Beauveriabassiana ja Metarhizium anisopliae on kaks kõige olulisemat ja laialdasemalt kasutatavat entomopatogeenset seent (EPF) kahjuritõrjeks. Hiljutised uuringud on näidanud, et need võivad pärast kunstlikku nakatamist soodustada ka taimede kasvu. Koloniseerimise ja kasvu soodustava mõju täpsemaks hindamiseksBeauveria bassianaja Metarhizium anisopliae põllumajanduskultuuridel. Käesolevas uuringus töödeldi maisi seemikuid hüdropoonilises süsteemis vastavalt 13 Beauveria bassiana ja 73 Metarhizium anisopliae tüvega risosfääri seentena. Taimede kasvuparameetreid, sealhulgas taime kõrgust, juurte pikkust ja värsket kaalu, jälgiti ja registreeriti 35 järjestikuse päeva jooksul, et kinnitada entomopatogeensete seente inokuleerimise kasvu soodustavat toimet. Seente taastumismäära (FRR) hindamise tulemused näitasid, et nii Beauveria bassiana kui ka Metarhizium anisopliae on võimelised maisikudesid endofüütselt koloniseerima. 7. päeval oli Beauveria bassiana avastamise määr nii vartes kui ka lehtedes 100%, kuid 28. päevaks langes avastamise määr vartes 11,1%-ni ja lehtedes 22,2%-ni. *Beauveria bassiana* ei tuvastatud aga juurtes enne 28. päeva, kusjuures avastamise määr oli 33,3%. Vaatlusperioodi jooksul eraldati taime juurtest, vartest ja lehtedest *Metarhizium anisopliae* tüvesid kõrge avastamismääraga. Seentele spetsiifiliste DNA ribade PCR-amplifikatsioon kinnitas veelgi *Beauveria bassiana* ja *Metarhizium anisopliae* süstemaatilist koloniseerimist erinevates kudedes; see meetod näitas kõrgemat avastamistundlikkust ja 100% positiivset reaktsiooni. Võrreldes hüdropoonilise lahuse algväärtustega vähenes seente tihedus 21. päevaks alla 1%. Seega saavutasid kaks valitud entomopatogeensete seente tüve edukalt maisi risosfääri endofüütse koloniseerimise, mitte koloniseerimise, ning soodustasid oluliselt selle kasvu hüdropoonilises süsteemis. Entomopatogeensetel seentel on tohutu potentsiaal kasutamiseks mahepõllumajanduses, sealhulgas biopestitsiidide ja bioväetistena.
Entomopatogeensed seened (EPF-id) on tõestanud oma olulisust bioloogilise tõrje vahenditena (BCA-dena) mitmesuguste kahjurite tõrjeks tänu oma laiale peremeesorganismide valikule, tootmise lihtsusele, stabiilsusele ja kõrgele patogeensusele.1, 2, 3Hiinas kasutatakse *Beauveria bassiana* ja *Metarhizium anisopliae* kaubanduslikul eesmärgil peamiste maisikahjurite (näiteks maisisöölase ja puuvillakännu) jätkusuutlikuks tõrjeks, et vältida keemiliste pestitsiidide ülekasutamist.4Seente abil kahjuritõrjes on taimede, kahjurite ja seente vaheline kolmnurkne suhe palju keerulisem kui kahjurite ja seenpatogeenide vaheline suhe.
Paljud taimed elavad sümbioosis endofüütsete seentega5, mis elavad taimekudedes, tekitamata neile olulist kahju6Endofüütilised seened on organismid, mis tekivad pärast peremeesorganismiga mutualistliku sümbiootilise suhte loomist.7Need võivad otseselt või kaudselt soodustada taimede kasvu ja parandada nende kohanemisvõimet ebasoodsate tingimustega, sealhulgas biootiliste ja abiootiliste stressiteguritega.8, 9, 10Endofüütilistel seentel on olulised fülogeneetilised omadused ja elustiili iseärasused, näiteks koloniseerimine, levik, peremeestaime spetsiifilisus ja erinevate taimekudede koloniseerimine.11Endofüütsete seente kasutamine endofüütsete organismidena on pälvinud laialdast uurimistähelepanu ja näidanud palju unikaalseid eeliseid traditsiooniliste endofüütsete organismide ees.
Beauveria bassiana ja Metarhizium anisopliae võivad nakatada mitmesuguseid taimi, sealhulgas, kuid mitte ainult, nisu, sojauba, riisi, kaunvilju, sibulat, tomatit, palmi, viinamarju, kartulit ja puuvilla.12Kohalik või süsteemne infektsioon esineb peamiselt taimede juurtes, vartes, lehtedes ja sisemistes kudedes.11Kunstlik nakatumine seemnete töötlemise, lehtedele kandmise ja mulla niisutamise teel võib soodustada taimede kasvu seente endofüütse nakatumise kaudu.13, 14, 15, 16Põllukultuuride seemnete töötlemine Beauveria bassiana ja Metarhizium anisopliae'ga kutsus edukalt esile endofüütilise infektsiooni taimekudedes ja soodustas taimede kasvu, suurendades varre kõrgust, juurte pikkust, juurte värsket kaalu ja varre värsket kaalu.17, 18, 19Pinnase nakatamine jalehtedeBeauveria bassiana pritsimine on ka kõige sagedamini kasutatavad töötlemismeetodid, mis võivad maisi seemikute kasvu märkimisväärselt soodustada.20
Selle uuringu eesmärk oli hinnata Beauveria bassiana ja Metarhizium anisopliae poolt maisi seemikute kasvu soodustavat toimet ja koloniseerimisomadusi ning nende mõju taimede kasvule hüdropoonikasüsteemides.
35-päevases katses soodustas seentega Beauveria bassiana ja Metarhizium anisopliae töötlemine maisi kasvu märkimisväärselt. Nagu joonisel 1 näidatud, sõltus seente stimuleeriv mõju erinevatele maisiorganitele nende kasvufaasist.
Maisiseemikute kasv erinevate töötluste ajal ajas. Vasakult paremale tähistavad erinevat värvi jooned maisiseemikuid vastavalt kontrollrühmas, Beauveria bassiana'ga töödeldud rühmas ja Metarhizium anisopliae'ga töödeldud rühmas.
Maisi kudede koloniseerimist *Beauveria bassiana* ja *Metarhizium anisopliae* poolt uuriti edasi PCR-amplifikatsiooni abil. Tabel 5 näitab, et *Beauveria bassiana* koloniseeris igas proovivõtupunktis (7–35 päeva) 100% kõigist maisi organkudedest. Sarnaseid tulemusi täheldati *Metarhizium anisopliae* puhul lehtede kudedes, kuid selle seene koloniseerimine ei püsinud maisi vartes ja lehtedes alati 100% juures.
Inokuleerimismeetodid on seente koloniseerimismustrite jaoks üliolulised.28Parsa jt.29leiti, et *Beauveria bassiana* suudab taimi endofüütselt koloniseerida pritsimise või kastmise teel, samas kui juurte koloniseerimine on võimalik ainult kastmise teel. Sorgo puhul teatasid Tefera ja Vidal, et lehtede inokuleerimine suurendas *Beauveria bassiana* koloniseerimise kiirust varres, samas kui seemnete inokuleerimine suurendas koloniseerimise kiirust nii juurtes kui ka vartes. Selles uuringus inokuleerisime juuri kahe seenega, lisades koniidide suspensiooni otse hüdropoonikasüsteemi. See meetod võib parandada seente leviku efektiivsust, kuna voolav vesi võib hõlbustada seente koniidide liikumist maisi juurtele. Lisaks inokuleerimismeetoditele võivad ka muud tegurid, nagu mulla mikroorganismid, temperatuur, suhteline õhuniiskus, toitainekeskkond, taime vanus ja liik, inokuleerimistihedus ja seeneliigid, mõjutada seente edukat koloniseerimist erinevate taimekudede poolt.28
Lisaks on seentele spetsiifiliste DNA ribade PCR-amplifikatsioon uus ja tundlik meetod seente endofüütide tuvastamiseks. Näiteks pärast taimekudede kultiveerimist selektiivsetel seenekeskkondadel tuvastati *Beauveria bassiana* puhul väike arv vabu detektorretseptorit (FRR), kuid PCR-analüüs andis 100% tuvastamise. Endofüütsete seente madal populatsioonitihedus taimekudedes või taimekudede biootiline pärssimine võib olla ebaõnnestunud seente kasvu põhjuseks selektiivsetel keskkondadel. PCR-amplifikatsiooni saab usaldusväärselt rakendada endofüütsete seente uurimisel.
Varasemad uuringud on näidanud, et mõned endofüütsed putukapatogeenid võivad toimida bioväetistena, soodustades taimede kasvu. Jaber jt. [16]teatasid, et 14 päeva jooksul Beauveria bassianaga nakatatud nisuseemnetel oli suurem varre kõrgus, juure pikkus, värske juure kaal ja varre kaal kui nakatamata taimedel. Russo jt.[30]teatas, et maisi lehtedele pritsimine Beauveria bassiana'ga suurendas taime kõrgust, lehtede arvu ja esimeste peasõlmede arvu.
Meie uuringus soodustasid kaks valitud entomopatogeenset seent, Beauveria bassiana ja Metarhizium anisopliae, samuti oluliselt maisi kasvu hüdropoonilises taimekasvatussüsteemis ning tekitasid süstemaatilise koloniseerimise maisi seemikute erinevates kudedes, mis eeldatavasti soodustab kasvu pikas perspektiivis.
Seevastu leidsid Moloignane jt, et isegi 4 nädalat pärast mulla niisutamist ei olnud *Beauveria bassiana*-ga töödeldud ja töötlemata viinapuude vahel olulisi erinevusi taimede kõrguses, juurte arvus, lehtede arvus, värskes kaalus ja kuivkaalus. See pole üllatav, kuna teatud seenetüvede endofüütiline võimekus võib olla tihedalt seotud peremeestaime liigi, taimesordi, toitumistingimuste ja keskkonnamõjudega. Tull ja Meying uurisid *Beauveria bassiana* seemnetöötluse (GHA) mõju maisi kasvule. Nad leidsid, et *Beauveria bassiana* toimis maisis kasvustimulaatorina ainult toitaineterikkates tingimustes ja toitainetevaestes tingimustes stimuleerivat toimet ei täheldatud. Seega ei ole taimede reageerimise mehhanism seente endofüütilisele mõjule kaugeltki selge ja vajab edasist uurimist.
Uurisime entomopatogeensete seente *Beauveria bassiana* ja *Metarhizium anisopliae* mõju maisi kasvustimulaatoritena. Siiski jääb ebaselgeks, kas peamine mehhanism on risosfäär või endofüütne. Jälgisime *Beauveria bassiana* ja *Metarhizium anisopliae* populatsioonidünaamikat hüdropoonikalahustes ja taimekudedes, et selgitada nende toimemehhanisme. Kasutades indikaatorina kolooniaid moodustavaid ühikuid (CFU), leidsime, et *Beauveria bassiana* ja *Metarhizium anisopliae* arvukus hüdropoonikalahuses vähenes kiiresti. Nädala pärast oli *Metarhizium anisopliae* jääkkontsentratsioon alla 10% ja *Beauveria bassiana* alla 1%. Hüdropoonilise maisi lahuses kadusid mõlemad seened 28. päevaks praktiliselt. Kontrollkatsed näitasid, et mõlema seene koniidid säilitasid hüdropoonikasüsteemis kõrge elujõulisuse ka pärast nädalat. Seega on endofüütsed seened, mida mõjutavad koniidide adhesioon, peremeesorganismi äratundmine ja endogeensed rajad, hüdropoonikasüsteemi seente arvukuse järsu vähenemise peamine põhjus. Lisaks tuleneb seente kasvu soodustav funktsioon peamiselt nende endofüütilisest funktsioonist, mitte risosfääri funktsioonist.
Bioloogilised funktsioonid on üldiselt seotud populatsioonitihedusega. Ainult endofüütsete seente arvu kvantifitseerimise abil taimekudedes saame kindlaks teha seose taimekasvu stimuleerimise ja endofüütsete seente populatsioonitiheduse vahel. Mehhanismid, mille abil taimekasvu stimuleeritakse entomopatogeensete seente ja taimede interaktsioonides, vajavad edasist uurimist. Entomopatogeensetel seentel on mitte ainult märkimisväärne potentsiaal bioloogiliseks kahjuritõrjeks, vaid nad mängivad olulist rolli ka taimede kasvu stimuleerimisel, avades uusi perspektiive taimede, kahjurite ja entomopatogeensete seente vahelise ökoloogilise interaktsiooni kohta.
Igast katserühmast valiti juhuslikult üheksakümmend ühtlaselt kasvavat ja tervet maisi seemikut. Iga seemiku juurte ümbritsev kasvukeskkond loputati hoolikalt destilleeritud veega, et vältida juurestiku kahjustamist. Seejärel istutati töödeldud maisi seemikud, millel oli ühtlane kasv nii maapealses kui ka maa-aluses osas, hüdropoonilisse maisikasvatussüsteemi.
Kõiki eksperimentaalseid andmeid analüüsiti ühesuunalise dispersioonanalüüsi (ANOVA) abil IBM SPSS Statistics'is (versioon 20.0) ja ravirühmade vaheliste erinevuste olulisus määrati Tukey HSD-testi abil (P ≤ 0,05).
Kuna taimne materjal osteti kohalikult sertifitseeritud edasimüüjalt, ei olnud litsentsi vaja. Taimede või taimse materjali kasutamine käesolevas uuringus vastab asjakohastele rahvusvahelistele, riiklikele ja/või institutsionaalsetele suunistele.
Kokkuvõtteks võib öelda, et kaks entomopatogeenset seent, *Beauveria bassiana* ja *Metarhizium anisopliae*, mängisid pärast hüdropoonilise süsteemi abil risosfääri inokuleerimist positiivset rolli maisi seemikute kasvu soodustamisel. Need kaks seent suutsid ühe nädala jooksul juurestiku kaudu süstemaatiliselt koloniseerida kõik maisi organid ja koed. Seente populatsiooni dünaamika hüdropoonilises lahuses ja maisi kudede seentega koloniseerimine näitasid, et lisaks risosfääri funktsioonile andis seente endofüütne funktsioon täheldatud taimekasvu edendamisse olulisema panuse. Seente endofüütne käitumine näitas mõningaid liigispetsiifilisi omadusi. Seentele spetsiifiliste DNA ribade amplifikatsioon PCR-i abil osutus tundlikumaks kui kolooniate tuvastamise meetodid, mis kasutavad seentele selektiivseid söötmeid. Seda meetodit saab kasutada seente koloniseerimise ja nende ruumilise jaotuse täpsemaks jälgimiseks taimekudedes. Täiendavaid uuringuid on vaja, et selgitada mehhanisme, mille abil taimed ja taimekahjurid reageerivad seente endofüütilisele mõjule (lisateave).
Selle uuringu käigus loodud andmekogumid on vastavalt autorilt mõistliku taotluse korral kättesaadavad.
Postituse aeg: 20. jaanuar 2026