Využití houby Beauveria bassiana v ochraně proti lýkožroutu smrkovému
Zdeněk Landa, Zdeňka Křenová, Oldřich Vojtěch
V polovině srpna 2007 byla na vybranou lokalitu NP Šumava letecky aplikována entomopatogenní houba Beauveria bassiana s cílem záměrně indukovat houbovou infekci v populaci lýkožrouta smrkového Ips typographus. V rámci této unikátní akce bylo na 1,5 ha polomových smrčin aplikováno 3500 litrů suspenze blastospor místního kmene B. bassiana. Cílem článku je začlenit tuto akci do širšího informačního kontextu a upozornit na podstatu a perspektivy možného využívání entomopatogenních hub v ochraně proti tomuto škůdci.
Entomopatogenní houby asociované s populacemi lýkožrouta smrkového
Obdobně jako lze v populacích I. typographus zaznamenat přítomnost různých druhů parazitů a predátorů, vyskytují se v populacích tohoto škůdce i různé druhy entomopatogenních mikroorganizmů, tj. organizmů schopných vyvolávat primární onemocnění u různých vývojových stádií tohoto škůdce. V populacích I. typographus byl zaznamenán výskyt entomopatogenních virů, bakterií, prvoků, a zejména různých druhů entomopatogenních hub. Každá z uvedených skupin patogenů představuje v široké škále interakčního systému „hostitel–patogen“ unikátní biologický model, jehož poznání je základním předpokladem pro případné využití v praktické ochraně. V tomto kontextu byl realizován projekt zaměřený na definici obecných možností a podmínek případného praktického využití entomopatogenních hub v programech regulace četnosti populací I. typographus na vybraných lokalitách NP a CHKO Šumava.
První fáze projektu
V prvé fázi (období let 1999-2004) byl ve spolupráci Zemědělské fakulty JU a Správy NP a CHKO Šumava na více než 60 lokalitách v I. zónách NP Šumava realizován rozsáhlý monitoring přirozeného výskytu entomopatogenních hub asociovaných s lýkožroutem. Monitoring byl zaměřen na sledování výskytu entomopatogenních hub v populacích:
- migrujících dospělců (dospělci odchycení pomocí feromonových lapačů);
- v populacích lýkožrouta vyvíjejících se přímo v kůře napadených stromů;
- v půdách pod kůrovcovými soušemi.
V populacích dospělců odchycených feromonovými lapači byly zaznamenány houby Beauveria bassiana a Lecanicillium lecanii, z dospělců a larev lýkožrouta smrkového byly izolovány prakticky všechny významné entomopatogenní druhy (B. bassiana, L. lecanii, Paecilomyces farinosus a P. fumosoroseus), a i ve vzorcích půd odebraných na lokalitách napadených lýkožroutem byla zaznamenána přítomnost řady významných druhů entomopatogenních hub (např. B. bassiana, P. fumosoroseus, P. farinosus, P. javanicus, Tolypocladium niveum, T. nubicola a T. cylindrosporum). V posledním roce plošného monitoringu (2004) byla v populaci lýkožrouta na lokalitě „Prameny Vltavy“ zaznamenána velmi vysoká mortalita vyvolaná nativním kmenem entomopatogenní houby B. bassiana. Výsledky této studie prokázaly, že výskyt entomopatogenních hub v populacích kůrovce je zcela běžný, a že za určitých okolností mohou některé kmeny spontánně indukovat epizootii (hromadnou nákazu) v rozsahu blízkém lokální likvidaci populace tohoto škůdce. Výsledky monitoringu, a zejména pak přirozená schopnost některých kmenů houby B. bassiana vyvolat spontánní nákazu, vedly k zahájení 2. fáze projektu.
Druhá fáze projektu
Tato fáze zahrnovala detailní charakteristiku kmenů hub zachycených v průběhu monitoringu a vývoj biotechnologií produkce biomasy hub umožňujících reintrodukci vybraných kmenů do oblasti jejich původu, s cílem záměrně indukovat vznik epizootie v populacích lýkožrouta. Tato fáze projektu prokázala, že houba B. bassiana představuje pro sledovaný cíl a účel všestranně největší potenciál.
Entomopatogenní houba Beauveria bassiana
Entomopatogenní houba B. bassiana je kosmopolitně rozšířený druh, který je běžně zaznamenáván jako původce onemocnění na mnoha druzích hmyzu, zejména pak na herbivorních druzích, které jsou alespoň částí svého vývoje vázány na půdu. Infekce hostitele je iniciována konidiemi, které po přichycení na povrch kutikuly klíčí a pronikají do tělní dutiny, nejčastěji pomocí aktivní penetrace povrchem kutikuly. Uvnitř tělní dutiny se tvoří oválné blastospory, které v další fázi klíčí a patogen vytváří hustou myceliální masu, která hostitele mumifikuje. V konečné fázi vývoje prorůstají hyfová vlákna na povrch usmrceného jedince a na povrchu se formuje vzdušné mycelium, na kterém se tvoří nové konidie (nepohlavní spory mikroskopických hub), které mohou iniciovat nový vývojový cyklus patogena.
Entomopatogenní houba B. bassiana je typickým představitelem nejen entomopatogenní, ale i saprotrofní mykoflóry půd a na celém území ČR patří k nejčastěji zaznamenávaným druhům mitosporických hub (druhy, u kterých není známo pohlavní stádium, dříve Deuteromycetes). V zahraničí je registrována řada biopreparátů formulovaných na bázi konidií nebo blastospor B. bassiana a využívaných v praktické biologické ochraně proti různým škůdcům polních plodin a v ochraně rychlené zeleniny a okrasných květin. Biopreparáty na bázi B. bassiana jsou využívány i v ochraně lesních porostů proti některým druhům škůdců, včetně lýkožrouta smrkového.
Praktické využití houby Beauveria bassiana
Využívání biopreparátů na bázi B. bassiana proti I. typographus je rozšířeno zejména v Německu, Švýcarsku a Rakousku, na experimentální úrovni je tato houba zkoušena i v dalších zemích (např. USA, Austrálie, Finsko, Polsko). Nejčastěji je B. bassiana aplikována formou vodních suspenzí spor na povrch napadených stromů nebo stromových lapáků. Výsledky laboratorních studií a provozních aplikací dokazují, že v porovnání s většinou ostatních druhů entomopatogenních hub vykazuje B. bassiana po aplikaci na dospělce I. typographus nejen nejvyšší virulenci, ale i zjevně největší adaptaci na tohoto hostitele ve smyslu autodiseminace (samošíření), tj. schopnosti patogena šířit se prostřednictvím přirozených mechanismů odrážejících populační chování hostitele. Příkladem praktického využívání tohoto jevu je i unikátní forma aplikace B. bassiana, při které je práškový koncentrát spor patogena aplikován přímo do sběrné části feromonového lapače, který je upraven tak, aby byla zachována jeho atraktantní funkce, nicméně dospělci kůrovce nejsou natrvalo odchyceni sběrnou částí lapače. Cílem této aplikace je kontaminovat povrch těla dospělců vysokou dávkou spor a zajistit tak nejen usmrcení konkrétního jedince kontaminovaného při průchodu lapačem, ale zároveň podpořit i šíření nákazy v lokální populaci. Praktické výsledky prokázaly, že tato forma využití biopreparátů na bázi B. bassiana je velmi účelná zejména v situacích, kdy od aplikace není očekáván okamžitý účinek, ale perspektiva dlouhodobějšího potlačování populací škůdce.
Současný stav a perspektivy využívání B. bassiana ve smrčinách NP Šumava
Výsledkem studie výskytu entomopatogenních hub na lokalitách NP Šumava je unikátní sbírka kultur entomopatogenních hub, sestávající z více než 150 položek. Sbírka představuje unikátní genetický soubor a zároveň je i zdrojem biologického materiálu pro další praktické využití. V tomto kontextu lze snad nejlépe a nejsrozumitelněji formulovat i principy, cíle a perspektivy celého projektu.
Vzhledem k režimu, kterému podléhají I. zóny NP Šumava, je hlavní důraz kladen na respektování původu kmenů, které jsou pro indukci nákaz v lokálních populacích lýkožrouta používány. Cílem je dosáhnout stavu, kdy na určitou lokalitu bude reintrodukován pouze kmen, který z dané lokality pochází, a zamezit tak vnesení „exotických kmenů“, což je typický důsledek používání komerčních biopreparátů. V současnosti jsou na vybraných lokalitách NP Šumava experimentálně zkoušeny reintrodukce místního kmene houby B. bassiana, přičemž hlavním cílem je ověřit možnost vyvolat v lokálních populacích lýkožrouta vznik nákazy aplikací biopreparátu do aktuálních, resp. potenciálních ohnisek výskytu škůdce. Výsledky aplikací realizovaných v tomto roce budou vyhodnoceny až na jaře příštího roku, nicméně doposud realizované kontroly naznačují, že indukce mykózy v populacích lýkožrouta byly úspěšné, protože v odebraných vzorcích byla zaznamenána vysoká frekvence výskytu kmene houby B. bassiana, který byl pro daný účel použit.
Obecný i praktický význam tohoto projektu přesahuje uvedený experimentální rámec a v perspektivě není omezen pouze na řešení specifických problémů NP a CHKO Šumava. Obecným přínosem projektu by mělo být i vytvoření modelu obecnější povahy, protože principy, cíle a metodické aspekty tohoto využití entomopatogenních hub lze aplikovat i v mnoha dalších případech.
Adresy autorů: prof. Ing. Zdeněk Landa, CSc.
Zemědělská fakulta, Jihočeská univerzita
v Českých Budějovicích
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
RNDr. Zdenka Křenová, Ph.D.
Ing. Oldřich Vojtěch
Správa NP a CHKO Šumava,
Sekce výzkumu a ochrany přírody
Foto: Z. Landa, M. Kalista.