BeauveriaBassiana a Metarhizium anisopliae jsou dvě z nejdůležitějších a nejrozšířenějších entomopatogenních hub (EPF) pro hubení škůdců. Nedávné studie ukázaly, že mohou také podporovat růst rostlin po umělé inokulaci. Pro přesnější vyhodnocení kolonizačních a růstově podporujících účinkůBeauveria bassianaa Metarhizium anisopliae na zemědělských plodinách. V této studii byly sazenice kukuřice ošetřeny 13 kmeny Beauveria bassiana a 73 kmeny Metarhizium anisopliae jako rhizosférickými houbami v hydroponickém systému. Parametry růstu rostlin, včetně výšky rostliny, délky kořenů a čerstvé hmotnosti, byly sledovány a zaznamenávány po dobu 35 po sobě jdoucích dnů, aby se potvrdil růst podporující účinek inokulace entomopatogenními houbami. Výsledky hodnocení míry zotavení hub (FRR) ukázaly, že jak Beauveria bassiana, tak Metarhizium anisopliae jsou schopny endofytické kolonizace tkání kukuřice. 7. den byla míra detekce Beauveria bassiana 100 % jak ve stoncích, tak v listech, ale do 28. dne se míra detekce ve stoncích snížila na 11,1 % a v listech na 22,2 %. V kořenech však *Beauveria bassiana* nebyla detekována až do 28. dne s mírou detekce 33,3 %. Během pozorovacího období byly z kořenů, stonků a listů rostliny izolovány kmeny *Metarhizium anisopliae* s vysokou mírou detekce. PCR amplifikace DNA pásů specifických pro houby dále potvrdila systematickou kolonizaci *Beauveria bassiana* a *Metarhizium anisopliae* v různých tkáních; tato metoda prokázala vyšší citlivost detekce a 100% pozitivní reakci. Ve srovnání s počátečními hodnotami v hydroponickém roztoku se do 21. dne hustota hub snížila na méně než 1 %. Dva vybrané kmeny entomopatogenních hub tak úspěšně nastolily endofytickou kolonizaci, nikoli kolonizaci, rhizosféry kukuřice a významně podpořily její růst v hydroponickém systému. Entomopatogenní houby mají obrovský potenciál pro využití v ekologickém zemědělství, včetně použití jako biopesticidy a biohnojiva.
Entomopatogenní houby (EPF) prokázaly svůj význam jako biologické kontrolní látky (BCA) pro hubení různých škůdců díky širokému spektru hostitelů, snadné produkci, stabilitě a vysoké patogenitě.1, 2, 3V Číně se *Beauveria bassiana* a *Metarhizium anisopliae* komerčně používají k udržitelné kontrole hlavních škůdců kukuřice (jako je zavíječ kukuřičný a bavlníkový háček), aby se zabránilo nadměrnému používání chemických pesticidů.4V ochraně proti škůdcům pomocí hub je trojúhelníkový vztah mezi rostlinami, škůdci a houbami mnohem složitější než vztah mezi škůdci a houbovými patogeny.
Mnoho rostlin žije v symbióze s endofytickými houbami5, které obývají rostlinné tkáně, aniž by jim způsobovaly významné škody6Endofytické houby jsou organismy, které vznikají po navázání mutualistické symbiotické vazby se svým hostitelem.7Mohou přímo či nepřímo podporovat růst rostlin a zvyšovat jejich adaptabilitu na nepříznivé podmínky, včetně biotických a abiotických stresů.8, 9, 10Endofytické houby mají důležité fylogenetické vlastnosti a rysy životního stylu, jako je kolonizace, šíření, specifičnost hostitelské rostliny a kolonizace různých rostlinných tkání.11Použití endofytických hub jako endofytických organismů přitáhlo širokou pozornost výzkumu a prokázalo mnoho jedinečných výhod oproti tradičním endofytickým organismům.
Beauveria bassiana a Metarhizium anisopliae mohou napadnout řadu rostlin, včetně pšenice, sóji, rýže, luštěnin, cibule, rajčat, palem, vinné révy, brambor a bavlny.12Lokální nebo systémová infekce se vyskytuje hlavně v kořenech, stoncích, listech a vnitřních tkáních rostlin.11Umělá infekce ošetřením semen, listovou aplikací a zavlažováním půdy může podpořit růst rostlin endofytickou infekcí houbami.13, 14, 15, 16Ošetření semen plodin přípravky Beauveria bassiana a Metarhizium anisopliae úspěšně indukovalo endofytickou infekci v rostlinných tkáních a podpořilo růst rostlin zvýšením výšky stonku, délky kořene, čerstvé hmotnosti kořene a čerstvé hmotnosti stonku.17, 18, 19Inokulace půdy alistovýPostřik rostlinou Beauveria bassiana je také nejčastěji používanou aplikační metodou, která může významně podpořit růst sazenic kukuřice.20
Cílem této studie bylo zhodnotit růstové stimulační účinky a kolonizační charakteristiky sazenic kukuřice rostlinami Beauveria bassiana a Metarhizium anisopliae a jejich vliv na růst rostlin v hydroponických systémech.
V 35denním experimentu ošetření houbami Beauveria bassiana a Metarhizium anisopliae významně podpořilo růst kukuřice. Jak je znázorněno na obrázku 1, stimulační účinek hub na různé orgány kukuřice závisel na jejich fázi růstu.
Růst sazenic kukuřice za různých podmínek ošetření v čase. Zleva doprava představují různě zbarvené čáry sazenice kukuřice v kontrolní skupině, skupině ošetřené rostlinou Beauveria bassiana a skupině ošetřené rostlinou Metarhizium anisopliae.
Kolonizace tkání kukuřice houbami *Beauveria bassiana* a *Metarhizium anisopliae* byla dále zkoumána pomocí PCR amplifikace. Tabulka 5 ukazuje, že *Beauveria bassiana* kolonizovala 100 % všech orgánových tkání kukuřice v každém odběrovém místě (7–35 dní). Podobné výsledky byly pozorovány u *Metarhizium anisopliae* v tkáních listů, ale kolonizace touto houbou ne vždy zůstala na 100 % ve stoncích a listech kukuřice.
Pro vzorce kolonizace houbami jsou klíčové metody inokulace.28Parsa a kol.29zjistili, že *Beauveria bassiana* může kolonizovat rostliny endofyticky při postřiku nebo zálivce, zatímco kolonizace kořenů je možná pouze zálivkou. U čiroku Tefera a Vidal uvedli, že inokulace listů zvýšila rychlost kolonizace *Beauveria bassiana* ve stonku, zatímco inokulace semen zvýšila rychlost kolonizace jak kořenů, tak stonků. V této studii jsme inokulovali kořeny dvěma houbami přidáním suspenze konidií přímo do hydroponického systému. Tato metoda může zlepšit účinnost šíření hub, protože tekoucí voda může usnadnit pohyb konidií hub ke kořenům kukuřice. Kromě metod inokulace mohou úspěšnou kolonizaci různých rostlinných tkání houbami ovlivnit i další faktory, jako jsou půdní mikroorganismy, teplota, relativní vlhkost, živné médium, věk a druh rostliny, hustota inokulace a druhy hub.28
PCR amplifikace DNA specifických pro dané houby navíc představuje novou a citlivou metodu pro detekci endofytů hub. Například po kultivaci rostlinných tkání na selektivních houbových médiích byl u *Beauveria bassiana* detekován nízký počet volných detektorových receptorů (FRR), ale PCR analýza poskytla 100% detekci. Příčinou neúspěšného růstu hub na selektivních médiích může být nízká populační hustota endofytních hub v rostlinných tkáních nebo biotická inhibice rostlinných tkání. PCR amplifikaci lze spolehlivě použít ke studiu endofytních hub.
Předchozí studie ukázaly, že některé endofytické hmyzí patogeny mohou působit jako biohnojiva tím, že podporují růst rostlin. Jaber a kol. [16]uvádí, že semena pšenice inokulovaná rostlinou Beauveria bassiana po dobu 14 dnů měla větší výšku stonku, délku kořene, hmotnost čerstvého kořene a hmotnost stonku než nenaočkované rostliny. Russo a kol.[30]uvádí, že listový postřik kukuřice rostlinou Beauveria bassiana zvýšil výšku rostlin, počet listů a počet uzlů v prvním klasu.
V naší studii dvě vybrané entomopatogenní houby, Beauveria bassiana a Metarhizium anisopliae, také významně podpořily růst kukuřice v hydroponickém systému pěstování rostlin a zavedly systematickou kolonizaci různých tkání sazenic kukuřice, což by mělo dlouhodobě podpořit růst.
Naproti tomu Moloignane a kol. zjistili, že ani 4 týdny po zavlažení půdy nebyly mezi révou vinnou ošetřenou a neošetřenou *Beauveria bassiana* žádné významné rozdíly ve výšce rostlin, počtu kořenů, počtu listů, čerstvé hmotnosti a suché hmotnosti. To není překvapivé, protože endofytická kapacita specifických kmenů hub může úzce souviset s druhem hostitelské rostliny, kultivarem rostliny, nutričními podmínkami a vlivy prostředí. Tull a Meying zkoumali vliv ošetření semen *Beauveria bassiana* (GHA) na růst kukuřice. Zjistili, že *Beauveria bassiana* působila jako stimulátor růstu u kukuřice pouze za podmínek dostatečného množství živin a za podmínek nedostatku živin nebyl pozorován žádný stimulační účinek. Mechanismus reakce rostlin na endofytické účinky hub tedy není zdaleka jasný a vyžaduje další zkoumání.
Zkoumali jsme účinky entomopatogenních hub *Beauveria bassiana* a *Metarhizium anisopliae* jako růstových stimulátorů u kukuřice. Zda je však primárním mechanismem rhizosféra nebo endofyticita, zůstává nejasné. Sledovali jsme populační dynamiku *Beauveria bassiana* a *Metarhizium anisopliae* v hydroponických roztocích a rostlinných tkáních, abychom objasnili mechanismy jejich účinku. Pomocí jednotek tvořících kolonie (CFU) jako indikátoru jsme zjistili, že početnost *Beauveria bassiana* a *Metarhizium anisopliae* v hydroponickém roztoku rapidně klesala. Po jednom týdnu byla zbytková koncentrace *Metarhizium anisopliae* menší než 10 % a *Beauveria bassiana* menší než 1 %. V hydroponickém roztoku kukuřice obě houby prakticky zmizely do 28. dne. Kontrolní experimenty ukázaly, že konidie obou hub si po jednom týdnu v hydroponickém systému zachovaly vysokou životaschopnost. Endofytické houby, ovlivněné adhezí konidií, rozpoznáváním hostitele a endogenními metabolickými dráhami, jsou tedy primární příčinou prudkého poklesu množství hub v hydroponickém systému. Růstová funkce hub je navíc primárně způsobena jejich endofytickou funkcí, nikoli funkcí rhizosféry.
Biologické funkce jsou obecně spojeny s hustotou populace. Pouze kvantifikací počtu endofytických hub v rostlinných tkáních můžeme stanovit vztah mezi stimulací růstu rostlin a hustotou populace endofytických hub. Mechanismy, kterými je růst rostlin stimulován v entomopatogenních interakcích mezi houbami a rostlinami, vyžadují další výzkum. Entomopatogenní houby mají nejen významný potenciál pro biologickou ochranu proti škůdcům, ale hrají také důležitou roli ve stimulaci růstu rostlin, což otevírá nové perspektivy ekologických interakcí mezi rostlinami, škůdci a entomopatogenními houbami.
Z každé experimentální skupiny bylo náhodně vybráno devadesát rovnoměrně rostoucích a zdravých sazenic kukuřice. Pěstební substrát kolem kořenů každé sazenice byl pečlivě opláchnut destilovanou vodou, aby nedošlo k poškození kořenového systému. Ošetřené sazenice kukuřice, které měly rovnoměrný růst v nadzemní i podzemní části, byly poté přesazeny do hydroponického systému pěstování kukuřice.
Všechna experimentální data byla analyzována pomocí jednofaktorové analýzy rozptylu (ANOVA) v programu IBM SPSS Statistics (verze 20.0) a významnost rozdílů mezi léčbami byla stanovena pomocí Tukeyho HSD testu (P ≤ 0,05).
Vzhledem k tomu, že rostlinný materiál byl zakoupen od místního certifikovaného distributora, nebyla vyžadována žádná licence. Použití rostlin nebo rostlinného materiálu v této studii je v souladu s příslušnými mezinárodními, národními a/nebo institucionálními směrnicemi.
Závěrem lze říci, že dvě entomopatogenní houby, *Beauveria bassiana* a *Metarhizium anisopliae*, hrály pozitivní roli v podpoře růstu sazenic kukuřice po inokulaci rhizosféry hydroponickým systémem. Tyto dvě houby byly schopny systematicky kolonizovat všechny orgány a tkáně kukuřice prostřednictvím kořenového systému během jednoho týdne. Dynamika populace hub v hydroponickém roztoku a kolonizace tkání kukuřice houbami ukázaly, že kromě funkce rhizosféry významněji přispívala k pozorované podpoře růstu rostlin i endofytická funkce hub. Endofytické chování hub vykazovalo některé druhově specifické charakteristiky. Amplifikace DNA specifických pro houby pomocí PCR se ukázala jako citlivější než metody detekce kolonií s použitím médií selektivních pro houby. Tuto metodu lze použít k přesnějšímu sledování kolonizace hub a jejich prostorového rozložení v rostlinných tkáních. Je zapotřebí dalšího výzkumu k objasnění mechanismů, kterými rostliny a rostlinní škůdci reagují na endofytické účinky hub (další informace).
Datové soubory generované během této studie jsou k dispozici u příslušného autora na základě přiměřené žádosti.
Čas zveřejnění: 20. ledna 2026