Beauveriabassiana i Metarhizium anisopliae dvije su najvažnije i najčešće korištene entomopatogene gljive (EPF) za suzbijanje štetočina. Nedavne studije pokazale su da one također mogu potaknuti rast biljaka nakon umjetne inokulacije. Kako bi se preciznije procijenili učinci kolonizacije i poticanja rastaBeauveria bassianai Metarhizium anisopliae na poljoprivrednim usjevima, u ovom istraživanju, sadnice kukuruza tretirane su s 13 sojeva Beauveria bassiana i 73 soja Metarhizium anisopliae kao rizosfernim gljivama u hidroponskom sustavu. Parametri rasta biljaka, uključujući visinu biljke, duljinu korijena i svježu težinu, praćeni su i zabilježeni tijekom 35 uzastopnih dana kako bi se potvrdio učinak entomopatogene gljivične inokulacije na poticanje rasta. Rezultati procjene stope oporavka gljivica (FRR) pokazali su da su i Beauveria bassiana i Metarhizium anisopliae sposobni za endofitsku kolonizaciju tkiva kukuruza. 7. dana stopa detekcije Beauveria bassiana bila je 100% i u stabljikama i u listovima, ali do 28. dana stopa detekcije u stabljikama smanjila se na 11,1%, a u listovima na 22,2%. Međutim, *Beauveria bassiana* nije otkrivena u korijenju do 28. dana, sa stopom detekcije od 33,3%. Tijekom razdoblja promatranja, sojevi *Metarhizium anisopliae* izolirani su iz korijena, stabljika i listova biljke s visokom stopom detekcije. PCR amplifikacija DNA specifičnih za gljivice dodatno je potvrdila sustavnu kolonizaciju *Beauveria bassiana* i *Metarhizium anisopliae* u različitim tkivima; ova metoda pokazala je veću osjetljivost detekcije i 100% pozitivnu reakciju. U usporedbi s početnim vrijednostima u hidroponskoj otopini, do 21. dana gustoća gljivica smanjila se na manje od 1%. Dakle, dva odabrana soja entomopatogenih gljivica uspješno su uspostavila endofitsku kolonizaciju, a ne kolonizaciju, rizosfere kukuruza i značajno potaknula njegov rast u hidroponskom sustavu. Entomopatogene gljive imaju ogroman potencijal za upotrebu u organskoj poljoprivredi, uključujući kao biopesticide i biognojiva.
Entomopatogene gljive (EPF) dokazale su svoju važnost kao biološki agensi (BCA) za suzbijanje raznih štetnika zbog širokog raspona domaćina, jednostavne proizvodnje, stabilnosti i visoke patogenosti.1, 2, 3U Kini se *Beauveria bassiana* i *Metarhizium anisopliae* komercijalno koriste za održivo suzbijanje glavnih štetnika kukuruza (poput kukuruznog moljca i pamučnog moljca) kako bi se izbjegla prekomjerna upotreba kemijskih pesticida.4U suzbijanju štetočina gljivama, trokutasti odnos između biljaka, štetočina i gljiva mnogo je složeniji od odnosa između štetočina i gljivičnih patogena.
Mnoge biljke žive u simbiozi s endofitskim gljivama5, koji nastanjuju biljna tkiva bez nanošenja značajne štete njima6Endofitske gljive su organizmi koji nastaju nakon uspostavljanja mutualističkog simbiotskog odnosa sa svojim domaćinom.7Mogu izravno ili neizravno potaknuti rast biljaka i poboljšati njihovu prilagodljivost nepovoljnim uvjetima, uključujući biotičke i abiotičke stresove.8, 9, 10Endofitske gljive posjeduju važne filogenetske karakteristike i značajke načina života, kao što su kolonizacija, širenje, specifičnost biljke domaćina i kolonizacija različitih biljnih tkiva.11Korištenje endofitskih gljiva kao endofitskih organizama privuklo je široku istraživačku pozornost i pokazalo je mnoge jedinstvene prednosti u odnosu na tradicionalne endofitske organizme.
Beauveria bassiana i Metarhizium anisopliae mogu zaraziti razne biljke, uključujući, ali ne ograničavajući se na pšenicu, soju, rižu, mahunarke, luk, rajčicu, palme, grožđe, krumpir i pamuk.12Lokalna ili sistemska infekcija se uglavnom javlja u korijenju, stabljikama, lišću i unutarnjim tkivima biljaka.11Umjetna infekcija tretiranjem sjemena, folijarnom primjenom i navodnjavanjem tla može potaknuti rast biljaka endofitskom infekcijom gljivicama.13, 14, 15, 16Tretman sjemena usjeva s Beauveria bassiana i Metarhizium anisopliae uspješno je izazvao endofitsku infekciju u biljnim tkivima i potaknuo rast biljaka povećanjem visine stabljike, duljine korijena, svježe težine korijena i svježe težine stabljike.17, 18, 19Inokulacija tla ifolijarnoPrskanje s Beauveria bassiana također su najčešće korištene metode primjene, koje mogu značajno potaknuti rast sadnica kukuruza.20
Cilj ovog istraživanja bio je procijeniti učinke poticanja rasta i karakteristike kolonizacije sadnica kukuruza pomoću vrsta Beauveria bassiana i Metarhizium anisopliae te njihov utjecaj na rast biljaka u hidroponskim sustavima.
U 35-dnevnom eksperimentu, tretman gljivama Beauveria bassiana i Metarhizium anisopliae značajno je potaknuo rast kukuruza. Kao što je prikazano na slici 1, stimulirajući učinak gljiva na različite organe kukuruza ovisio je o njihovoj fazi rasta.
Rast sadnica kukuruza pod različitim tretmanima tijekom vremena. S lijeva na desno, linije različitih boja predstavljaju sadnice kukuruza u kontrolnoj skupini, skupini tretiranoj s Beauveria bassiana i skupini tretiranoj s Metarhizium anisopliae.
Kolonizacija tkiva kukuruza s *Beauveria bassiana* i *Metarhizium anisopliae* dodatno je istražena PCR amplifikacijom. Tablica 5 pokazuje da je *Beauveria bassiana* kolonizirala 100% svih tkiva organa kukuruza na svakoj točki uzorkovanja (7–35 dana). Slični rezultati uočeni su za *Metarhizium anisopliae* u tkivima listova, ali kolonizacija ovom gljivicom nije uvijek ostala na 100% u stabljikama i listovima kukuruza.
Metode inokulacije ključne su za obrasce kolonizacije gljivicama.28Parsa i sur.29utvrđeno je da *Beauveria bassiana* može kolonizirati biljke endofitski kada se prska ili zalijeva, dok je kolonizacija korijena moguća samo zalijevanjem. Kod sirka, Tefera i Vidal izvijestili su da je inokulacija lista povećala stopu kolonizacije *Beauveria bassiana* u stabljici, dok je inokulacija sjemena povećala stopu kolonizacije i korijena i stabljika. U ovom istraživanju inokulirali smo korijenje s dvije gljive dodavanjem suspenzije konidija izravno u hidroponski sustav. Ova metoda može poboljšati učinkovitost širenja gljivica, jer tekuća voda može olakšati kretanje gljivičnih konidija do korijena kukuruza. Osim metoda inokulacije, drugi čimbenici poput mikroorganizama u tlu, temperature, relativne vlažnosti, hranjivog medija, starosti i vrste biljke, gustoće inokulacije i vrsta gljivica mogu utjecati na uspješnu kolonizaciju različitih biljnih tkiva gljivicama.28
Nadalje, PCR amplifikacija specifičnih DNA traka gljivica predstavlja novu i osjetljivu metodu za detekciju gljivičnih endofita. Na primjer, nakon uzgoja biljnog tkiva na selektivnim gljivičnim medijima, detektiran je mali broj slobodnih detektorskih receptora (FRR) za *Beauveria bassiana*, ali PCR analiza je dala 100% detekciju. Niska gustoća populacije endofitskih gljivica u biljnim tkivima ili biotička inhibicija biljnih tkiva mogu biti uzrok neuspješnog rasta gljivica na selektivnim medijima. PCR amplifikacija može se pouzdano primijeniti na proučavanje endofitskih gljivica.
Prethodne studije su pokazale da neki endofitski insekti patogeni mogu djelovati kao biognojiva potičući rast biljaka. Jaber i sur. [16]izvijestili su da su sjemenke pšenice inokulirane s Beauveria bassiana tijekom 14 dana imale veću visinu stabljike, duljinu korijena, težinu svježeg korijena i težinu stabljike od neinokuliranih biljaka. Russo i sur.[30]izvijestili su da je folijarno prskanje kukuruza s Beauveria bassiana povećalo visinu biljke, broj listova i broj čvorova na prvom klipu.
U našem istraživanju, dvije odabrane entomopatogene gljive, Beauveria bassiana i Metarhizium anisopliae, također su značajno potaknule rast kukuruza u hidroponskom sustavu uzgoja biljaka i uspostavile sustavnu kolonizaciju različitih tkiva sadnica kukuruza, što se očekuje da će dugoročno potaknuti rast.
Nasuprot tome, Moloignane i sur. otkrili su da čak ni 4 tjedna nakon navodnjavanja tla nije bilo značajnih razlika u visini biljaka, broju korijena, broju listova, svježoj težini i suhoj težini između vinove loze tretirane i netretirane s *Beauveria bassiana*. To nije iznenađujuće, budući da endofitski kapacitet specifičnih sojeva gljiva može biti usko povezan s vrstom biljke domaćina, kultivarom biljke, prehrambenim uvjetima i utjecajima okoliša. Tull i Meying istraživali su učinak tretmana sjemena (GHA) s *Beauveria bassiana* na rast kukuruza. Otkrili su da *Beauveria bassiana* djeluje kao promotor rasta kukuruza samo u uvjetima dovoljne količine hranjivih tvari, a nije uočen stimulirajući učinak u uvjetima nedostatka hranjivih tvari. Dakle, mehanizam odgovora biljaka na endofitske učinke gljiva daleko je od jasnog i zahtijeva daljnja istraživanja.
Istražili smo učinke entomopatogenih gljiva *Beauveria bassiana* i *Metarhizium anisopliae* kao promotora rasta kukuruza. Međutim, ostaje nejasno je li primarni mehanizam rizosferski ili endofitski. Pratili smo dinamiku populacije *Beauveria bassiana* i *Metarhizium anisopliae* u hidroponskim otopinama i biljnim tkivima kako bismo razjasnili njihove mehanizme djelovanja. Koristeći jedinice koje stvaraju kolonije (CFU) kao indikator, otkrili smo da se brojnost *Beauveria bassiana* i *Metarhizium anisopliae* u hidroponskoj otopini brzo smanjila. Nakon jednog tjedna, preostala koncentracija *Metarhizium anisopliae* bila je manja od 10%, a *Beauveria bassiana* manja od 1%. U hidroponskoj otopini kukuruza, obje gljive praktički su nestale do 28. dana. Kontrolni eksperimenti pokazali su da su konidije obje gljive zadržale visoku održivost u hidroponskom sustavu nakon jednog tjedna. Dakle, endofitske gljive, pod utjecajem konidijalne adhezije, prepoznavanja domaćina i endogenih putova, primarni su uzrok naglog pada brojnosti gljiva u hidroponskom sustavu. Nadalje, funkcija gljiva koje potiču rast prvenstveno je posljedica njihove endofitske funkcije, a ne funkcije rizosfere.
Biološke funkcije općenito su povezane s gustoćom populacije. Samo kvantificiranjem broja endofitskih gljiva u biljnim tkivima možemo utvrditi odnos između stimulacije rasta biljaka i gustoće populacije endofitskih gljiva. Mehanizmi kojima se stimulira rast biljaka u entomopatogenim interakcijama gljiva i biljaka zahtijevaju daljnja istraživanja. Entomopatogene gljive ne samo da posjeduju značajan potencijal za biološko suzbijanje štetočina, već igraju i važnu ulogu u poticanju rasta biljaka, otvarajući nove perspektive o ekološkim interakcijama između biljaka, štetočina i entomopatogenih gljiva.
Iz svake eksperimentalne skupine nasumično je odabrano devedeset jednoliko rastućih i zdravih sadnica kukuruza. Supstrat za uzgoj oko korijena svake sadnice pažljivo je ispran destiliranom vodom kako bi se izbjeglo oštećenje korijenovog sustava. Tretirane sadnice kukuruza, koje su imale jednolik rast i u nadzemnom i u podzemnom dijelu, zatim su presađene u hidroponski sustav uzgoja kukuruza.
Svi eksperimentalni podaci analizirani su jednosmjernom analizom varijance (ANOVA) u IBM SPSS Statisticsu (verzija 20.0), a značajnost razlika između tretmana određena je Tukeyjevim HSD testom (P ≤ 0,05).
Budući da je biljni materijal kupljen od lokalnog certificiranog distributera, nije bila potrebna nikakva dozvola. Korištenje biljaka ili biljnog materijala u ovoj studiji u skladu je s relevantnim međunarodnim, nacionalnim i/ili institucionalnim smjernicama.
Zaključno, dvije entomopatogene gljive, *Beauveria bassiana* i *Metarhizium anisopliae*, odigrale su pozitivnu ulogu u poticanju rasta sadnica kukuruza nakon inokulacije rizosfere hidroponskim sustavom. Ove dvije gljive uspjele su uspostaviti sustavnu kolonizaciju svih organa i tkiva kukuruza kroz korijenov sustav unutar jednog tjedna. Dinamika populacije gljiva u hidroponskoj otopini i kolonizacija tkiva kukuruza gljivicama otkrile su da je, osim funkcije rizosfere, endofitska funkcija gljiva značajno doprinijela uočenom poticanju rasta biljaka. Endofitsko ponašanje gljiva pokazalo je neke karakteristike specifične za vrstu. Amplifikacija DNA specifičnih za gljivice pomoću PCR-a pokazala se osjetljivijom od metoda detekcije kolonija korištenjem medija selektivnih za gljivice. Ova metoda može se koristiti za preciznije praćenje kolonizacije gljivama i njihove prostorne raspodjele u biljnim tkivima. Potrebna su daljnja istraživanja kako bi se razjasnili mehanizmi kojima biljke i biljni štetnici reagiraju na endofitske učinke gljiva (dodatne informacije).
Skupovi podataka generirani tijekom ove studije dostupni su od odgovarajućeg autora na razuman zahtjev.
Vrijeme objave: 20. siječnja 2026.