BeauveriaBassiana a Metarhizium anisopliae sú dve z najdôležitejších a najpoužívanejších entomopatagénnych húb (EPF) na ochranu proti škodcom. Nedávne štúdie ukázali, že môžu tiež podporovať rast rastlín po umelom naočkovaní. Aby sme presnejšie vyhodnotili kolonizáciu a rast podporujúce účinky...Beauveria bassianaa Metarhizium anisopliae na poľnohospodárskych plodinách. V tejto štúdii boli sadenice kukurice ošetrené 13 kmeňmi Beauveria bassiana a 73 kmeňmi Metarhizium anisopliae ako hubami z rizosféry v hydroponickom systéme. Parametre rastu rastlín, vrátane výšky rastlín, dĺžky koreňov a čerstvej hmotnosti, boli monitorované a zaznamenávané počas 35 po sebe nasledujúcich dní, aby sa potvrdil rastový účinok entomopatogénnej hubovej inokulácie. Výsledky hodnotenia miery zotavenia húb (FRR) ukázali, že Beauveria bassiana aj Metarhizium anisopliae sú schopné endofytickej kolonizácie tkanív kukurice. Na 7. deň bola miera detekcie Beauveria bassiana 100 % v stonkách aj listoch, ale do 28. dňa sa miera detekcie v stonkách znížila na 11,1 % a v listoch na 22,2 %. Avšak *Beauveria bassiana* nebola v koreňoch detegovaná až do 28. dňa s mierou detekcie 33,3 %. Počas celého pozorovacieho obdobia boli kmene *Metarhizium anisopliae* izolované z koreňov, stoniek a listov rastliny s vysokou mierou detekcie. PCR amplifikácia DNA pásov špecifických pre huby ďalej potvrdila systematickú kolonizáciu *Beauveria bassiana* a *Metarhizium anisopliae* v rôznych tkanivách; táto metóda preukázala vyššiu citlivosť detekcie a 100 % pozitívnu reakciu. V porovnaní s počiatočnými hodnotami v hydroponickom roztoku sa do 21. dňa hustota húb znížila na menej ako 1 %. Dva vybrané kmene entomoptatogénnych húb teda úspešne nadviazali endofytickú kolonizáciu, a nie kolonizáciu, rizosféry kukurice a významne podporili jej rast v hydroponickom systéme. Entomoptatogénne huby majú obrovský potenciál pre využitie v ekologickom poľnohospodárstve, a to aj ako biopesticídy a biohnojivá.
Entomopatogénne huby (EPF) preukázali svoj význam ako biologické kontrolné činidlá (BCA) na ochranu pred rôznymi škodcami vďaka širokému spektru hostiteľov, ľahkej produkcii, stabilite a vysokej patogénnosti.1, 2, 3V Číne sa *Beauveria bassiana* a *Metarhizium anisopliae* komerčne používajú na udržateľnú kontrolu hlavných škodcov kukurice (ako je zavíjač kukuričný a bavlníkový háďatko), aby sa predišlo nadmernému používaniu chemických pesticídov.4V ochrane proti škodcom pomocou húb je trojuholníkový vzťah medzi rastlinami, škodcami a hubami oveľa zložitejší ako vzťah medzi škodcami a hubovými patogénmi.
Mnoho rastlín žije v symbióze s endofytickými hubami5, ktoré obývajú rastlinné tkanivá bez toho, aby im spôsobovali významné poškodenie6Endofytické huby sú organizmy, ktoré vznikajú po vytvorení mutualistického symbiotického vzťahu so svojím hostiteľom.7Môžu priamo alebo nepriamo podporovať rast rastlín a zvyšovať ich prispôsobivosť nepriaznivým podmienkam vrátane biotických a abiotických stresov.8, 9, 10Endofytické huby majú dôležité fylogenetické vlastnosti a znaky životného štýlu, ako je kolonizácia, rozptýlenie, špecifickosť hostiteľskej rastliny a kolonizácia rôznych rastlinných tkanív.11Použitie endofytických húb ako endofytických organizmov pritiahlo rozsiahlu pozornosť výskumu a preukázalo mnoho jedinečných výhod oproti tradičným endofytickým organizmom.
Beauveria bassiana a Metarhizium anisopliae môžu infikovať rôzne rastliny vrátane, ale nie výlučne, pšenice, sóje, ryže, strukovín, cibule, paradajok, paliem, hrozna, zemiakov a bavlny.12Lokálna alebo systémová infekcia sa vyskytuje hlavne v koreňoch, stonkách, listoch a vnútorných tkanivách rastlín.11Umelá infekcia ošetrením semien, listovou aplikáciou a zavlažovaním pôdy môže podporiť rast rastlín prostredníctvom endofytickej infekcie hubami.13, 14, 15, 16Ošetrenie semien plodín s Beauveria bassiana a Metarhizium anisopliae úspešne indukovalo endofytickú infekciu v rastlinných tkanivách a podporilo rast rastlín zvýšením výšky stonky, dĺžky koreňov, čerstvej hmotnosti koreňov a čerstvej hmotnosti stonky.17, 18, 19Inokulácia pôdy alistovýPostrekovanie Beauveria bassiana je tiež najčastejšie používanou aplikačnou metódou, ktorá môže výrazne podporiť rast sadeníc kukurice.20
Cieľom tejto štúdie bolo vyhodnotiť rastové stimulačné účinky a kolonizačné charakteristiky sadeníc kukurice rastlinami Beauveria bassiana a Metarhizium anisopliae a ich vplyv na rast rastlín v hydroponických systémoch.
V 35-dňovom experimente ošetrenie hubami Beauveria bassiana a Metarhizium anisopliae významne podporilo rast kukurice. Ako je znázornené na obrázku 1, stimulačný účinok húb na rôzne orgány kukurice závisel od ich rastového štádia.
Rast sadeníc kukurice pri rôznych ošetreniach v priebehu času. Zľava doprava predstavujú rôzne sfarbené čiary sadenice kukurice v kontrolnej skupine, skupine ošetrenej Beauveria bassiana a skupine ošetrenej Metarhizium anisopliae.
Kolonizácia tkanív kukurice hubami *Beauveria bassiana* a *Metarhizium anisopliae* bola ďalej skúmaná pomocou PCR amplifikácie. Tabuľka 5 ukazuje, že *Beauveria bassiana* kolonizovala 100 % všetkých orgánových tkanív kukurice v každom bode odberu vzoriek (7 – 35 dní). Podobné výsledky boli pozorované pre *Metarhizium anisopliae* v listových tkanivách, ale kolonizácia touto hubou nie vždy zostala na 100 % v stonkách a listoch kukurice.
Metódy inokulácie sú kľúčové pre vzorce kolonizácie hubami.28Parsa a kol.29zistili, že *Beauveria bassiana* môže kolonizovať rastliny endofyticky pri postreku alebo polievaní, zatiaľ čo kolonizácia koreňov je možná iba pri polievaní. V prípade ciroku Tefera a Vidal uviedli, že inokulácia listov zvýšila rýchlosť kolonizácie *Beauveria bassiana* v stonke, zatiaľ čo inokulácia semien zvýšila rýchlosť kolonizácie v koreňoch aj stonkách. V tejto štúdii sme inokulovali korene dvoma hubami pridaním suspenzie konídií priamo do hydroponického systému. Táto metóda môže zlepšiť účinnosť šírenia húb, pretože tečúca voda môže uľahčiť pohyb hubových konídií ku koreňom kukurice. Okrem metód inokulácie môžu úspešnú kolonizáciu rôznych rastlinných tkanív hubami ovplyvniť aj ďalšie faktory, ako sú pôdne mikroorganizmy, teplota, relatívna vlhkosť, živné médium, vek a druh rastliny, hustota inokulácie a druhy húb.28
Okrem toho, PCR amplifikácia DNA pásov špecifických pre huby predstavuje novú a citlivú metódu na detekciu hubových endofytov. Napríklad po kultivácii rastlinných tkanív na selektívnych hubových médiách bol u *Beauveria bassiana* detegovaný nízky počet voľných detektorových receptorov (FRR), ale PCR analýza priniesla 100 % detekciu. Nízka hustota populácie endofytických húb v rastlinných tkanivách alebo biotická inhibícia rastlinných tkanív môže byť príčinou neúspešného rastu húb na selektívnych médiách. PCR amplifikáciu možno spoľahlivo použiť na štúdium endofytických húb.
Predchádzajúce štúdie ukázali, že niektoré endofytické hmyzie patogény môžu pôsobiť ako biohnojivá tým, že podporujú rast rastlín. Jaber a kol. [16]uviedli, že semená pšenice inokulované Beauveria bassiana počas 14 dní mali väčšiu výšku stonky, dĺžku koreňa, hmotnosť čerstvých koreňov a hmotnosť stonky ako nenaočkované rastliny. Russo a kol.[30]uviedli, že postrek kukurice rastlinou Beauveria bassiana na listy zvýšil výšku rastlín, počet listov a počet prvých klasov.
V našej štúdii dve vybrané entomopatagénne huby, Beauveria bassiana a Metarhizium anisopliae, tiež významne podporili rast kukurice v hydroponickom systéme pestovania rastlín a zaviedli systematickú kolonizáciu rôznych tkanív sadeníc kukurice, čo by malo dlhodobo podporovať rast.
Naproti tomu Moloignane a kol. zistili, že ani 4 týždne po zavlažovaní pôdy neboli zistené žiadne významné rozdiely vo výške rastlín, počte koreňov, počte listov, čerstvej hmotnosti a suchej hmotnosti medzi viničom ošetreným a neošetreným *Beauveria bassiana*. To nie je prekvapujúce, pretože endofytická kapacita špecifických kmeňov húb môže úzko súvisieť s druhom hostiteľskej rastliny, kultivarom rastliny, nutričnými podmienkami a vplyvmi prostredia. Tull a Meying skúmali vplyv ošetrenia semien *Beauveria bassiana* (GHA) na rast kukurice. Zistili, že *Beauveria bassiana* pôsobila ako rastový stimulátor v kukurici iba za podmienok s dostatočným množstvom živín a za podmienok s nedostatkom živín sa nepozoroval žiadny stimulačný účinok. Mechanizmus reakcie rastlín na endofytické účinky húb teda nie je ani zďaleka jasný a vyžaduje si ďalšie skúmanie.
Skúmali sme účinky entomopatagénnych húb *Beauveria bassiana* a *Metarhizium anisopliae* ako rastových stimulátorov v kukurici. Či je primárnym mechanizmom rizosféra alebo endofytický, zostáva nejasné. Monitorovali sme populačnú dynamiku *Beauveria bassiana* a *Metarhizium anisopliae* v hydroponických roztokoch a rastlinných tkanivách, aby sme objasnili ich mechanizmy účinku. Pomocou jednotiek tvoriacich kolónie (CFU) ako indikátora sme zistili, že početnosť *Beauveria bassiana* a *Metarhizium anisopliae* v hydroponickom roztoku rýchlo klesla. Po jednom týždni bola zvyšková koncentrácia *Metarhizium anisopliae* menej ako 10 % a *Beauveria bassiana* bola menej ako 1 %. V hydroponickom roztoku kukurice obe huby prakticky zmizli do 28. dňa. Kontrolné experimenty ukázali, že konídie oboch húb si po jednom týždni zachovali vysokú životaschopnosť v hydroponickom systéme. Endofytické huby, ovplyvnené adhéziou konídií, rozpoznávaním hostiteľa a endogénnymi dráhami, sú teda primárnou príčinou prudkého poklesu hojnosti húb v hydroponickom systéme. Okrem toho, funkcia húb podporujúca rast je primárne spôsobená ich endofytickou funkciou, nie funkciou rizosféry.
Biologické funkcie sú vo všeobecnosti spojené s hustotou populácie. Iba kvantifikáciou počtu endofytických húb v rastlinných tkanivách môžeme stanoviť vzťah medzi stimuláciou rastu rastlín a hustotou populácie endofytických húb. Mechanizmy, ktorými je rast rastlín stimulovaný pri entomopatagénnych interakciách medzi hubami a rastlinami, si vyžadujú ďalšie skúmanie. Entomopatagénne huby majú nielen významný potenciál pre biologickú ochranu proti škodcom, ale zohrávajú aj dôležitú úlohu pri stimulácii rastu rastlín, čím otvárajú nové perspektívy ekologických interakcií medzi rastlinami, škodcami a entomopatagénnymi hubami.
Z každej experimentálnej skupiny bolo náhodne vybraných deväťdesiat rovnomerne rastúcich a zdravých sadeníc kukurice. Pestovateľské médium okolo koreňov každej sadenice bolo starostlivo opláchnuté destilovanou vodou, aby sa nepoškodil koreňový systém. Ošetrené sadenice kukurice, ktoré mali rovnomerný rast v nadzemnej aj podzemnej časti, boli potom presadené do hydroponického systému pestovania kukurice.
Všetky experimentálne údaje boli analyzované pomocou jednofaktorovej analýzy rozptylu (ANOVA) v programe IBM SPSS Statistics (verzia 20.0) a významnosť rozdielov medzi liečbami bola stanovená pomocou Tukeyho HSD testu (P ≤ 0,05).
Keďže rastlinný materiál bol zakúpený od miestneho certifikovaného distribútora, nebola potrebná žiadna licencia. Použitie rastlín alebo rastlinného materiálu v tejto štúdii je v súlade s príslušnými medzinárodnými, národnými a/alebo inštitucionálnymi smernicami.
Záverom možno konštatovať, že dve entomopatagénne huby, *Beauveria bassiana* a *Metarhizium anisopliae*, zohrali pozitívnu úlohu v podpore rastu sadeníc kukurice po inokulácii rizosféry hydroponickým systémom. Tieto dve huby dokázali v priebehu jedného týždňa systematicky kolonizovať všetky orgány a tkanivá kukurice prostredníctvom koreňového systému. Dynamika populácie húb v hydroponickom roztoku a kolonizácia tkanív kukurice hubami ukázali, že okrem funkcie rizosféry endofytická funkcia húb významnejšie prispela k pozorovanej podpore rastu rastlín. Endofytické správanie húb preukázalo niektoré druhovo špecifické charakteristiky. Amplifikácia pásov DNA špecifických pre huby pomocou PCR sa ukázala byť citlivejšia ako metódy detekcie kolónií s použitím médií selektívnych pre huby. Túto metódu možno použiť na presnejšie sledovanie kolonizácie húb a ich priestorového rozloženia v rastlinných tkanivách. Na objasnenie mechanizmov, ktorými rastliny a rastlinní škodcovia reagujú na endofytické účinky húb, je potrebný ďalší výskum (ďalšie informácie).
Súbory údajov vygenerované počas tejto štúdie sú k dispozícii od príslušného autora na základe odôvodnenej žiadosti.
Čas uverejnenia: 20. januára 2026