BeauveriaA bassiana és a Metarhizium anisopliae a két legfontosabb és legszélesebb körben használt entomopatogén gomba (EPF) a kártevők elleni védekezésben. A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy mesterséges beoltás után is elősegíthetik a növények növekedését. A kolonizációs és növekedésserkentő hatások pontosabb értékeléséhezBeauveria bassianaés a Metarhizium anisopliae mezőgazdasági növényeken történő kimutatása érdekében ebben a vizsgálatban a kukorica palántákat 13 Beauveria bassiana, illetve 73 Metarhizium anisopliae törzzsel kezelték rizoszféra gombaként hidroponikus rendszerben. A növénynövekedési paramétereket, beleértve a növénymagasságot, a gyökérhosszt és a friss tömeget, 35 egymást követő napon keresztül monitorozták és rögzítették, hogy megerősítsék az entomopatogén gombafertőzés növekedésserkentő hatását. A gombafelépülési arány (FRR) értékelésének eredményei azt mutatták, hogy mind a Beauveria bassiana, mind a Metarhizium anisopliae képes endofita kolonizációra a kukorica szöveteiben. A 7. napon a Beauveria bassiana kimutatási aránya mind a szárakban, mind a levelekben 100% volt, de a 28. napra a szárakban 11,1%-ra, a levelekben pedig 22,2%-ra csökkent. A *Beauveria bassiana* azonban a gyökerekben csak a 28. napon volt kimutatható, 33,3%-os kimutatási aránnyal. A megfigyelési időszak alatt a *Metarhizium anisopliae* törzseket magas kimutatási arány mellett izolálták a növény gyökereiből, szárából és leveleiből. A gombaspecifikus DNS-sávok PCR-amplifikációja tovább megerősítette a *Beauveria bassiana* és a *Metarhizium anisopliae* szisztematikus kolonizációját különböző szövetekben; ez a módszer magasabb kimutatási érzékenységet és 100%-os pozitív reakciót mutatott. A hidroponikus oldatban mért kezdeti értékekhez képest a 21. napra a gombasűrűség 1% alá csökkent. Így a két kiválasztott entomopatogén gombatörzs sikeresen endofita kolonizációt, és nem kolonizációt alakított ki a kukorica rizoszférájában, és jelentősen elősegítette annak növekedését hidroponikus rendszerben. Az entomopatogén gombák hatalmas potenciállal rendelkeznek az ökológiai gazdálkodásban, többek között biopeszticidként és biotrágyaként.
Az entomopatogén gombák (EPF-ek) széles gazdanövény-körük, könnyű termeszthetőségük, stabilitásuk és magas patogenitásuk miatt bizonyították fontosságukat biológiai védekezőszerként (BCA-ként) a különféle kártevők elleni védekezésben.1,2,3Kínában a *Beauveria bassiana* és a *Metarhizium anisopliae* fajokat kereskedelmi forgalomban használják a főbb kukoricakártevők (például a kukoricafúró és a gyapottok-bagolylepke) fenntartható irtására, hogy elkerüljék a kémiai növényvédő szerek túlzott használatát.4A gombás kártevőirtásban a növények, kártevők és gombák közötti háromszög alakú kapcsolat sokkal összetettebb, mint a kártevők és a gombás kórokozók közötti kapcsolat.
Sok növény él szimbiózisban endofita gombákkal5amelyek a növényi szövetekben élnek anélkül, hogy jelentős kárt okoznának nekik6Az endofita gombák olyan élőlények, amelyek a gazdaszervezetükkel való mutualista szimbiotikus kapcsolat kialakítása után alakulnak ki.7Közvetlenül vagy közvetve elősegíthetik a növények növekedését, és fokozhatják alkalmazkodóképességüket a kedvezőtlen körülményekhez, beleértve a biotikus és abiotikus stresszeket is.8, 9, 10Az endofita gombák fontos filogenetikai és életmódbeli jellemzőkkel rendelkeznek, mint például a kolonizáció, a szétszóródás, a gazdanövény-specificitás és a különféle növényi szövetek kolonizációja.11Az endofita gombák endofita organizmusként való alkalmazása széles körű kutatási figyelmet keltett, és számos egyedi előnyt mutatott a hagyományos endofita organizmusokkal szemben.
A Beauveria bassiana és a Metarhizium anisopliae számos növényt megfertőzhet, beleértve többek között a búzát, a szójababot, a rizst, a hüvelyeseket, a hagymát, a paradicsomot, a pálmát, a szőlőt, a burgonyát és a gyapotot.12A helyi vagy szisztémás fertőzés főként a növények gyökereiben, szárakban, leveleiben és belső szöveteiben fordul elő.11A mesterséges fertőzés magcselezéssel, lombtrágyázással és talajöntözéssel elősegítheti a növények növekedését a gombák endofita fertőzésén keresztül.13, 14, 15, 16A növények Beauveria bassiana és Metarhizium anisopliae fajokkal történő vetőmagkezelése sikeresen endofita fertőzést váltott ki a növényi szövetekben, és elősegítette a növény növekedését a szármagasság, a gyökérhossz, a gyökér friss tömege és a szár friss tömegének növelésével.17, 18, 19Talajbeoltás éslombozatA Beauveria bassiana permetezése szintén a leggyakrabban használt kijuttatási módszerek, amelyek jelentősen elősegíthetik a kukorica palánták növekedését.20
A tanulmány célja a Beauveria bassiana és a Metarhizium anisopliae kukorica palánták növekedésserkentő hatásának és kolonizációs jellemzőinek, valamint ezeknek a növények növekedésére gyakorolt hatásának értékelése hidroponikus rendszerekben.
Egy 35 napos kísérletben a Beauveria bassiana és a Metarhizium anisopliae gombákkal végzett kezelés jelentősen elősegítette a kukorica növekedését. Amint az 1. ábrán látható, a gombák stimuláló hatása a kukorica különböző szerveire azok növekedési szakaszától függött.
Kukoricapalánták növekedése különböző kezelések alatt az idő múlásával. Balról jobbra a különböző színű vonalak a kontrollcsoport, a Beauveria bassiana-val kezelt csoport és a Metarhizium anisopliae-val kezelt csoport kukoricapalántáit jelölik.
A kukorica szöveteinek *Beauveria bassiana* és *Metarhizium anisopliae* általi kolonizációját PCR amplifikációval tovább vizsgálták. Az 5. táblázat azt mutatja, hogy a *Beauveria bassiana* minden mintavételi ponton (7–35 nap) a kukorica összes szervszövetének 100%-át kolonizálta. Hasonló eredményeket figyeltek meg a *Metarhizium anisopliae* esetében a levélszövetekben, de a gomba kolonizációja nem mindig maradt 100%-os a kukorica szárában és leveleiben.
Az oltási módszerek kulcsfontosságúak a gombák kolonizációs mintázatai szempontjából.28Parsa és mtsai.29megállapította, hogy a *Beauveria bassiana* endofitikusan képes kolonizálni a növényeket permetezés vagy öntözés hatására, míg a gyökérkolonizáció csak öntözéssel lehetséges. Cirok esetében Tefera és Vidal arról számoltak be, hogy a levélbeoltás növelte a *Beauveria bassiana* kolonizációjának sebességét a szárban, míg a magbeoltás mind a gyökerekben, mind a szárakban növelte a kolonizáció sebességét. Ebben a tanulmányban két gombával oltottuk be a gyökereket úgy, hogy konídium-szuszpenziót adtunk közvetlenül a hidroponikus rendszerhez. Ez a módszer javíthatja a gombák szétszóródásának hatékonyságát, mivel a folyó víz elősegítheti a gombakonídiumok jutását a kukorica gyökereihez. Az oltási módszereken kívül más tényezők, mint például a talaj mikroorganizmusai, a hőmérséklet, a relatív páratartalom, a táptalaj, a növény kora és faja, az oltási sűrűség és a gombafajok is befolyásolhatják a különböző növényi szövetek sikeres kolonizációját a gombák által.28
Továbbá a gombaspecifikus DNS-sávok PCR-amplifikációja egy új és érzékeny módszert jelent a gomba endofiták kimutatására. Például a növényi szövetek szelektív gombatáptalajon történő tenyésztése után alacsony számú szabad detektorreceptort (FRR) detektáltak a *Beauveria bassiana* esetében, de a PCR-analízis 100%-os kimutatást eredményezett. Az endofita gombák alacsony populációsűrűsége a növényi szövetekben vagy a növényi szövetek biotikus gátlása okozhatja a sikertelen gombanövekedést szelektív táptalajon. A PCR-amplifikáció megbízhatóan alkalmazható az endofita gombák vizsgálatában.
Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy egyes endofita rovarkórokozók biotrágyaként működhetnek a növények növekedésének elősegítésével. Jaber és munkatársai [16]arról számoltak be, hogy a 14 napig Beauveria bassiana gombával beoltott búzamagok nagyobb szármagassággal, gyökérhosszal, friss gyökértömeggel és szártömeggel rendelkeztek, mint a be nem oltott növények. Russo és munkatársai.[30]arról számolt be, hogy a kukorica Beauveria bassiana növényrel történő lombtrágyázása növelte a növény magasságát, a levelek számát és az első csőcsomók számát.
Tanulmányunkban két kiválasztott entomopatogén gomba, a Beauveria bassiana és a Metarhizium anisopliae szintén jelentősen elősegítette a kukorica növekedését egy hidroponikus növénytermesztési rendszerben, és létrehozta a kukorica palánták különböző szöveteinek szisztematikus kolonizációját, ami várhatóan hosszú távon elősegíti a növekedést.
Ezzel szemben Moloignane és munkatársai azt találták, hogy még a talajöntözés után 4 héttel sem volt szignifikáns különbség a növények magasságában, gyökérszámában, levélszámában, friss tömegében és száraz tömegében a *Beauveria bassiana*-val kezelt és kezeletlen szőlőtőkék között. Ez nem meglepő, mivel az egyes gombatörzsek endofita kapacitása szorosan összefügghet a gazdanövényfajjal, a növényfajtával, a tápanyag-körülményekkel és a környezeti hatásokkal. Tull és Meying vizsgálták a *Beauveria bassiana* vetőmagkezelés (GHA) hatását a kukorica növekedésére. Megállapították, hogy a *Beauveria bassiana* csak tápanyagban gazdag körülmények között működött növekedésserkentőként a kukoricában, tápanyaghiányos körülmények között nem figyeltek meg stimuláló hatást. Így a növények gombák endofita hatásaira adott válaszának mechanizmusa korántsem egyértelmű, és további vizsgálatokat igényel.
Megvizsgáltuk a *Beauveria bassiana* és a *Metarhizium anisopliae* entomopatogén gombák kukorica növekedésserkentőként való hatását. Az azonban továbbra sem tisztázott, hogy az elsődleges mechanizmus a rizoszféra vagy az endofita. Megfigyeltük a *Beauveria bassiana* és a *Metarhizium anisopliae* populációdinamikáját hidroponikus oldatokban és növényi szövetekben, hogy megvilágítsuk hatásmechanizmusukat. A telepképző egységek (CFU) indikátoraként történő felhasználásával azt tapasztaltuk, hogy a *Beauveria bassiana* és a *Metarhizium anisopliae* mennyisége a hidroponikus oldatban gyorsan csökkent. Egy hét elteltével a *Metarhizium anisopliae* reziduális koncentrációja kevesebb mint 10%, a *Beauveria bassiana* pedig kevesebb mint 1% volt. A hidroponikus kukoricaoldatban mindkét gomba gyakorlatilag eltűnt a 28. napra. A kontrollkísérletek azt mutatták, hogy mindkét gomba konídiumai egy hét elteltével is magas életképességet tartottak fenn a hidroponikus rendszerben. Így az endofita gombák, melyeket a konídiumadhézió, a gazdaszervezet felismerése és az endogén útvonalak befolyásolnak, a hidroponikus rendszerben a gombák számának hirtelen csökkenésének elsődleges okai. Továbbá a gombák növekedésserkentő funkciója elsősorban az endofita funkciójuknak, nem pedig a rizoszféra funkciójuknak köszönhető.
A biológiai funkciók általában összefüggésben állnak a populációsűrűséggel. Csak a növényi szövetekben élő endofita gombák számának számszerűsítésével állapíthatunk meg összefüggést a növényi növekedés stimulálása és az endofita gombák populációsűrűsége között. A növényi növekedés stimulálásának mechanizmusai az entomopatogén gomba-növény kölcsönhatásokban további vizsgálatokat igényelnek. Az entomopatogén gombák nemcsak jelentős potenciállal rendelkeznek a biológiai kártevőirtásban, hanem fontos szerepet játszanak a növények növekedésének serkentésében is, új perspektívákat nyitva a növények, kártevők és entomopatogén gombák közötti ökológiai kölcsönhatásokra.
Minden kísérleti csoportból kilencven egyenletesen növekvő és egészséges kukoricapalántát véletlenszerűen választottak ki. Az egyes palánták gyökerei körüli termesztőközeget gondosan desztillált vízzel öblítették, hogy elkerüljék a gyökérzet károsodását. A kezelt kukoricapalántákat, amelyek mind a föld feletti, mind a föld alatti részeken egyenletes növekedést mutattak, ezután hidroponikus kukoricatermesztő rendszerbe ültették át.
Minden kísérleti adatot egyutas varianciaanalízissel (ANOVA) elemeztünk az IBM SPSS Statistics (20.0 verzió) szoftverben, és a kezelések közötti különbségek szignifikanciáját Tukey HSD teszttel határoztuk meg (P ≤ 0,05).
Mivel a növényi anyagot egy helyi, tanúsított forgalmazótól vásároltuk, nem volt szükség engedélyre. A növények vagy növényi anyagok felhasználása ebben a vizsgálatban megfelel a vonatkozó nemzetközi, nemzeti és/vagy intézményi irányelveknek.
Összefoglalva, két entomopatogén gomba, a *Beauveria bassiana* és a *Metarhizium anisopliae*, pozitív szerepet játszott a kukorica palánta növekedésének elősegítésében a rizoszféra hidroponikus rendszerrel történő beoltása után. Ez a két gomba egy héten belül képes volt a kukorica összes szervének és szövetének szisztematikus kolonizációját létrehozni a gyökérzeten keresztül. A hidroponikus oldatban lévő gombapopuláció-dinamika és a kukorica szöveteinek gombás kolonizációja azt mutatta, hogy a rizoszféra funkciója mellett a gombák endofita funkciója is jelentősebben járult hozzá a megfigyelt növénynövekedés-elősegítéshez. A gombák endofita viselkedése néhány fajspecifikus jellemzőt mutatott. A gombaspecifikus DNS-sávok PCR-rel történő amplifikációja érzékenyebbnek bizonyult, mint a gombaszelektív táptalajon végzett telepkimutatási módszerek. Ez a módszer a gombák kolonizációjának és térbeli eloszlásának pontosabb nyomon követésére használható a növényi szövetekben. További kutatásokra van szükség annak tisztázására, hogy a növények és növényi kártevők hogyan reagálnak a gombák endofita hatásaira (további információk).
A tanulmány során keletkezett adatkészletek ésszerű kérésre a levelező szerzőtől elérhetők.
Közzététel ideje: 2026. január 20.