر زنبورهای پارازیتوئید دارد (Brown et al., 2018). در مقابل، میزان بالاتر کربوهیدرات و گلیکوژن در زنبورهای پرورشیافته روی P. interpunctella نشان میدهد که این زنبورها انرژی بیشتری ذخیره میکنند که ممکن است بهعنوان یک راهبرد جبرانی در برابر رشد کندتر و کاهش نرخ باروری عمل کند (Garcia et al., 2017). همچنین، مشخص شده است که ترکیب غذایی میزبان بر میزان موفقیت تخمگذاری پارازیتوئیدها تأثیر دارد، بهطوری که کیفیت بالاتر تغذیهای منجر به افزایش تخمگذاری میشود که با مطالعه حاضر و تخمریزی بیشتر روی میزبان E. kuehniella مطابقت دارد.
این نتایج نشان میدهد که نوع میزبان، ترکیب غذایی میزبانها و نیازهای متابولیکی زنبور پارازیتوئید بسته به مرحلهی زیستی میتواند بر میزان ذخایر انرژی و ویژگیهای زیستی پارازیتوئیدها اثر بگذارد. بررسی دقیقتر این تفاوتها میتواند به درک بهتر ساز و کارهای تنظیم متابولیک در حشرات و استراتژیهای بقا و تولیدمثل آنها در شرایط مختلف اکولوژیکی کمک کند و این موضوع میتواند در برنامههای کنترل بیولوژیک و پرورش انبوه زنبورهای پارازیتوئید مورد توجه قرار گیرد. این ویژگیها باعث میشود که E. kuehniella گزینهای ایدهآل برای پرورش انبوه H. hebetor در برنامههای کنترل زیستی آفات انباری باشد. پیشنهاد میشود که مطالعات آینده به بررسی تأثیر عوامل محیطی مانند دما، رطوبت، و رژیم غذایی مکمل بر تغییرات متابولیکی و فیزیلوژیکی این گونهها بپردازند.
Send comment about this article