DOI: https://doi.org/10.3389/fagro.2025.1697786
تاريخ النشر: 2026-01-05
المؤلف: Germán Vargas وآخرون
الموضوع الرئيسي: الميكروبات الحشرية في مكافحة الآفات
نظرة عامة
تبحث الدراسة في فعالية الديدان الخيطية الممرضة للحشرات (EPNs) كبديل مستدام لإدارة الآفة الغازية Thrips parvispinus في إنتاج الزهور. تم تقييم ستة أنواع من EPN في ظروف المختبر، مع التركيز على قدرتها على تقليل استعادة البالغين من الثربس. تم اختبار الأنواع الأربعة الأكثر فعالية—Heterorhabditis bacteriophora وHeterorhabditis indica وSteinernema carpocapsae وSteinernema riobrave—لاحقًا في البيوت الزجاجية. أشارت النتائج إلى أن هذه EPNs قللت بشكل كبير من استعادة البالغين من الثربس بنسبة 20-36% في التجارب المخبرية و60% في التجارب في البيوت الزجاجية، خاصة مع S. riobrave وS. carpocapsae. تأثرت أداء هذه الديدان الخيطية بالعوامل البيئية مثل درجة الحرارة والرطوبة، مما يبرز ملاءمتها للظروف شبه الاستوائية.
تمثل هذه الدراسة أول دليل على فعالية EPN ضد T. parvispinus، مما يشير إلى دورها المحتمل في استراتيجيات إدارة الآفات المتكاملة (IPM). من خلال استهداف مراحل الحياة المقيمة في التربة للآفة، يمكن أن تعطل EPNs دورة حياتها وتقلل من أعداد البالغين التي تصيب قمم النباتات. على الرغم من عدم إجراء تجارب ميدانية بسبب القيود التنظيمية، تؤكد النتائج على الحاجة إلى تقييمات مستقبلية في البيئات الطبيعية لتأكيد الجدوى التشغيلية لـ EPNs في صناعة الزهور، بهدف تقليل الاعتماد على الضوابط الكيميائية.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث الآفة الغازية Thrips parvispinus (Karny)، التي تشكل تحديات كبيرة في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية، خاصة في أنظمة إنتاج الزهور والخضروات. موطنها الأصلي هو جنوب شرق آسيا، وقد وسعت T. parvispinus نطاقها الجغرافي بسرعة، حيث تم الإبلاغ عنها في ولايات أمريكية مختلفة منذ اكتشافها الأول في فلوريدا في أوائل العقد 2020. طبيعتها متعددة التغذية تسمح لها باحتلال ما لا يقل عن 43 نوعًا من النباتات عبر 19 عائلة، مما يؤدي إلى أضرار زراعية كبيرة، بما في ذلك خسائر في المحاصيل تصل إلى 23% في الفلفل الحار وتأثيرات شديدة على النباتات الزهرية.
تجعل إدارة T. parvispinus معقدة بسبب حجمها الصغير وسلوكها الخفي، مما يؤدي غالبًا إلى إصابات غير ملحوظة حتى يحدث ضرر كبير. بينما تم اقتراح المبيدات الحشرية الكيميائية كوسيلة للتحكم، فإن فعاليتها محدودة وقد تؤدي إلى مشاكل طويلة الأمد مثل المقاومة والأضرار البيئية. تسلط الورقة الضوء على إمكانية استراتيجيات التحكم البيولوجي التي تشمل الديدان الخيطية الممرضة للحشرات (EPNs) كبديل مستدام. تشير الدراسات الأولية إلى أن EPNs، وخاصة من أجناس Heterorhabditis وSteinernema، يمكن أن تستهدف بفعالية المراحل المقيمة في التربة لـ T. parvispinus. تهدف الدراسة إلى تقييم فعالية أنواع مختلفة من EPN في ظروف المختبر والبيوت الزجاجية لتطوير استراتيجيات إدارة الآفات المتكاملة لهذه الآفة الناشئة.
النتائج
تشير النتائج إلى أن العلاج أثر بشكل كبير على معدلات استعادة البالغين من T. parvispinus، كما يتضح من إحصائية كاي تربيع $c^2 = 39.64$ (df = 6; $P < 0.001$) خلال التجارب المخبرية. بعد أسبوع من تلقيح EPN، كانت نسبة البقاء المتوسطة في التحكم بالماء 75%، بينما أدت علاجات EPN إلى معدلات استعادة أقل، حيث كانت H. bacteriophora عند 48% وS. feltiae عند 67%. كانت نسبة استعادة التحكم بالماء أعلى بحوالي 36% من تلك الخاصة بـ H. bacteriophora ($P < 0.001$)، وتمت ملاحظة معدلات استعادة أقل بشكل كبير أيضًا في S. riobrave (31% أقل، $P = 0.001$)، H. indica (25% أقل، $P = 0.002$)، وS. carpocapsae (20% أقل، $P = 0.032$)، دون وجود اختلافات كبيرة بين هذه العلاجات الثلاثة من EPN. في ظروف البيوت الزجاجية، قللت جميع علاجات EPN بشكل كبير من استعادة البالغين من T. parvispinus على نباتات المانديفيلا المصابة ($c^2 = 118.52$؛ df = 4؛ $P < 0.001$). أظهرت معالجة التحكم بقاءً إجماليًا للبالغين بنسبة 26%، بينما أدت علاجات EPN إلى معدلات استعادة تتراوح من 10.4% (S. riobrave) إلى 15.4% (H. bacteriophora). كانت نسبة استعادة التحكم أعلى بحوالي 61% من تلك الخاصة بـ S. riobrave ($P < 0.001$) و58% أعلى من S. carpocapsae ($P < 0.001$)، دون وجود اختلافات كبيرة بين هذين النوعين من EPN ($P = 0.979$). أظهرت علاجات H. indica وH. bacteriophora كل منهما تقليلاً بحوالي 43% في البالغين المستعادين مقارنة بالتحكم بالماء، مع إظهار كلاهما اختلافات كبيرة ($P < 0.001$) وعدم وجود اختلاف كبير بينهما ($P = 0.999$).
المناقشة
تناقش الدراسة فعالية الديدان الخيطية الممرضة للحشرات (EPNs) ضد الأنواع الغازية من الثربس *Thrips parvispinus*، مما يمثل أول تقرير عن مثل هذه النتائج. استخدمت الدراسة نباتات الفاصوليا (*Phaseolus vulgaris*) لصيانة مستعمرات الحشرات والتجارب المخبرية، مع الحفاظ على ظروف بيئية محكومة لكل من النباتات ومستعمرات الديدان الخيطية. تم اختبار أنواع مختلفة من EPN، بما في ذلك *Heterorhabditis bacteriophora* و*Steinernema riobrave* و*Steinernema carpocapsae*، بمعدلات تطبيق أعلى من التوصيات التجارية، مما أدى إلى تقليل كبير في بقاء الثربس، خاصة مع *H. bacteriophora* و*S. riobrave*.
تشير النتائج إلى أن EPNs يمكن أن تستهدف بفعالية المراحل التحضيرية والشرنقية المقيمة في التربة لـ *T. parvispinus*، والتي تكون عادة أقل وصولًا لاستراتيجيات إدارة الآفات التقليدية. ومع ذلك، بينما أظهرت EPNs إمكانات، قد لا تكون فعاليتها وحدها كافية لإدارة الإصابات الثقيلة تحت حدود جمالية صارمة في صناعة الزهور. تدعو الدراسة إلى دمج EPNs في برامج إدارة الآفات المتكاملة (IPM) جنبًا إلى جنب مع تدابير التحكم الأخرى، مثل المبيدات الحشرية الاصطناعية والفطريات الممرضة للحشرات، لتعزيز السيطرة العامة على الآفات وتقليل الاعتماد على التدخلات الكيميائية. يُوصى بمزيد من البحث لاستكشاف أداء EPNs في الظروف الميدانية وتأثيراتها التآزرية المحتملة مع عوامل التحكم البيولوجية الأخرى.
DOI: https://doi.org/10.3389/fagro.2025.1697786
Publication Date: 2026-01-05
Author(s): Germán Vargas et al.
Primary Topic: Entomopathogenic Microorganisms in Pest Control
Overview
The research investigates the efficacy of entomopathogenic nematodes (EPNs) as a sustainable alternative for managing the invasive pest Thrips parvispinus in ornamental production. Six EPN species were evaluated under laboratory conditions, with a focus on their ability to reduce adult thrips recovery. The four most effective species—Heterorhabditis bacteriophora, Heterorhabditis indica, Steinernema carpocapsae, and Steinernema riobrave—were subsequently tested in greenhouse settings. Results indicated that these EPNs significantly reduced adult thrips recovery by 20-36% in laboratory trials and up to 60% in greenhouse trials, particularly with S. riobrave and S. carpocapsae. The performance of these nematodes was influenced by environmental factors such as temperature and moisture, highlighting their suitability for subtropical conditions.
This study represents the first evidence of EPN effectiveness against T. parvispinus, suggesting their potential role in integrated pest management (IPM) strategies. By targeting soil-dwelling life stages of the pest, EPNs can disrupt its lifecycle and reduce adult populations that infest plant canopies. While field trials were not conducted due to regulatory limitations, the findings underscore the need for future evaluations in natural settings to confirm the operational feasibility of EPNs in the ornamental industry, ultimately aiming to decrease reliance on chemical controls.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the invasive pest Thrips parvispinus (Karny), which poses significant challenges in tropical and subtropical regions, particularly in ornamental and vegetable production systems. Native to Southeast Asia, T. parvispinus has rapidly expanded its geographic range, being reported in various U.S. states since its initial detection in Florida in the early 2020s. Its polyphagous nature allows it to infest at least 43 plant species across 19 families, leading to substantial agricultural damage, including yield losses of up to 23% in chili peppers and severe impacts on ornamental plants.
The management of T. parvispinus is complicated by its small size and cryptic behavior, which often results in unnoticed infestations until significant damage occurs. While chemical insecticides have been proposed as a control measure, their effectiveness is limited and may lead to long-term issues such as resistance and environmental harm. The paper highlights the potential of biological control strategies involving entomopathogenic nematodes (EPNs) as a sustainable alternative. Preliminary studies suggest that EPNs, particularly from the genera Heterorhabditis and Steinernema, could effectively target the soil-dwelling stages of T. parvispinus. The research aims to evaluate the efficacy of various EPN species under laboratory and greenhouse conditions to develop integrated pest management strategies for this emerging pest.
Results
The results indicate that treatment significantly influenced the recovery rates of T. parvispinus adults, as evidenced by a chi-squared statistic of $c^2 = 39.64$ (df = 6; $P < 0.001$) during laboratory trials. One week post-EPN inoculation, the mean survival rate in the water control was 75%, while EPN treatments yielded lower recovery rates, with H. bacteriophora at 48% and S. feltiae at 67%. The water control's recovery rate was approximately 36% higher than that of H. bacteriophora ($P < 0.001$), and significantly lower recovery rates were also observed in S. riobrave (31% less, $P = 0.001$), H. indica (25% less, $P = 0.002$), and S. carpocapsae (20% less, $P = 0.032$), with no significant differences among these three EPN treatments. In greenhouse conditions, all EPN treatments significantly decreased the recovery of T. parvispinus adults on infested mandevilla plants ($c^2 = 118.52$; df = 4; $P < 0.001$). The control treatment showed an overall adult survival of 26%, while EPN treatments resulted in recovery rates ranging from 10.4% (S. riobrave) to 15.4% (H. bacteriophora). The control's recovery rate was about 61% higher than that of S. riobrave ($P < 0.001$) and 58% higher than S. carpocapsae ($P < 0.001$), with no significant differences between these two EPNs ($P = 0.979$). H. indica and H. bacteriophora treatments each demonstrated a reduction of approximately 43% in recovered adults compared to the water control, with both showing significant differences ($P < 0.001$) and no significant difference between them ($P = 0.999$).
Discussion
The research discusses the efficacy of entomopathogenic nematodes (EPNs) against the invasive thrips species *Thrips parvispinus*, marking the first report of such findings. The study utilized bean plants (*Phaseolus vulgaris*) for insect colony maintenance and laboratory experiments, maintaining controlled environmental conditions for both the plants and the nematode colonies. Various EPN species, including *Heterorhabditis bacteriophora*, *Steinernema riobrave*, and *Steinernema carpocapsae*, were tested at application rates higher than commercial recommendations, leading to significant reductions in thrips survival, particularly with *H. bacteriophora* and *S. riobrave*.
The findings suggest that EPNs can effectively target the soil-dwelling prepupal and pupal stages of *T. parvispinus*, which are typically less accessible to conventional pest management strategies. However, while the EPNs demonstrated potential, their effectiveness alone may not suffice for managing heavy infestations under strict aesthetic thresholds in the ornamental industry. The study advocates for integrating EPNs into integrated pest management (IPM) programs alongside other control measures, such as synthetic insecticides and entomopathogenic fungi, to enhance overall pest suppression and reduce reliance on chemical interventions. Further research is recommended to explore the performance of EPNs under field conditions and their potential synergistic effects with other biological control agents.