مقاله در مورد تأثیر ارقام مختلف لوبیا روی پارامترهای جدول زندگی و فعالیت برخی آنزیم های گوارشی کرم غوزه ی پنبه

فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول مقدمه
1-1- مقدمه 2
1-2- کرم غوزهی پنبه H. armigera 6
1-2-1- جایگاه H. armigera در ردهبندی حشرات 6
1-2-2- مناطق انتشار کرم غوزه‏ی پنبه 6
1-2-3- دامنه‌ي میزبانی و نحوه‌ي خسارت H. armigera 6
1-3- برخی از روش‏های کنترل H. armigera 7
1-3-1- کنترل زراعی 7
1-3-2- آفت‌کش‌های بیولوژیک 7
1-3-3- کنترل شیمیایی 8
1-3-4- استفاده از ارقام مقاوم 8
1-4- پارامترهای دموگرافیکی H. armigera روی هفت رقم لوبیا و مرور پژوهش‏های انجام شده …………………..9
1-5- دستگاه گوارشی حشرات 11
1-6- اسیدیتهی دستگاه گوارش در حشرات 12
1-7- آنزیمهای گوارشی در حشرات 12
1-7-1- آنزیمهای گوارشی پروتئاز 13
1-7-2- آنزیم های گوارشی آمیلاز 13
1-7-3- مرور پژوهش‏های انجام شده در زمینه‏ی فعالیت آنزیم‏های گوارشی پروتئاز و آمیلاز ………………………….14
فصل دوم مواد و روشها
2-1- تهیه و کاشت ارقام مختلف لوبیا 16
2-2- پرورش آزمایشگاهی H. armigera 16
2-3- اندازه‏گیری پارامترهای زیستی H. armigera 20
2-3-1- جدول زندگی 20
2-3-1-1- جدول زندگی تک جنسی 20
2-3-1-2- جدول زندگی دو جنسی 23
2-4- سنجش فعالیت آنزیم‏های گوارشی 25
2-4-1- تهيه‏ی عصاره‏ی آنزيمي از روده‏ی مياني لارو H. armigera 25
2-4-2- تهيهی بافر 27
2-4-3- سنجش فعالیت پروتئازی 27
2-11- سنجش فعاليت آميلازی 27
2-5- تجزیه آماری داده‏ها 28
2-13- تجزیه کلاستر فعالیت آنزیمهای گوارشی رودهی میانی لارو H. armigera 29
فصل سوم نتایج
3-1- پارامترهای زیستی H. armigera روی هفت رقم لوبیا 31
3-1-1- طول دوره‏ی مراحل زیستی نابالغ 31
3-1-2- طول دوره‏ی تخمریزی، باروری روزانه و باروری کل 33
3-1-3- طول عمر و طول دوره‏ی زندگی حشرات کامل و نسبت جنسی 35
3-1-4- پارامترهای جدول زندگی 36
3-1-4-1- پارامترهای جدول زندگی به دست آمده از جدول زندگی تک جنسی (Female-based life table)39
3-1-4-2- پارامترهای جدول زندگی به دست آمده از جدول زندگی دو جنسی (Age-stage, two-sex life table) 39
3-1-5- پارامترهای تولیدمثلی 47
3-1-6- پارمترهای رشد جمعیت (حاصل از جدول زندگی تک جنسی و دو جنسی) 48
3-2- تعیین فعالیت آنزیمی 52
3-2-1- فعالیت پروتئولیتیکی لاروهای H. armigera 52
3-2-2- فعالیت آمیلولیتیکی لاروهای H. armigera 52
3-3- تجزیه کلاستر پارامترهای زیستی و فعالیت آنزیمهای گوارشی عصارهی رودهی میانی لاروهای H. armigera 55
فصل چهارم بحث
4-1- پارامترهای زیستی H. armigera روی ارقام مختلف لوبیا 57
4-1-1- دوره‌ی رشدی قبل از بلوغ 57
4-1-2- دوره تخم ریزی و میزان باروری و طول عمر حشرات بالغ H. armigera 58
4-1-3- پارامترهای تولیدمثلی H. armigera 59
4-1-4- جدول زندگی (پارامترهاي رشد جمعيت) تک جنسی و دوجنسی 61
4-2- تعیین فعالیت آنزیمی H. armigera روی ارقام مختلف لوبیا .. 64
4-2-1- فعالیت پروتئولیتیک کل …………………………………………………………….. 65
4-2-2- فعالیت آمیلولیتیک کل 66
4-3- تجزیه کلاستر پارامترهای زیستی و فعالیت آنزیمهای گوارشی پروتئاز کل و آمیلاز H. armigera …67
4-4- نتیجه‏گیری نهایی 68
4-5- پیشنهادات 69
منابع. 70
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 3-1- طول دوره‏ی مراحل زیستی نابالغ افراد نر و ماده (میانگین± خطای معیار) Helicoverpa armigera روی رقم‏های مختلف لوبیا (روز) در شرایط آزمایشگاهی 32
جدول 3-2- طول دوره‏ی تخمریزی (روز)، باروری روزانه و باروری کل(تخم به ازای هر فرد ماده در هر روز) (میانگین± خطای معیار) Helicoverpa armigera روی رقم‏های مختلف لوبیا در شرایط آزمایشگاهی 34
جدول 3-3- طول عمر و طول دوره‏ی زندگی حشرات کامل نر و ماده (روز) و نسبت جنسی (درصد) (میانگین±خطای معیار) Helicoverpa armigera روی رقم‏های مختلف لوبیا در شرایط آزمایشگاهی. 35
جدول 3-4- مقایسه پارامترهای تولیدمثلی (میانگین±خطای معیار) Helicoverpa armigera روی ارقام مختلف لوبیا در شرایط آزمایشگاهی 47
جدول 3-5- پارامترهاي رشد جمعيت حاصل از جدول تک جنسی (میانگین ± خطای معیار) Helicoverpa armigera روی رقم‏های مختلف لوبیا در شرایط آزمایشگاهی 49
جدول 3-6- پارامترهاي رشد جمعيت حاصل از جدول دو جنسی (میانگین ± خطای معیار) Helicoverpa armigera روی رقم‏های مختلف لوبیا در شرایط آزمایشگاهی 51
جدول 3-7- مقایسه فعالیت ویژهی پرتئولیتیک کل عصارهی آنزیمی حاصل از رودهی میانی لاروهای سنین چهارم و پنجم Helicoverpa armigera پرورش یافته روی برگ و غلاف ارقام مختلف لوبیا در اسیدیته‏ی 10 در شرایط مزرعه‏ای. 53
جدول 3-8- مقایسه فعالیت ویژهی آمیلولیتیک عصارهی آنزیمی حاصل از رودهی میانی لاروهای سنین چهارم و پنجم Helicoverpa armigera پرورش یافته روی برگ و غلاف ارقام مختلف لوبیا در اسیدیته‏ی 10 در شرایط مزرعه‏ای 54
فهرست شکل‏ها
عنوان صفحه
شکل 2-1- مراحل مختلف رشدی قبل از بلوغ و حشرهی کامل Helicoverpa armigera (اصل) 18
شکل 2-2- ظروف مختلف برای نگهداری تخم (الف) و پرورش گروهی (ب) و انفرادی (ب) لارو، شفیره (ج) و حشره‌ي کامل (د) Helicoverpa armigera (اصل) 19
شکل 2-3- استقرار لاروهای سن چهارم و پنجم H. armigera روی برگ و غلاف رقم‏های مختلف لوبیا در مزرعه. (اصل) . 26
شکل 3-1- بقاء ویژه‏ی سنی (lx) و باروری ویژه‏ی سنی (mx) Helicoverpa armigera پرورش یافته روی رقم‏های مختلف لوبیا در شرایط آزمایشگاهی…. 38
شکل 3-2- امید به زندگی (ex) Helicoverpa armigera پرورش یافته روی رقم‏های مختلف لوبیا در شرایط آزمایشگاهی. 38
شکل 3-3- نرخ بقای ویژه‏ی سنی-مرحله‏ای (Sxj) Helicoverpa armigera روی رقم‏های مختلف لوبیا در شرایط آزمایشگاهی 41
شکل 3-4- باروری ویژه‏ی سنی-مرحله‏ای (fxj) ماده Helicoverpa armigera روی ارقام لوبیا در شرایط آزمایشگاهی 43
شکل 3-5- امید به زندگی سنی-مرحله‏ای (exj) Helicoverpa armigera روی ارقام مختلف لوبیا در شرایط آزمایشگاهی. 45
شکل 3-6- ارزش تولید مثل ویژه‏ی سنی-مرحله ‏ای (Vxj) Helicoverpa armigera روی ارقام مختلف لوبیا در شرایط آزمایشگاهی 46
شکل 3-7- دندروگرام حاصل از تجزیه کلاستر رقم‏های مختلف لوبیا بر مبنای پارامترهای زیستی و فعالیت آنزیمهای پروتئولیتیک و آمیلولیتیک کل لاروهای سنین چهارم و پنجم H. armigera.. 55
1-1- مقدمه
یکی از مشکلات مهم در جوامع امروزی، کمبود پروتئین در تغذیه‏ی میلیون‏ها نفر انسان در کشورهای رشد نیافته و در حال توسعه می‏باشد. در بین گیاهان زراعی، حبوبات به دلایل متعدد از جمله دارا بودن درصد بالای پروتئین، توانایی تثبیت بیولوژیک نیتروژن، غنی بودن از عناصر غذایی معدنی و قابلیت انبارداری بالا در مقایسه با دیگر گیاهان زراعی از اهمیت ویژه‏ای برخوردار می‏باشد. کشور ما به علت شرایط مساعد اقلیمی پتانسیل مناسبی برای افزایش تولید حبوبات دارد و این در حالی است که برنامه‏ریزی برای افزایش تولید و استفاده بیشتر از حبوبات، علاوه بر بهبود تغذیه، در افزایش حاصلخیزی خاک نیز مؤثر واقع خواهد شد (سام دلیری، 1389). بررسی سطح زیر کشت و تولید جهانی حبوبات حاکی از آن است که طی دوره 2000-2007 سطح زیر کشت حبوبات 17/12 درصد افزایش از 7/65 میلیون هکتار به حدود 3/73 میلیون هکتار رسیده است (بخشوده، 1382). قاره آسیا با بیش از 37 میلیون هکتار بیش از 50 درصد از کل سطح زیر کشت حبوبات در جهان را به خود اختصاص داده است. در بین حبوبات لوبیا (Phaseolus vulgaris L.) به دلایل متعددی اهمیت ویژه‏ای دارد. لوبیا نه تنها مقام اول سطح زیر کشت جهانی را داراست، بلکه یکی از منابع مهم پروتئین و کالری در تغذیه ی انسان (هانگریا و همکاران، 2000) می‏باشد. همچنین گیاه لوبیا با تولید گره و با همزیستی باکتری‏های تثبیت کننده‏ی نیتروژن (همانند سایر گیاهان خانواده‏ی بقولات)، نقش بسیار مهمی را در حاصلخیزی خاک ایفا می‏کند (کافی و همکاران، 1379). دانه‏های لوبیا دارای 20-25 درصد پروتئین می‏باشد که این میزان در مقایسه با دانه‏های غلات 2 تا 3 برابر و نسبت به گیاهان نشاسته 10 تا 20 برابر بیشتر است (مجنون حسینی، 1375). طبق آمار انتشار یافته سطح زیر کشت جهانی لوبیا بالغ بر 25 میلیون هکتار (گراهام و رانی، 1997) و در ایران 125 هزار هکتار (غفاری خلیق، 1379) بود. مسایل و مشکلات موجود در امر زراعت و تولید این گیاه همواره به عنوان مانعی در جهت دستیابی به عملکرد بالا مطرح بوده است و بدیهی است که هرچه اطلاعات بیشتری در زمینهی تولید هرچه بهتر این گیاهان فراهم آید به قطع وابستگی‏های روز افزون کشاورزی به خارج از کشور و تأمین غذای جمعیت رو به تزاید کمک خواهد نمود.
یکی از آفات مهم بسیاری از محصولات کشاورزی به‏ویژه حبوبات، کرم غوزه‏ی پنبه Helicoverpa armigera (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae) می‏باشد
(خانجانی، 1386؛ زالوکی و همکاران، 1994؛ فرید 1986) لاروهایH. armigera پلی‌فاژ بوده و از حدود ١٠٠ گونه ميزبان گياهی تغذيه می‏کنند (تالکار وهمکاران، 2006). دامنه‌ی میزبانی و گستره‌ی جغرافیایی وسیع، پتانسیل مهاجرت، دیاپوز، تحرک و توان تولیدمثلی بالا، ویژگی‌هایی هستند که H. armigeraرا در زمره‌ی آفات مهم و اقتصادی محصولات کشاورزی مختلف قرار می‌دهند (راحجاو همکاران، 1996). گستره‌ی جغرافیایی وسیع نشان می‌دهد که H. armigera با تغییرات فصلی سازگاری دارد و این ویژگی‌ امکان زنده‌مانی در زیستگاه‌های غیرپایدار را برای این آفت فراهم می‌آورد (ایزومی و همکاران، 2005). خسارت ناشی از لاروهای H. armigera در محصولاتی مانند پنبه، لوبیای سودانی، نخود، بادام زمینی، ذرت، ارزن، گوجه‏فرنگی، آفتاب‏گردان، سویا و سایر محصولات اقتصادی گزارش شده است (راحجا و هکاران، 1996) .کرم غوزهی پنبه میتواند روی اغلب ساختارهای گیاهی شامل ساقهها، برگها، تاج گل و میوهها در مراحل رشدی مختلف تغذیه کند (مورال گارسیا، 2006). با توجه به اینکه H. armigera آفت کلیدی برخی محصولات کشاورزی در ایران است، کنترل شیمیایی روشی رایج در مدیریت این آفت به شمار می‌رود. هر ساله استعمال بی‏رویه‌ی آفت‌کش‌های شیمیایی به منظور کنترل کرم غوزه‏ی پنبه، منجر به آلودگی محيط زيست و مقاوم شدن آفات، از بین رفتن دشمنان طبیعی و عواقب خطرناک ناشی از مسمومیت‌های مزمن شده است که اثرات جانبی آن‌ها در جوامع امروزی قابل مشاهده است (گانینگ، 1984). در نتیجه، گرایش‏های قابل توجهی در تغییر رو‏ش‏های مدیریت آفت بر پایه‏ی روش‏های غیر شیمیایی وجود دارد که از آن جمله می‏توان به مقاومت گیاهی اشاره کرد. ارقام گیاهی مقاوم از اجزاي اساسي مديريت تلفيقي آفات محسوب مي‌شوند و با استفاده از اين ارقام مي‌توان از شدت فشار اعمال شده توسط سموم شيميايي عليه آفات كاست و بدين ترتيب احتمال بروز مقاومت توسط آفت نسبت به سموم شيميايي را كاهش داد (پاندا و کوش، 1995).
میزان نشو و نما در حشرات ارتباط مستقیمی با غذای خورده شده دارد (والدبائور، 1986). ویژگی‏های متعدد زیستی در حشرات از جمله پارامترهای دموگرافی، تولیدمثلی و پارامترهای رشد جمعیت تحت تآثیر نوع گیاه میزبان می‏باشد (کیم و لیو، 2002). بررسی تأثیر گیاهان میزبان و یا ارقام مختلف گیاهی روی دموگرافی حشرات آفت از جمله پارامترهای رشد جمعیت، می‏تواند نقش مهمی در مدیریت هر چه بهتر آفات ایفا بکند (لویس، 1997). پارامترهای رشد جمعیت ابزار سودمندی برای تحلیل احتمال بقاء و مرگ و میر افراد یک جمعیت می‏باشد (کری،
2001). نرخ ذاتی افزایش جمعیت (rm) به عنوان مهم‏ترین پارامتر در ارزیابی میزان مقاومت گیاهان نسبت به حشرات به کار می‏رود همچنین اطلاعات جامعی از میزان رشد یک آفت را روی یک گیاه میزبان در اختیار قرار می‏دهد.
گونه‏های مختلف گياهي به دليل دارا بودن مجموعه‏‌‌‌اي از پروتئين‏هاي مهارکننده‏ی فعاليت گوارشي، علاوه بر تأثير بسزا در بقاء، رشد ونمو و پارامترهای تولیدمثلی (برنیز و چاپمن، 1994) بر میزان فعاليت آنزيم‏هاي گوارشي،‏ نیز تأثير مي‌‌‏گذارند.
امروزه هدف قراردادن آنزیم‏های گوارشي حشرات زيان‏آور، توسط مهار کننده‏های پروتئيني طبيعي موجود در ارقام مقاوم و انتقال آن به ساير گياهان پرمحصول و حساس به آفت، يکي از کاربردي‌‌ترين رهیافت‏ها در برنامه‏ی مديريت تلفيقي آفات مي‏باشد. در بسياري از حشرات به ويژه بالپولکداران، سرين پروتئينازها از جمله تريپسين، کيموتريپسين و الاستاز، آنزيمهاي اصلي هضم پروتئين مي‌باشند. غيرفعال‌سازي هضم پروتئين توسط چندین گروه مختلف از پروتئين‌های گياهي در دستگاه گوارش حشرات منجر به بهره‌برداري ضعيف از منابع غذايي، کندي رشد و نمو و حتي مرگ به علت گرسنگي مي‌گردد (گیتهاوس و همکاران، 1999). در نتیجه اختلال در متابوليسم اسيدهاي آمينه با مهار هضم پروتئين به عنوان يک هدف کليدي جهت کنترل حشرات آفت مدنظر بوده است (هیلدر و همکاران، 1992).
تاکنون بررسی‏هایی درباره‎ی تأثیر گیاهان میزبان مختلف روی پارامترهای جدول زندگی و پارامترهای تولید مثلی (همتی و همکاران، 2013؛ جالو، 2001؛ لیو و همکاران، 2004؛ ناصری، 2009) و فعالیت آنزیم‏های گوارشی H. armigera (همتی و همکاران، 2012؛ ناصری و همکاران، 2010؛ نعمتی کلخوران و همکاران، 2013) در شرایط آزمایشگاهی صورت گرفته است. با این حال، هیچ اطلاعاتی در مورد تأثیر رقم‏های مختلف لوبیا روی پارامترهای جدول زندگی این حشره در شرایط آزمایشگاهی و فعالیت آنزیم‏های گوارشی لاروهای این آفت در شرایط صحرایی روی ارقام مختلف لوبیا منتشر نشده است. از آنجایی که حشرات موجودات خونسردی می‏باشند، دمای بدن و میزان فعالیت تغذیه‏ای و تولیدمثلی آنها به درجه‏ی حرارت محیط اطراف بستگی دارد. درنتیجه تغییرات شرایط محیطی به‏ویژه دمای محیط، می‏تواند برمیزان فعالیت آنزیم‏های گوارشی تأثیرگذار باشد و این امر نشان‏دهنده‏ی ضرورت بررسی فعالیت‏های آنزیمی و سایر پارامترهای زیستی این آفت در شرایط مزرعه‏ای می‏باشد. بنابراین هدف از این پژوهش، بررسی اثر ارقام مختلف لوبیا روی پارامترهای جدول زندگی armigera H. در شرایط آزمایشگاهی، و همچنین بررسی تأثیر تغذیه از برگ‏ و غلاف‏ ارقام مورد آزمایش بر فعالیت آنزیم‏های گوارشی این آفت در شرایط مزرعه‏ای برای ارزیابی حساسیت یا مقاومت ارقام نسبت به این آفت می‏باشد. بررسي‏هاي انجام شده در اين زمينه مي‏‌تواند در به حداقل رساندن استفاده از

فایل : 85 صفحه

فرمت : Word