Beauveriabassiana in Metarhizium anisopliae sta dve najpomembnejši in najpogosteje uporabljeni entomopatogeni glivi (EPF) za zatiranje škodljivcev. Nedavne študije so pokazale, da lahko po umetni inokulaciji spodbujata tudi rast rastlin. Za natančnejšo oceno kolonizacije in učinkov spodbujanja rastiBeauveria bassianain Metarhizium anisopliae na kmetijskih pridelkih. V tej študiji so bile sadike koruze tretirane s 13 sevi Beauveria bassiana oziroma 73 sevi Metarhizium anisopliae kot rizosfernimi glivami v hidroponskem sistemu. Parametri rasti rastlin, vključno z višino rastline, dolžino korenin in svežo težo, so bili spremljani in beleženi 35 zaporednih dni, da bi potrdili učinek entomopatogene glivične inokulacije na spodbujanje rasti. Rezultati ocene stopnje okrevanja gliv (FRR) so pokazali, da sta tako Beauveria bassiana kot Metarhizium anisopliae sposobna endofitske kolonizacije tkiv koruze. 7. dan je bila stopnja zaznavanja Beauveria bassiana 100 % tako v steblih kot v listih, do 28. dne pa se je stopnja zaznavanja v steblih zmanjšala na 11,1 % in v listih na 22,2 %. Vendar pa *Beauveria bassiana* v koreninah ni bila zaznana do 28. dne, s stopnjo zaznavanja 33,3 %. V celotnem obdobju opazovanja so bili sevi *Metarhizium anisopliae* izolirani iz korenin, stebel in listov rastline z visoko stopnjo detekcije. PCR amplifikacija glivično specifičnih DNK pasov je dodatno potrdila sistematično kolonizacijo *Beauveria bassiana* in *Metarhizium anisopliae* v različnih tkivih; ta metoda je pokazala večjo občutljivost detekcije in 100 % pozitivno reakcijo. V primerjavi z začetnimi vrednostmi v hidroponski raztopini se je do 21. dne gostota gliv zmanjšala na manj kot 1 %. Tako sta dva izbrana seva entomopatogenih gliv uspešno vzpostavila endofitsko kolonizacijo, ne pa kolonizacijo, rizosfere koruze in znatno spodbudila njeno rast v hidroponskem sistemu. Entomopatogene glive imajo ogromen potencial za uporabo v ekološkem kmetijstvu, vključno kot biopesticidi in biognojila.
Entomopatogene glive (EPF) so dokazale svoj pomen kot biološka sredstva za zatiranje različnih škodljivcev zaradi širokega nabora gostiteljev, enostavne proizvodnje, stabilnosti in visoke patogenosti.1, 2, 3Na Kitajskem se *Beauveria bassiana* in *Metarhizium anisopliae* komercialno uporabljata za trajnostno zatiranje večjih škodljivcev koruze (kot sta koruzni vešč in bombažni hrošč), da bi se izognili prekomerni uporabi kemičnih pesticidov.4Pri zatiranju škodljivcev z glivami je trikotni odnos med rastlinami, škodljivci in glivami veliko bolj zapleten kot odnos med škodljivci in glivičnimi patogeni.
Številne rastline živijo v simbiozi z endofitskimi glivami5, ki naseljujejo rastlinska tkiva, ne da bi jim povzročili znatno škodo6Endofitske glive so organizmi, ki nastanejo po vzpostavitvi mutualističnega simbiotskega odnosa z gostiteljem.7Neposredno ali posredno lahko spodbujajo rast rastlin in izboljšajo njihovo prilagodljivost neugodnim razmeram, vključno z biotskimi in abiotskimi stresi.8, 9, 10Endofitske glive imajo pomembne filogenetske značilnosti in značilnosti življenjskega sloga, kot so kolonizacija, razpršitev, specifičnost gostiteljske rastline in kolonizacija različnih rastlinskih tkiv.11Uporaba endofitskih gliv kot endofitskih organizmov je pritegnila široko raziskovalno pozornost in pokazala številne edinstvene prednosti pred tradicionalnimi endofitskimi organizmi.
Beauveria bassiana in Metarhizium anisopliae lahko okužita različne rastline, vključno z, vendar ne omejeno na, pšenico, sojo, riž, stročnice, čebulo, paradižnik, palme, grozdje, krompir in bombaž.12Lokalna ali sistemska okužba se pojavlja predvsem v koreninah, steblih, listih in notranjih tkivih rastlin.11Umetna okužba z obdelavo semen, foliarno uporabo in namakanjem tal lahko spodbudi rast rastlin z endofitsko okužbo z glivami.13, 14, 15, 16Tretiranje semen poljščin z vrstama Beauveria bassiana in Metarhizium anisopliae je uspešno povzročilo endofitsko okužbo v rastlinskih tkivih in spodbudilo rast rastlin s povečanjem višine stebla, dolžine korenin, sveže teže korenin in sveže teže stebla.17, 18, 19Inokulacija tal inlistniŠkropljenje z vrsto Beauveria bassiana je tudi najpogosteje uporabljena metoda nanašanja, ki lahko znatno spodbudi rast sadik koruze.20
Cilj te študije je bil oceniti učinke spodbujanja rasti in kolonizacije sadik koruze z vrstama Beauveria bassiana in Metarhizium anisopliae ter njun vpliv na rast rastlin v hidroponskih sistemih.
V 35-dnevnem poskusu je tretiranje z glivami Beauveria bassiana in Metarhizium anisopliae znatno spodbudilo rast koruze. Kot je prikazano na sliki 1, je bil stimulativni učinek gliv na različne organe koruze odvisen od njihove stopnje rasti.
Rast koruznih sadik pod različnimi načini obdelave skozi čas. Od leve proti desni različno obarvane črte predstavljajo koruzne sadike v kontrolni skupini, skupini, tretirani z Beauveria bassiana, in skupini, tretirani z Metarhizium anisopliae.
Kolonizacijo tkiv koruze z *Beauveria bassiana* in *Metarhizium anisopliae* smo nadalje raziskali z uporabo PCR amplifikacije. Tabela 5 kaže, da je *Beauveria bassiana* kolonizirala 100 % vseh organskih tkiv koruze na vsaki točki vzorčenja (7–35 dni). Podobni rezultati so bili opaženi za *Metarhizium anisopliae* v listnih tkivih, vendar kolonizacija s to glivo ni vedno ostala 100 % v steblih in listih koruze.
Metode inokulacije so ključne za vzorce kolonizacije gliv.28Parsa in drugi.29Ugotovili so, da lahko *Beauveria bassiana* endofitsko kolonizira rastline, če jih poškropimo ali zalijemo, medtem ko je kolonizacija korenin mogoča le z zalivanjem. Pri sirku sta Tefera in Vidal poročala, da je inokulacija listov povečala stopnjo kolonizacije *Beauveria bassiana* v steblu, medtem ko je inokulacija semen povečala stopnjo kolonizacije tako korenin kot stebel. V tej študiji smo korenine inokulirali z dvema glivama tako, da smo konidijsko suspenzijo dodali neposredno v hidroponski sistem. Ta metoda lahko izboljša učinkovitost razpršitve gliv, saj lahko tekoča voda olajša premikanje glivičnih konidij do korenin koruze. Poleg metod inokulacije lahko na uspešno kolonizacijo različnih rastlinskih tkiv z glivami vplivajo tudi drugi dejavniki, kot so mikroorganizmi v tleh, temperatura, relativna vlažnost, hranilni medij, starost in vrsta rastline, gostota inokulacije in vrste gliv.28
Poleg tega PCR amplifikacija glivično specifičnih DNA pasov predstavlja novo in občutljivo metodo za odkrivanje glivičnih endofitov. Na primer, po gojenju rastlinskih tkiv na selektivnih glivnih gojiščih je bilo za *Beauveria bassiana* odkrito majhno število prostih detektorskih receptorjev (FRR), vendar je PCR analiza pokazala 100-odstotno detekcijo. Nizka gostota populacije endofitskih gliv v rastlinskih tkivih ali biotska inhibicija rastlinskih tkiv je lahko vzrok za neuspešno rast gliv na selektivnih gojiščih. PCR amplifikacijo je mogoče zanesljivo uporabiti za preučevanje endofitskih gliv.
Prejšnje študije so pokazale, da lahko nekateri endofitski insekticidni patogeni delujejo kot biološka gnojila s spodbujanjem rasti rastlin. Jaber et al. [16]poročali, da so imela pšenična semena, inokulirana z Beauveria bassiana 14 dni, večjo višino stebla, dolžino korenin, težo svežih korenin in težo stebla kot neinokulirane rastline. Russo et al.[30]poročali so, da je foliarno škropljenje koruze z Beauveria bassiana povečalo višino rastlin, število listov in število vozlišč v prvem storžu.
V naši študiji sta dve izbrani entomopatogeni glivi, Beauveria bassiana in Metarhizium anisopliae, prav tako pomembno spodbudili rast koruze v hidroponskem sistemu gojenja rastlin in vzpostavili sistematično kolonizacijo različnih tkiv koruznih sadik, kar naj bi dolgoročno spodbujalo rast.
V nasprotju s tem so Moloignane in sodelavci ugotovili, da niti 4 tedne po namakanju tal ni bilo pomembnih razlik v višini rastlin, številu korenin, številu listov, sveži teži in suhi teži med trtami, tretiranimi in netretiranimi z *Beauveria bassiana*. To ni presenetljivo, saj je endofitska sposobnost določenih glivičnih sevov lahko tesno povezana z vrsto gostiteljske rastline, sorto rastline, prehranskimi pogoji in vplivi okolja. Tull in Meying sta raziskovala učinek tretiranja semen z *Beauveria bassiana* (GHA) na rast koruze. Ugotovila sta, da *Beauveria bassiana* deluje kot spodbujevalec rasti pri koruzi le v pogojih zadostne količine hranil, v pogojih pomanjkanja hranil pa ni bilo opaziti nobenega stimulativnega učinka. Tako mehanizem odziva rastlin na endofitske učinke gliv še zdaleč ni jasen in zahteva nadaljnje raziskave.
Raziskali smo učinke entomopatogenih gliv *Beauveria bassiana* in *Metarhizium anisopliae* kot promotorjev rasti pri koruzi. Vendar pa ostaja nejasno, ali je primarni mehanizem rizosferski ali endofitski. Spremljali smo populacijsko dinamiko *Beauveria bassiana* in *Metarhizium anisopliae* v hidroponskih raztopinah in rastlinskih tkivih, da bi razjasnili njune mehanizme delovanja. Z uporabo kolonijskih enot (CFU) kot indikatorja smo ugotovili, da se je številčnost *Beauveria bassiana* in *Metarhizium anisopliae* v hidroponski raztopini hitro zmanjšala. Po enem tednu je bila preostala koncentracija *Metarhizium anisopliae* manjša od 10 %, *Beauveria bassiana* pa manjša od 1 %. V hidroponski raztopini koruze sta obe glivici praktično izginili do 28. dne. Kontrolni poskusi so pokazali, da so konidije obeh gliv po enem tednu ohranile visoko sposobnost preživetja v hidroponskem sistemu. Tako so endofitske glive, na katere vplivajo konidialna adhezija, prepoznavanje gostitelja in endogene poti, glavni vzrok za strm upad številčnosti gliv v hidroponskem sistemu. Poleg tega je rastno spodbujajoča funkcija gliv predvsem posledica njihove endofitske funkcije, ne pa funkcije rizosfere.
Biološke funkcije so običajno povezane z gostoto populacije. Le s kvantifikacijo števila endofitskih gliv v rastlinskih tkivih lahko ugotovimo povezavo med spodbujanjem rasti rastlin in gostoto populacije endofitskih gliv. Mehanizmi, s katerimi se spodbuja rast rastlin pri entomopatogenih interakcijah med glivami in rastlinami, zahtevajo nadaljnje raziskave. Entomopatogene glive nimajo le pomembnega potenciala za biološko zatiranje škodljivcev, temveč igrajo tudi pomembno vlogo pri spodbujanju rasti rastlin, kar odpira nove perspektive o ekoloških interakcijah med rastlinami, škodljivci in entomopatogenimi glivami.
Iz vsake poskusne skupine je bilo naključno izbranih devetdeset enakomerno rastočih in zdravih sadik koruze. Rastni substrat okoli korenin vsake sadike je bil skrbno spran z destilirano vodo, da se prepreči poškodba koreninskega sistema. Obdelane sadike koruze, ki so imele enakomerno rast tako v nadzemnem kot podzemnem delu, so bile nato presajene v hidroponični sistem gojenja koruze.
Vsi eksperimentalni podatki so bili analizirani z enosmerno analizo variance (ANOVA) v programu IBM SPSS Statistics (različica 20.0), značilnost razlik med obravnavanji pa je bila določena s Tukeyjevim HSD testom (P ≤ 0,05).
Ker je bil rastlinski material kupljen od lokalnega certificiranega distributerja, ni bilo potrebno dovoljenje. Uporaba rastlin ali rastlinskega materiala v tej študiji je v skladu z ustreznimi mednarodnimi, nacionalnimi in/ali institucionalnimi smernicami.
Skratka, dve entomopatogeni glivi, *Beauveria bassiana* in *Metarhizium anisopliae*, sta imeli pozitivno vlogo pri spodbujanju rasti sadik koruze po inokulaciji rizosfere s hidroponskim sistemom. Ti dve glivi sta v enem tednu uspeli vzpostaviti sistematično kolonizacijo vseh organov in tkiv koruze prek koreninskega sistema. Dinamika populacije gliv v hidroponski raztopini in kolonizacija tkiv koruze z glivicami sta pokazali, da je poleg funkcije rizosfere endofitska funkcija gliv pomembneje prispevala k opaženi pospešitvi rasti rastlin. Endofitsko vedenje gliv je pokazalo nekatere vrstno specifične značilnosti. Amplifikacija glivno specifičnih DNK pasov z uporabo PCR se je izkazala za občutljivejšo kot metode zaznavanja kolonij z uporabo gojišča, selektivnega za glive. To metodo je mogoče uporabiti za natančnejše sledenje kolonizaciji gliv in njihovi prostorski porazdelitvi v rastlinskih tkivih. Potrebne so nadaljnje raziskave za pojasnitev mehanizmov, s katerimi se rastline in rastlinski škodljivci odzivajo na endofitske učinke gliv (dodatne informacije).
Nabori podatkov, pridobljeni med to študijo, so na voljo pri ustreznem avtorju na razumno zahtevo.
Čas objave: 20. januar 2026