Боверияbassiana и Metarhizium anisopliae са две от най-важните и широко използвани ентомопатогенни гъби (EPF) за борба с вредителите. Последните проучвания показват, че те могат да стимулират растежа на растенията и след изкуствена инокулация. За да се оцени по-точно колонизацията и растежно-стимулиращите ефекти на...Боверия басианаи Metarhizium anisopliae върху земеделски култури, в това проучване разсадът от царевица е третиран съответно с 13 щама Beauveria bassiana и 73 щама Metarhizium anisopliae като ризосферни гъби в хидропонна система. Параметрите на растежа на растенията, включително височина на растението, дължина на корена и свежо тегло, са наблюдавани и записвани в продължение на 35 последователни дни, за да се потвърди растежостимулиращият ефект на ентомопатогенната гъбна инокулация. Резултатите от оценката на степента на възстановяване на гъбичките (FRR) показват, че както Beauveria bassiana, така и Metarhizium anisopliae са способни на ендофитна колонизация на тъканите на царевицата. На 7-ия ден степента на откриване на Beauveria bassiana е 100% както в стъблата, така и в листата, но до 28-ия ден степента на откриване в стъблата намалява до 11,1%, а в листата - до 22,2%. Въпреки това, *Beauveria bassiana* не е открита в корените до 28-ия ден, с степен на откриване от 33,3%. През целия период на наблюдение, щамове на *Metarhizium anisopliae* бяха изолирани от корените, стъблата и листата на растението с висок процент на откриване. PCR амплификацията на специфични за гъбичките ДНК ленти допълнително потвърди систематичната колонизация на *Beauveria bassiana* и *Metarhizium anisopliae* в различни тъкани; този метод демонстрира по-висока чувствителност на откриване и 100% положителна реакция. В сравнение с началните стойности в хидропонния разтвор, до 21-ия ден, гъбната плътност намаля до по-малко от 1%. По този начин, двата избрани щама ентомопатогенни гъби успешно установиха ендофитна колонизация, а не колонизация, на ризосферата на царевицата и значително насърчиха растежа ѝ в хидропонна система. Ентомопатогенните гъби имат огромен потенциал за използване в биологичното земеделие, включително като биопестициди и биоторове.
Ентомопатогенните гъби (EPF) са доказали своето значение като биологични контролни агенти (BCAs) за управление на различни вредители, поради широкия си кръг от гостоприемници, лекотата на производство, стабилността и високата си патогенност.1, 2, 3В Китай *Beauveria bassiana* и *Metarhizium anisopliae* се използват в търговската мрежа за устойчив контрол на основните вредители по царевицата (като царевичен пробивач и памуков червей), за да се избегне прекомерната употреба на химически пестициди.4При борбата с вредителите с гъби, триъгълната връзка между растения, вредители и гъби е много по-сложна от връзката между вредители и гъбни патогени.
Много растения живеят в симбиоза с ендофитни гъби5, които обитават растителните тъкани, без да им причиняват значителна вреда6Ендофитните гъби са организми, които се образуват след установяване на мутуалистична симбиотична връзка с гостоприемника си.7Те могат пряко или косвено да насърчат растежа на растенията и да подобрят адаптивността им към неблагоприятни условия, включително биотичен и абиотичен стрес.8, 9, 10Ендофитните гъби притежават важни филогенетични характеристики и особености на начина на живот, като колонизация, разпръскване, специфичност на растението гостоприемник и колонизация на различни растителни тъкани.11Използването на ендофитни гъби като ендофитни организми е привлякло широко изследователско внимание и е демонстрирало много уникални предимства пред традиционните ендофитни организми.
Beauveria bassiana и Metarhizium anisopliae могат да заразят различни растения, включително, но не само, пшеница, соя, ориз, бобови растения, лук, домати, палми, грозде, картофи и памук.12Локалната или системна инфекция се проявява главно в корените, стъблата, листата и вътрешните тъкани на растенията.11Изкуствената инфекция чрез третиране на семена, листно приложение и напояване на почвата може да насърчи растежа на растенията чрез ендофитна инфекция от гъбички.13, 14, 15, 16Третирането на семена на култури с Beauveria bassiana и Metarhizium anisopliae успешно индуцира ендофитна инфекция в растителните тъкани и насърчава растежа на растенията чрез увеличаване на височината на стъблото, дължината на корена, свежото тегло на корена и свежото тегло на стъблото.17, 18, 19Инокулация на почвата илистенПръскането с Beauveria bassiana също са най-често използваните методи на приложение, които могат значително да насърчат растежа на царевични разсади.20
Целта на това проучване беше да се оценят ефектите, стимулиращи растежа, и характеристиките на колонизация на царевични разсади от Beauveria bassiana и Metarhizium anisopliae, както и тяхното въздействие върху растежа на растенията в хидропонни системи.
В 35-дневен експеримент, третирането с гъбите Beauveria bassiana и Metarhizium anisopliae значително стимулира растежа на царевицата. Както е показано на Фигура 1, стимулиращият ефект на гъбите върху различните органи на царевицата зависи от техния етап на растеж.
Растеж на царевични разсади при различни третирания във времето. Отляво надясно, различно оцветените линии представляват царевични разсади съответно в контролната група, групата, третирана с Beauveria bassiana, и групата, третирана с Metarhizium anisopliae.
Колонизацията на тъканите на царевицата от *Beauveria bassiana* и *Metarhizium anisopliae* беше допълнително изследвана с помощта на PCR амплификация. Таблица 5 показва, че *Beauveria bassiana* е колонизирала 100% от всички органни тъкани на царевицата във всяка точка на вземане на проби (7–35 дни). Подобни резултати са наблюдавани за *Metarhizium anisopliae* в листните тъкани, но колонизацията от тази гъба не винаги е оставала на 100% в стъблата и листата на царевицата.
Методите за инокулация са от решаващо значение за моделите на гъбична колонизация.28Парса и др.29установиха, че *Beauveria bassiana* може да колонизира растенията ендофитно, когато се напръска или полива, докато колонизацията на корените е възможна само с поливане. При сорго, Тефера и Видал съобщават, че инокулацията на листата е увеличила скоростта на колонизация на *Beauveria bassiana* в стъблото, докато инокулацията на семената е увеличила скоростта на колонизация както в корените, така и в стъблата. В това проучване ние инокулирахме корените с две гъби, като добавихме конидиална суспензия директно към хидропонната система. Този метод може да подобри ефективността на разпръскването на гъбичките, тъй като течащата вода може да улесни движението на гъбните конидии към корените на царевицата. В допълнение към методите на инокулация, други фактори като почвени микроорганизми, температура, относителна влажност, хранителна среда, възраст и вид на растението, гъстота на инокулация и видове гъби могат да повлияят на успешната колонизация на различни растителни тъкани от гъби.28
Освен това, PCR амплификацията на специфични за гъбички ДНК ленти представлява нов и чувствителен метод за откриване на гъбични ендофити. Например, след култивиране на растителни тъкани върху селективни гъбични среди, беше открит малък брой свободни детекторни рецептори (FRR) за *Beauveria bassiana*, но PCR анализът даде 100% откриване. Ниската плътност на популацията на ендофитни гъби в растителните тъкани или биотичното инхибиране на растителните тъкани може да е причина за неуспешен растеж на гъбички върху селективни среди. PCR амплификацията може да се приложи надеждно за изследване на ендофитни гъби.
Предишни проучвания показват, че някои ендофитни насекомни патогени могат да действат като биоторове, като насърчават растежа на растенията. Jaber et al. [16]съобщават, че пшенични семена, инокулирани с Beauveria bassiana в продължение на 14 дни, имат по-голяма височина на стъблото, дължина на корена, тегло на свежия корен и тегло на стъблото в сравнение с неинокулираните растения. Russo et al.[30]съобщават, че листното пръскане на царевица с Beauveria bassiana увеличава височината на растенията, броя на листата и броя на възлите на първия кочан.
В нашето проучване две избрани ентомопатогенни гъби, Beauveria bassiana и Metarhizium anisopliae, също значително насърчиха растежа на царевицата в хидропонна система за отглеждане на растения и установиха систематична колонизация на различни тъкани на царевични разсад, което се очаква да насърчи растежа в дългосрочен план.
За разлика от това, Moloignane et al. установяват, че дори 4 седмици след напояване на почвата не е имало значителни разлики във височината на растенията, броя на корените, броя на листата, свежото тегло и сухото тегло между лозите, третирани и нетретирани с *Beauveria bassiana*. Това не е изненадващо, тъй като ендофитният капацитет на специфични гъбични щамове може да бъде тясно свързан с вида растение гостоприемник, сорта растение, хранителните условия и влиянията на околната среда. Tull и Meying изследват ефекта от третирането на семената с *Beauveria bassiana* (GHA) върху растежа на царевицата. Те установяват, че *Beauveria bassiana* действа като стимулатор на растежа при царевицата само при условия на достатъчно хранителни вещества и не се наблюдава стимулиращ ефект при условия на дефицит на хранителни вещества. По този начин механизмът на реакцията на растенията към ендофитните ефекти на гъбите е далеч от ясен и изисква по-нататъшно проучване.
Изследвахме ефектите на ентомопатогенните гъби *Beauveria bassiana* и *Metarhizium anisopliae* като стимулатори на растежа при царевицата. Дали основният механизъм е ризосферен или ендофитен, обаче остава неясно. Проследихме динамиката на популацията на *Beauveria bassiana* и *Metarhizium anisopliae* в хидропонни разтвори и растителни тъкани, за да изясним механизмите им на действие. Използвайки колониообразуващи единици (CFU) като индикатор, установихме, че изобилието на *Beauveria bassiana* и *Metarhizium anisopliae* в хидропонния разтвор бързо намалява. След една седмица остатъчната концентрация на *Metarhizium anisopliae* е по-малка от 10%, а на *Beauveria bassiana* е по-малка от 1%. В хидропонния разтвор на царевица и двете гъби на практика изчезват до 28-ия ден. Контролните експерименти показват, че конидиите и на двете гъби запазват висока жизнеспособност в хидропонната система след една седмица. По този начин, ендофитните гъби, повлияни от конидиалната адхезия, разпознаването на гостоприемника и ендогенните пътища, са основната причина за рязкото намаляване на гъбичното изобилие в хидропонната система. Освен това, функцията на гъбите, стимулираща растежа, се дължи предимно на тяхната ендофитна функция, а не на ризосферната функция.
Биологичните функции обикновено са свързани с гъстотата на популацията. Само чрез количествено определяне на броя на ендофитните гъби в растителните тъкани можем да установим връзка между стимулирането на растежа на растенията и гъстотата на популацията на ендофитните гъби. Механизмите, чрез които се стимулира растежът на растенията при ентомопатогенни взаимодействия между гъби и растения, изискват по-нататъшно проучване. Ентомопатогенните гъби не само притежават значителен потенциал за биологичен контрол на вредителите, но и играят важна роля в стимулирането на растежа на растенията, отваряйки нови перспективи за екологичните взаимодействия между растенията, вредителите и ентомопатогенните гъби.
Деветдесет равномерно растящи и здрави царевични разсада бяха избрани на случаен принцип от всяка експериментална група. Хранителната среда около корените на всеки разсад беше внимателно изплакната с дестилирана вода, за да се избегне увреждане на кореновата система. Третираните царевични разсади, които имаха равномерен растеж както в надземната, така и в подземната част, след това бяха трансплантирани в хидропонна система за отглеждане на царевица.
Всички експериментални данни бяха анализирани с помощта на еднофакторен дисперсионен анализ (ANOVA) в IBM SPSS Statistics (версия 20.0), а значимостта на разликите между леченията беше определена с помощта на HSD теста на Tukey (P ≤ 0,05).
Тъй като растителният материал е закупен от местен сертифициран дистрибутор, не е необходим лиценз. Използването на растения или растителен материал в това проучване е в съответствие със съответните международни, национални и/или институционални насоки.
В заключение, две ентомопатогенни гъби, *Beauveria bassiana* и *Metarhizium anisopliae*, изиграха положителна роля в насърчаването на растежа на разсада от царевица след инокулация на ризосферата с хидропонна система. Тези две гъби успяха да установят систематична колонизация на всички органи и тъкани на царевицата през кореновата система в рамките на една седмица. Динамиката на гъбната популация в хидропонния разтвор и гъбната колонизация на тъканите на царевицата разкриха, че освен ризосферната функция, ендофитната функция на гъбите е допринесла по-значително за наблюдаваното стимулиране на растежа на растенията. Ендофитното поведение на гъбите демонстрира някои видово-специфични характеристики. Амплификацията на специфични за гъбите ДНК ленти с помощта на PCR се оказа по-чувствителна от методите за откриване на колонии, използващи селективни за гъбички среди. Този метод може да се използва за по-точно проследяване на гъбната колонизация и тяхното пространствено разпределение в растителните тъкани. Необходими са допълнителни изследвания, за да се изяснят механизмите, чрез които растенията и растителните вредители реагират на ендофитните ефекти на гъбите (допълнителна информация).
Наборите от данни, генерирани по време на това проучване, са достъпни от съответния автор при разумно искане.
Време на публикуване: 20 януари 2026 г.