Immune system challenge in a host-parasitoid-pathogen system: interaction between Cotesia plutellae (Hym.: Braconidae) and Bacillus thuringiensis influences parasitism and phenoloxidase cascade of Plu

در اين پژوهش، اثرات برهم‌كنش بين زنبور پارازيتوييد Cotesia plutellae (Kurdjumov) و باكتري Bacillus thuringiensis Berliner بر روي پارازيتيسم و يك مجري سيستم ايمني (فعاليت آنزيم فنول اكسيداز) جمعيت‌هاي بيد كلم، Plutella xylostella (Linnaeus)، حساس و مقاوم به Btدر آزمايشگاه بررسي گرديد. موفقيت پارازيتيسم، بسته به كاربرد Bt يا توكسين آن (Cry1Ac) و همچنين زمان كاربرد آن‌ها، متغير بود. در جمعيت حساس، درصد پارازيتيسم ميزبان‌هاي تيمار شده با Cry1Ac بيشتر از ميزبان‌هاي تيمار شده با Bt var. kurstaki (Btk) بود. در جمعيت مقاوم، درصد پارازيتيسم ميزبان‌هاي تيمار شده با Btk قبل از پارازيتيسم بيشتر از ميزبان‌هاي تيمار شده با Btk بعد از پارازيتيسم بود. فعاليت اختصاصي فنول‌اكسيداز در ميزبان‌هاي تيمار شده با Cry1Ac يا پارازيته‌شده به طور معني‌داري كاهش يافت ولي اثر تلفيقي توكسين و پارازيتوييد كاهش بيشتري در فعاليت فنول‌اكسيداز را سبب شد. فعاليت پايين فنول‌اكسيداز در جمعيت مقاوم نسبت به جمعيت حساس مي‌تواند به علت هزينه‌هاي سازگاري (fitness costs) باشد. هرچند، C. plutellae فعاليت فنول‌اكسيداز را در هر دو جمعيت حساس و مقاوم بيد كلم به‌شدت كاهش داد. در اين بررسي مشخص گرديد كه برهم‌كنش بين Bt و C. plutellae حالت سينرژيستي دارد كه نشان‌دهنده‌ي چشم‌اندازي نويد‌بخش براي تلفيق اين دو عامل كنترل بيولوژيك در مديريت پايدار بيد كلم است. يافته‌هاي مربوط به واكنش ايمني بديع هستند و مي‌توانند در مطالعات مزرعه‌اي با هدف مديريت مطلوب‌تر جمعيت‌هاي بيد كلم تاثيرگذار باشند. به‌علاوه، به علت هزينه‌هاي سازگاري ناشي از مقاومت، محتمل است كه جمعيت‌هاي بيد كلم مقاوم به Bt حساسيت بيشتري در مقابل حمله‌ي پارازيتوييدها از خود نشان دهند. يك جانشيني (trade-off) احتمالي بين مقاومت به عامل بيماري‌زا و مقاومت به پارازيتوييد پيامد بسيار جالبي از چنين هزينه‌هاي سازگاري خواهد بود.

We investigated the effects of interaction between Cotesia plutellae (Kurdjumov) and Bacillus thuringiensis Berliner on parasitism and an immune effector (phenoloxidase activity) of a Bt-susceptible and a Bt-resistant population of Plutella xylostella (Linnaeus) in laboratory. Parasitism success of C. plutellae varied depending on the use of B. thuringiensis or its toxin, and the timing of application. Percentage parasitism was significantly greater on Cry1Ac-treated hosts than B. thuringiensis var. kurstaki-treated hosts (the susceptible population), and greater when hosts were treated with B. thuringiensis var. kurstaki before parasitism compared to that after parasitism (the resistant population). Specific phenoloxidase activity was significantly reduced in Cry1Ac-treated or parasitized hosts, but combined effect of the toxin and the parasitoid caused a greater reduction in phenoloxidase activity. The lower phenoloxidase activity in unparasitized resistant population of P. xylostella compared with the susceptible one is likely to be due to fitness costs, manifesting a possible trade-off between pathogen resistance and parasitoid resistance. However, C. plutellae overwhelmingly suppressed phenoloxidase activity of both the susceptible and resistant populations of P. xylostella. We found that the interaction between B. thuringiensis and C. plutellae was synergistic, which is promising for integration of the pathogen and the parasitoid in management of P. xylostella populations.