روش­های مختلف مدیریت آفات طی زمان­های متمادی مورد بررسی و آزمایش قرار گرفته­اند و تحقیقات بسیاری در این زمینه صورت پذیرفته است. پیشبرد این بررسی­ها در جهت کاهش اثرات زیان­بخش محیطی روش­های مختلف کنترل آفات بوده است. با وجود پیشرفت در زمینه گسترش ابزارها، روش­ها و رویکردهای متنوع و متعدد برای کنترل و مدیریت آفات، از جنگ جهانی دوم تا کنون، استفاده از سموم شیمیایی رکن اصلی مدیریت آفات در بسیاری از سامانه­های کشاورزی در سراسر جهان و ایران بوده است. علیرغم استفاده آسان و کم­هزینه بودن سموم شیمیایی کشاورزی، اثرهای مضر زیست­محیطی این مواد و اثرهای جبران­ناپذیر آن روی سلامتی انسان­ها، در بلندمدت هزینه­های بسیار هنگفتی را به جوامع انسانی تحمیل نموده است. علاوه براین، گسترش مقاومت آفات مختلف به آفت­کش­های شیمیایی نیز یکی دیگر از عوامل محدودکننده و نگران­کننده پیرامون استفاده از این مواد می­باشد. به کارگیری عوامل کنترل زیستی می­تواند یک حلقه ایمن در زنجیره مدیریت تلفیقی آفات یک سامانه کشاورزی ­باشد و  گام موثری در رسیدن به کشاورزی پایدار است. کشاورزی پایدار رکن اساسی و ضامن امنیت غذایی در هر کشوری به شمار می­رود.

کنترل زیستی آفات یک زمینه بسیار گسترده و شامل به کارگیری عوامل زیستی متنوع در جهت کاهش جمعیت آفات مختلف است. عوامل بیمارگر حشرات شامل باکتری­ها قارچ­ها، نماتدها و ویروس­های بیمارگر حشرات از جمله عوامل زیستی مورد استفاده در کنترل آفات می­باشند. باکتری­های بیمارگر حشرات جزو عوامل زیستی هستند که فرموله شده و در بازارهای جهانی و در کشور به صورت آفتکش­های زیستی به فروش می­رسند. با این حال، تا کنون هیچ کتابی پیرامون باکتری­های بیمارگر حشرات در کشور منتشر نشده است. علیرغم پیشرفت در زمینه امکانات آزمایشگاهی و رشد علمی در بخش­های مختلف کشاورزی در دانشگاه­های کشور، منبع علمی به زبان فارسی در زمینه معرفی، تولید و کاربرد باکتری­های بیمارگر حشرات در اختیار دانشجویان، دانشگاهیان و فرهیختگان رشته گیاهپزشکی قرار نگرفته است. کتاب حاضر با اشاره به پیشینه علم مطالعه باکتری­های بیمارگر حشرات و پیشرفت این زمینه تا کنون، به معرفی گروه­های مختلف باکتری­های بیمارگر و کاربرد موفق آن­ها در سامانه­های کشاورزی پرداخته است. در این کتاب، به زمینه­های جدیدی از علم باکتری­های بیمارگر حشرات که امروزه در جهان مورد توجه دانشمندان و متخصصین قرار گرفته­اند، اشاره شده است، که امید است ارائه این مطالب نقطه شروعی در ذهن دانشجویان و محققین رشته گیاهپزشکی برای ورود به زمینه باکتری­های بیمارگر حشرات با هدف جداسازی و فرموله کردن سویه­های بومی کشور علیه جمعیت­های بومی آفات باشد.

علیرغم تمام تلاش­ها برای بی­نقص نمودن کتاب حاضر، بی­شک این اثر عاری از کاستی­ها و نقص­ها نخواهد بود. امید است خوانندگان عزیز، همکاران، دانشجویان و اساتید محترم با ارائه نظرات و راهنمایی­های ارزشمد خود، به غنای این مجموعه بیافزایند.

فهرست مطالب

پیشگفتار .......................................................................................................................................9

فصل 1: مقدمه ای بر ارتباط باکتری ها با حشرات.. 11

1-1- مقدمه. 11

1-2- بر همکنش های همیاری.. 13

1-3- برهمکنش های بیماری زایی.. 14

فصل 2: تاریخچه باکتری های بیمارگر حشرات.. 15

2-1- کشف و وقایع اولیه (1941-1901) 15

2-2- دوره میانی: توسعه سویه (1965-1941) 16

2-3- دوره کلاسیک: سویه ها و محصولات موثر (1981-1965) 19

2-4- دوره مدرن: زیست شناسی مولکولی و تراژن ها (2016-1981) 22

2-5- دورنمای آینده: تنوع محصولات تراریخته. 28

2-6- نیاز به جایگزینی برای Bt 29

2-7- هومولوگ ها در سایر باکتری ها 29

فصل 3: معرفی باکتری های بیمارگر حشرات خانواده Bacillaceae. 31

3-1- اهمیت تولید تجاری Bacillus thuringiensis. 32

3-1-1- شناسایی و تاکسونومی.. 32

3-1-2- نحوه اثر توکسین Cry. 37

3-1-3- ساختار توکسین Cry. 40

3-1-4- اتصال توکسین Cry. 41

3-1-5- منافذ ایجاد شده به وسیله توکسین Cry. 42

3-1-6- مقاومت حشرات به فرمولاسیون های Bt 43

3-1-7- وقوع طبیعی Bt 44

3-1-8- تولید صنعتی Bt و B. sphaericus. 45

3-1-9- استاندارد کردن محصول. 47

3-1-10- سرنوشت نهایی Bt در محیط و عوامل تاثیرگذار روی پایداری آن. 48

3-1-11- اثرات غیر هدف Bt 53

3-2- Bacillus sphaericus. 54

3-2-1- B. sphaericus و شناسایی توکسین.. 54

3-2-2- اثرهای B. sphaericus روی موجودات غیر هدف.. 55

3-2-3- استفاده B. sphaericus و بقای آن. 56

3-3- Paenibacillus (=Bacillus) popilliae. 56

3-3-1- تولید تجاری.. 57

3-3-3- اثرات غیر هدف P. popilliae. 58

فصل 4: خانواده Entrobacteriaceae. 59

4-1- معرفی خانواده Entrobacteriaceae. 59

4-2- Photorhabdus و Xenorhabdus. 59

4-2-1- زیست‏شناسی باکتری‏های  Xenorhabdus و Photorhabdus  (چرخه‏ی زندگی-تکثیر غیرجنسی در حشرات و زندگی مخفی در نماتدهای همزیست) 66

4-2-2- شدت بیماری‏زایی باکتری‏ها و نقش نماتدها 67

4-2-3- اختصاصی بودن ارتباط همزیستی بین نماتد و باکتری.. 68

4-2-4- نقش موانع ضد میکروبی در حفظ رابطه همزیستی.. 69

4-2-5- متابولیت های ثانویه Photorhabdus. 69

4-2-6- متابولیت های ثانویه ی Xenorhabdus. 70

4-2-7-  نوتوبیولوژی.. 72

4-2-8- مواد مغذی داخل ویزیکول نماتد برای رشد باکتری همزیست.. 73

4-2-9- تنوع درون گونه ای.. 74

4-2-10- تکامل ماهیت بایولومینسنت بودن. 77

4-2-11- رابطه بین همزیست و تحمل دمایی.. 78

4-2-12- مکانیسم های تکامل مشترک.. 78

4-2-13- ژن های Photorhabdus که زمان ورود به هموسل میزبان و در جهت ایجاد بیماری زایی القا و بیان می شوند  82

4-2-14- ژنهای باکتریایی ضروری برای آغاز کلونیزه کردن. 83

4-2-15- انتقال همزیست.. 84

4-2- Serratia entomophila. 85

فصل 5: سایر خانواده های بیمارگر حشرات با میزان اهمیت کمتر  (Pseudomonadaceae،Vibrionaceae، Stereptocaccaceae ) 87

5-1-  Pseudomonadaceae. 87

5-2- Vibrionaceae. 88

5-3- Stereptococcaceae. 88

5-4-Corynebacteriaceae. 90

فصل 6: Rickettsia، Mollicutes، Mycoplasma و Spiroplasma. 91

6-1- Rickettsia. 91

6-1-1-Rickettsiella. 91

6-1-2- Wolbachia. 94

6-2- رده Mollicutes. 95

6-3- Spiroplasma. 97

فصل 7: کاربرد باکتری ها در کنترل آفات.. 99

7-1- کشت محصولات مهندسی ژنتیکی شده بیان کننده ژن های Bt 99

7-2- استفاده از فرمولاسیون های Bt در کنترل آفات.. 101

7-2-1- استفاده از Bt در کنترل سوسک کلرادوی سیب زمینی.. 101

7 – 2 – 2 - استفاده از Bt در کنترل مجموعه آفات ذرت.. 102

7-2-3- استفاده از Bt در کنترل مجموعه آفات سویا 103

7-2-4- استفاده از Bt در کنترل مجموعه آفات کلم ها 104

7-2-5- استفاده از Bt در کنترل مجموعه آفات برنج. 105

منابع.. 109