แบคทีเรีย


แบคทีเรียชนิดหลักที่ใช้ในการควบคุมศัตรูพืชโดยชีววิธีคือ แบคทีเรียในสกุลบาซิลลัส (Bacillus) ส่วนกลุ่มอื่นที่มีศักยภาพในการควบคุมศัตรูพืช โดยเพียงทำให้เกิดโรค ในแมลงที่อ่อนแอหรือแมลงที่มีความเครียดจากปัจจัยอย่างอื่นๆ

 

เชื้อโรค
พิสัยของเหยื่อ
ทางเข้า
ความเร็วในการฆ่า
- แมลงอันดับดิพเทอรา และเลปิดออพเทอรา
- แต่ละสายพันธุ์มีความเฉพาะเจาะจงกับชนิด ของเหยื่อ
ทางปาก
30 นาที-3 สัปดาห์

 

แบคทีเรียบาซิลัส
แบคทีเรียบาซิลลัส มีเซลล์เดียว ปกติรูปร่างเป็นแท่ง (bacilliform) หลายชนิดสามารถเพาะเลี้ยงได้ง่าย การติดเชื้อ เกิดขึ้นหลังจากเซลล์หรือสปอร์ของแบคทีเรีย ถูกเหยื่อกินเข้าไป และมีผลต่อสัตว์ที่กินพืชหรือระยะตัวอ่อนที่อยู่ในน้ำ (ภาพที่ 3 แสดงให้เห็นวงจรชีวิตของบาซิลลัส ทูรินจิเอ็นซีส)
                บาซิลลัส ทูรินจิเอ็นซีส พบแพร่กระจายทั่วไปในสิ่งแวดล้อม และสามารถแยกได้ง่ายๆ จากผิวใบพืชหรือจากดิน ในปี ค.ศ. 1901 เชื้อนี้ถูกพบครั้งแรกว่าเป็นสาเหตุ โรคของหนอนไหม และในปี ค.ศ. 1911 ถูกพบในผีเสื้อศัตรูพืชในโรงเก็บ Anagasta kuehniella ในการศึกษาเบื้องต้น พบว่ามีพิษสูงต่อทั้งผีเสื้อกลางวัน และกลางคืนรวมทั้ง ตัวอ่อนด้วย
                ระหว่างการสร้างสปอร์ (sporulation) เซลล์ของ (B. thuringiensis) จะสร้างผลึกของโปรตีนขนาดใหญ่ เรียกว่า พาราสปอรัลบอดี้ (parasporal body) ที่ไม่มีพิษ แต่ เมื่ออยู่ภายในเหยื่อที่อ่อนแอ ของเหลวในกระเพาะซึ่งเป็นด่างจะย่อยผลึกโปรตีนให้เป็นหน่วยย่อยซึ่งมีพิษต่อแมลง หน่วยย่อยของโปรตีนเข้าไปจับกับผนังของกระเพาะ และขัดขวางการเคลื่อนย้ายธาตุอาหารที่ผ่านผนังกระเพาะเข้าไปในเลือดของแมลงหรือเฮโมลิมพ์ (Haemolymp) เซลล์ผนังของกระเพาะจะหยุดทำหน้าที่และแตกในที่สุด การแตกของผนังกระเพาะทำให้สปอร์ของแบคทีเรียสามารถเข้าไปในช่องว่างในลำตัวของแมลง (haemocoel) และเพิ่มปริมาณมากขึ้นจะทำให้แมลงอาศัยตายภายใน 4 - 5 วัน แต่มันหยุดกินอาหารภายใน 2 - 3 ชั่วโมง ดังนั้นแม้การแสดงอาการเกิดโรคดูเหมือนว่าแสดงอาการอย่างช้าๆ แต่ในความเป็นจริงแมลงหยุดทำความเสียหายหลังจากติดเชื้อ วันเดียว ซึ่งตรงกับความต้องการในการจัดการศัตรูพืช บางสายพันธุ์ของ Bacillus sphericus ผลิตโปรตีนที่เป็นพิษต่อลูกน้ำยุงในลักษณะเดียวกัน
                Bacillus popilliae สาเหตุของโรคมิลกี้ดิซิส (milky diseases) ในตัวอ่อนด้วงปีกแข็งหลายชนิด แต่วงจรชีวิตของแบคทีเรียชนิดนี้ค่อนข้างแตกต่างจาก B.thuringsiensis และ B. sphericus เพราะไม่มีสารพิษเกี่ยวข้องกับวงจรของการทำลาย ด้วงตัวอ่อนกินสปอร์เข้าไปและสปอร์เหล่านี้งอก และผลิตเซลล์ขึ้น เต็มกระเพาะ ภายใน 3 - 5 วัน เซลล์บางเซลล์เจาะผ่านผนังกระเพาะ และเจริญเติบโตในเลือดที่ซึ่งมีการสร้างสปอร์ ภายใน 14 - 15 วันหลังจากติดเชื้อ ร่างกายของแมลงจะบวมพองขึ้น และปรากฏเป็นสีครีม ซึ่งเป็นที่มาของชื่อโรค เหยื่อที่ได้รับเชื้อจะตาย อาจจะเนื่องจากอดอาหารประมาณ 3 อาทิตย์หลังจากการติดเชื้อ ในขณะที่เหยื่อเน่าเปื่อยสปอร์ของ แบคทีเรียจะถูกปลดปล่อยสู่ดิน ซึ่งสปอร์สามารถคงอยู่ในระยะยาว
                ปัจจุบันพบ B. thuringiensis 15 สายพันธุ์ (Serotype) จำแนกตามความแตกต่างของแมลงอาศัย คุณสมบัติทางชีวเคมี ระดับความเป็นกรดภายในกระเพาะ เป็นปัจจัยสำคัญในการจำแนกว่า แมลงนั้นเป็นสายพันธุ์อ่อนแอหรือไม่

 
ภาพ วงจรชีวิตของ Bacillus thuringiensis


สปอร์จากซากเหยื่อในดินหรือใบพืช


แมลงได้รับเชื้อแบคทีเรีย จากอาหารที่ปนเปื้อน

   2-3 ชั่วโมง


แมลงตายโดยเลือดเป็นพิษหรืออดตาย

 


ผลึกของโปรตีนที่เป็นพิษในสปอร์ละลายในกระเพาะ แมลงหยุดกินอาหารเพราะผนังกระเพาะเสียหาย

4-5 วัน


แบคทีเรียเข้าไปในช่องว่างในลำตัวและขยายพันธุ์

2-3 ชั่วโมง