การคัดเลือกเชื้อรา Metarhizium spp. จากดินป่าในพื้นที่จังหวัดเพชรบูรณ์ เพื่อพัฒนาสารชีวภัณฑ์ในการควบคุมเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล

Abstract

Brown planthopper (BPH), Nilaparvata lugens (Stål), is an importantly economic insect pest of rice in Asia. The use of Metarhizium spp., entomopathogenic fungi, is one of the highly effective to control BPH. Therefore, the screening of Metarhizium spp. isolated from forest soils in Phetchabun province for developing of bioinsecticides in controlling brown planthopper were performed. The objectives of this research were 1) to search Metarhizium spp. from the forest soils in three districts of Phetchabun province, Thailand (Khao Kho, Lom Kao and Nam Nao), 2) to screen and select the highly potential Metarhizium spp. to control BPH, identifying species of the selected Metarhizium spp., and screening for high temperature and pH tolerance isolates, and 3) to develop a primary bioproduct of the highest potential Metarhizium spp. in controlling BPH. The total of 126 isolates of Metarhizium spp. were detected from the forest soils and coded as PB-01 to PB-126. All isolates infected the third nymphal instar of BPH with 26.7 to 100% mortality at 6 days after contacting fungal conidia; however, only were 16 isolates of those selected based on 100% mortality which concentration 108 conidia/ml with LT50 at 2.9-4.2 days. The species identification of 16 Metarhizium spp. isolates was performed using morphological data of colony and conidia together with molecular data of ITS region of 18S rDNA. The result revealed that all selected isolates of Metarhizium spp. were belong to Metarhizium anisopliae. Then the determination and screening procedures under high temperature and wide range of pH were applied on those 16 isolates. Only two M. anisopliae isolates, PB-02 and PB-75, were highly significant to survive after preserved in organic soil at 50 °C for 21 days and the growth of their colony at 3.8x104 and 3.9x104 CFU/ml were detected. The germination rate of conidia of both isolates at pH 4, 5, 6. 7, 8 and 9 after 16 hours of incubation. The germination rates of PB-02 were 16.67-57.57% and PB-75 were 23.09-61.66%. Meanwhile, the expanding size of those colonies ranged from 4.25-6.74 and 4.02-6.88 cm, respectively. Finally, PB-75 isolate was selected for the primary bioproduct development because it held better performance on temperature and pH tolerance. The conidia of M. anisopliae isolate PB-75 from Lom Kao District was formulated with five carriers and preserved under 40 °C condition for 90 days and then survival of conidia and their efficiency to control BPH were determined. The result showed that the formulation of PB-75 conidia with carrier, pumice: potassium humate at the ratio 90:10, held the highest number of colonies at 1.33 x 102 CFU/ml and when applied on the third nymphal instar of BPH, the highest mortality of BPH at 85.08% was recorded at 7 days after application with LT50 at 2.47 days.

เพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล (Nilaparvata lugens (Stål)) จัดเป็นแมลงศัตรูข้าวที่สำคัญทางเศรษฐกิจในเอเชีย เชื้อราเมตาไรเซียมเป็นเชื้อราก่อโรคกับแมลงที่มีประสิทธิภาพสูงในการควบคุมเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล ดังนั้นจึงได้ทำการคัดเลือกเชื้อรา Metarhizium spp. จากดินป่าในพื้นที่จังหวัดเพชรบูรณ์และพัฒนาสารชีวภัณฑ์เพื่อควบคุมเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลขึ้น โดยมีวัตถุประสงค์ เพื่อ1) ค้นหาเชื้อรา Metarhizium spp. จากดินป่าจาก 3 อำเภอในจังหวัดเพชรบูรณ์ คือ เขาค้อ หล่มเก่าและน้ำหนาว 2) คัดแยกและคัดเลือกเชื้อรา Metarhizium spp. ที่มีศักยภาพสูงในการควบคุมเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล จัดจำแนกเชื้อราที่ผ่านการคัดเลือก ทดสอบและคัดเลือกเชื้อราที่มีความทนทานต่อ อุณหภูมิสูงและสภาพความเป็นกรด-ด่างได้ดีที่สุด และ 3) พัฒนาเชื้อรา Metarhizium spp. ที่มีประสิทธิภาพในการควบคุมเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลเป็นชีวภัณฑ์ต้นแบบ ผลการคัดแยกเชื้อรา Metarhizium spp. จากดินป่า พบเชื้อรา Metarhizium spp. จำนวน 126 ไอโซเลต ใส่รหัส PB-01 - PB-126 โดยเชื้อราทุกไอโซเลตสามารถก่อโรคกับเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลตัวอ่อนวัยที่ 3 ได้ร้อยละ 26.7-100 ที่ 6 วัน หลังจากสัมผัสโคนิเดียของเชื้อ โดยพบเชื้อรา Metarhizium spp. เพียง 16 ไอโซเลตเท่านั้นที่ผ่านการคัดเลือกเนื่องจากสามารถทำให้เพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลตายร้อยละ 100 ภายใน 6 วัน หลังสัมผัสโคนิเดียของเชื้อที่ระดับความเข้มข้น 108 โคนิเดีย/มิลลิลิตร และมีระดับความรุนแรงของการก่อโรค (LT50) ในช่วง 2.9-4.2 วัน เมื่อทำการตรวจสอบชนิดของเชื้อรา Metarhizium spp. ที่คัดเลือกทั้ง 16 ไอโซเลต ด้วยลักษณะทางสัณฐานวิทยาของโคโลนี และโคนิเดีย ร่วมกับการเปรียบเทียบสายพันธุกรรม ITS ของ 18S rDNA พบว่าเชื้อราทุกไอโซเลตคือ Metarhizium anisopliae เมื่อทำการทดสอบความคงทนต่อสภาพอุณหภูมิสูงและความเป็นกรด-ด่าง พบว่าเชื้อรา M. anisopliae จำนวน 2 ไอโซเลต คือ PB-02 และ PB-75 ที่สามารถคงความมีชีวิตได้ดีที่สุดที่ 3.8x104 และ 3.9x104 CFU/ml ตามลำดับ ภายใต้สภาพการเก็บรักษาในดินที่มีอุณหภูมิสูง 50 องศาเซลเซียส นาน 21 วัน อัตราการงอกของโคนิเดียภายใต้ การเพาะเลี้ยงที่ pH 4, 5, 6, 7, 8 และ 9 ที่ 16 ชั่วโมง พบว่าเชื้อราไอโซเลต PB-02 และ มีอัตราการงอกอยู่ในช่วงร้อยละ 16.67-57.57 และเชื้อไอโซเลต PB-75 อัตราการงอกอยู่ในช่วงร้อยละ 23.09-61.66 โดยมีขนาดการขยายตัวของโคโลนีในช่วง 4.25-6.74 และ 4.02-6.88 เซนติเมตร ตามลำดับ โดยเชื้อรา M. anisopliae ไอโซเลต PB-75 ที่แยกได้จากอำเภอหล่มเก่าได้รับการคัดเลือกด้วยศักยภาพที่ทนทานต่อสภาพอุณหภูมิสูงถึง 40 องศาเซลเซียสและทนสภาพกรด-ด่างในช่วง pH 5-9 ได้ดีที่สุด เพื่อพัฒนาเป็นชีวภัณฑ์ต้นแบบ ด้วยการผสมโคนิเดียเชื้อรากับสารพา 5 ชนิด เก็บรักษาที่สภาพอุณหภูมิสูง 40 องศาเซลเซียส นาน 90 วัน ตรวจสอบความมีชีวิตร่วมกับการทดสอบประสิทธิภาพในการควบคุมเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลตัวอ่อนวัยที่ 3 ผลการทดสอบพบว่า โคนิเดีย M. anisopliae ไอโซเลต PB-75 ที่ผสมกับสารพา pumice: potassium humate สัดส่วน 90:10 มีจำนวนโคโลนีเจริญได้สูงที่สุด 1.33 x 102 CFU/ml และมีประสิทธิภาพในการก่อโรคกับเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลได้สูงสุด ร้อยละ 85.08 ที่ 7 วัน หลังทำการพ่นเชื้อรา และมีค่า LT50 อยู่ที่ 2.47 วัน