Beauveriabassiana en Metarhizium anisopliae is twee van die belangrikste en mees gebruikte entomopatogeniese swamme (EPF's) vir plaagbeheer. Onlangse studies het getoon dat hulle ook plantgroei kan bevorder na kunsmatige inenting. Om die kolonisasie- en groeibevorderende effekte van meer akkuraat te evalueerBeauveria bassianaen Metarhizium anisopliae op landbougewasse, is mieliesaailinge in hierdie studie behandel met onderskeidelik 13 Beauveria bassiana-stamme en 73 Metarhizium anisopliae-stamme as risosfeerswamme in 'n hidroponiese stelsel. Plantgroeiparameters, insluitend planthoogte, wortellengte en varsgewig, is vir 35 opeenvolgende dae gemonitor en aangeteken om die groeibevorderende effek van entomopatogeniese swaminokulasie te bevestig. Die resultate van die assessering van die swamherwinningstempo (FRR) het getoon dat beide Beauveria bassiana en Metarhizium anisopliae in staat is tot endofitiese kolonisasie van mielieweefsels. Op dag 7 was die opsporingskoers van Beauveria bassiana 100% in beide stingels en blare, maar teen dag 28 het die opsporingskoers in stingels tot 11.1% en in blare tot 22.2% gedaal. *Beauveria bassiana* is egter eers op dag 28 in die wortels opgespoor, met 'n opsporingskoers van 33.3%. Gedurende die waarnemingstydperk is *Metarhizium anisopliae*-stamme met 'n hoë deteksiekoers uit die wortels, stingels en blare van die plant geïsoleer. PCR-amplifikasie van swam-spesifieke DNS-bande het verder die sistematiese kolonisasie van *Beauveria bassiana* en *Metarhizium anisopliae* in verskeie weefsels bevestig; hierdie metode het 'n hoër deteksiesensitiwiteit en 'n 100% positiewe reaksie getoon. In vergelyking met die aanvanklike waardes in die hidroponiese oplossing, het die swamdigtheid teen dag 21 tot minder as 1% afgeneem. Dus het die twee geselekteerde stamme van entomopatogeniese swamme suksesvol endofitiese kolonisasie, eerder as kolonisasie, van die mielie-risosfeer gevestig en die groei daarvan in 'n hidroponiese stelsel aansienlik bevorder. Entomopatogeniese swamme het enorme potensiaal vir gebruik in organiese boerdery, insluitend as bioplaagdoders en biobemestingstowwe.
Entomopatogeniese swamme (EPF's) het hul belangrikheid bewys as biologiese beheermiddels (BCA's) vir die bestuur van verskeie plae as gevolg van hul breë gasheerreeks, gemak van produksie, stabiliteit en hoë patogenisiteit.1,2,3In China word *Beauveria bassiana* en *Metarhizium anisopliae* kommersieel gebruik vir die volhoubare beheer van groot mielieplae (soos mielieboorder en katoenbolwurm) om die oorbenutting van chemiese plaagdoders te vermy.4In plaagbestuur met swamme is die driehoekige verhouding tussen plante, plae en swamme baie meer kompleks as die verhouding tussen plae en swampatogene.
Baie plante leef in simbiose met endofitiese swamme5, wat plantweefsels bewoon sonder om hulle noemenswaardige skade aan te rig6Endofitiese swamme is organismes wat vorm nadat hulle 'n mutualistiese simbiotiese verhouding met hul gasheer gevestig het.7Hulle kan plantgroei direk of indirek bevorder en hul aanpasbaarheid by ongunstige toestande, insluitend biotiese en abiotiese stres, verbeter.8, 9, 10Endofitiese swamme besit belangrike filogenetiese eienskappe en lewenstylkenmerke, soos kolonisasie, verspreiding, gasheerplantspesifisiteit en kolonisasie van verskeie plantweefsels.11Die gebruik van endofitiese swamme as endofitiese organismes het wydverspreide navorsingsaandag getrek en het baie unieke voordele bo tradisionele endofitiese organismes getoon.
Beauveria bassiana en Metarhizium anisopliae kan 'n verskeidenheid plante infekteer, insluitend maar nie beperk tot koring, sojabone, rys, peulgewasse, ui, tamatie, palm, druiwe, aartappel en katoen.12Plaaslike of sistemiese infeksie kom hoofsaaklik voor in die wortels, stingels, blare en interne weefsels van plante.11Kunsmatige infeksie deur saadbehandeling, blaartoediening en grondbesproeiing kan plantgroei bevorder deur endofitiese infeksie deur swamme.13,14,15,16Saadbehandeling van gewasse met Beauveria bassiana en Metarhizium anisopliae het suksesvol endofitiese infeksie in plantweefsels geïnduseer en plantgroei bevorder deur stamhoogte, wortellengte, vars wortelgewig en stamvarsgewig te verhoog.17,18,19Grondinenting enblaarBespuiting van Beauveria bassiana is ook die mees gebruikte toedieningsmetodes, wat die groei van mieliesaailinge aansienlik kan bevorder.20
Die doel van hierdie studie was om die groeibevorderende effekte en kolonisasie-eienskappe van mieliesaailinge deur Beauveria bassiana en Metarhizium anisopliae en hul impak op plantgroei in hidroponiese stelsels te evalueer.
In 'n 35-dae lange eksperiment het behandeling met die swamme Beauveria bassiana en Metarhizium anisopliae mieliegroei aansienlik bevorder. Soos getoon in Figuur 1, het die stimulerende effek van die swamme op verskeie mielieorgane afgehang van hul groeistadium.
Mieliesaailinggroei onder verskillende behandelings oor tyd. Van links na regs verteenwoordig die verskillend gekleurde lyne mieliesaailinge in die kontrolegroep, die Beauveria bassiana-behandelde groep en die Metarhizium anisopliae-behandelde groep, onderskeidelik.
Kolonisasie van mielieweefsels deur *Beauveria bassiana* en *Metarhizium anisopliae* is verder ondersoek met behulp van PCR-amplifikasie. Tabel 5 toon dat *Beauveria bassiana* 100% van alle mielie-orgaanweefsels by elke monsternemingspunt gekoloniseer het (7–35 dae). Soortgelyke resultate is waargeneem vir *Metarhizium anisopliae* in blaarweefsels, maar kolonisasie deur hierdie swam het nie altyd op 100% in mieliestingels en -blare gebly nie.
Inokulasiemetodes is van kritieke belang vir swamkolonisasiepatrone.28Parsa et al.29het bevind dat *Beauveria bassiana* plante endofities kan koloniseer wanneer dit gespuit of natgemaak word, terwyl wortelkolonisering slegs moontlik is met natmaak. In sorghum het Tefera en Vidal berig dat blaarinokulasie die tempo van *Beauveria bassiana*-kolonisasie in die stam verhoog het, terwyl saadinokulasie die tempo van kolonisasie in beide wortels en stingels verhoog het. In hierdie studie het ons wortels met twee swamme ingeënt deur 'n konidiale suspensie direk by die hidroponiese stelsel te voeg. Hierdie metode kan die doeltreffendheid van swamverspreiding verbeter, aangesien lopende water die beweging van swamkonidia na mieliewortels kan vergemaklik. Benewens inokulasiemetodes, kan ander faktore soos grondmikroörganismes, temperatuur, relatiewe humiditeit, voedingsmedium, plantouderdom en spesies, inokulasiedigtheid en swamspesies die suksesvolle kolonisasie van verskeie plantweefsels deur swamme beïnvloed.28
Verder verteenwoordig PCR-amplifikasie van swamspesifieke DNS-bande 'n nuwe en sensitiewe metode vir die opsporing van swam-endofiete. Byvoorbeeld, na die kweek van plantweefsels op selektiewe swammedia, is 'n lae aantal vrye detektorreseptore (FRR) vir *Beauveria bassiana* opgespoor, maar PCR-analise het 100% opsporing opgelewer. Lae populasiedigtheid van endofitiese swamme in plantweefsels of biotiese inhibisie van plantweefsels kan die oorsaak wees van onsuksesvolle swamgroei op selektiewe media. PCR-amplifikasie kan betroubaar toegepas word op die studie van endofitiese swamme.
Vorige studies het getoon dat sommige endofitiese insekpatogene as biobemestingstowwe kan optree deur plantgroei te bevorder. Jaber et al. [16]het berig dat koringsaad wat vir 14 dae met Beauveria bassiana ingeënt is, 'n groter stamhoogte, wortellengte, vars wortelgewig en stamgewig gehad het as ongeënte plante. Russo et al.[30]het berig dat blaarbespuiting van mielies met Beauveria bassiana planthoogte, blaargetal en die aantal eerste aarknope verhoog het.
In ons studie het twee geselekteerde entomopatogeniese swamme, Beauveria bassiana en Metarhizium anisopliae, ook mieliegroei in 'n hidroponiese plantgroeistelsel beduidend bevorder en sistematiese kolonisasie van verskeie weefsels van mieliesaailinge gevestig, wat na verwagting groei op die lang termyn sal bevorder.
In teenstelling hiermee het Moloignane et al. bevind dat daar selfs 4 weke na grondbesproeiing geen beduidende verskille in planthoogte, worteltelling, blaartelling, varsgewig en droë gewig was tussen wingerdstokke wat met *Beauveria bassiana* behandel en onbehandeld is nie. Dit is nie verbasend nie, aangesien die endofitiese kapasiteit van spesifieke swamstamme nou verwant kan wees aan die gasheerplantspesie, plantkultivar, voedingstoestande en omgewingsinvloede. Tull en Meying het die effek van *Beauveria bassiana* saadbehandeling (GHA) op mieliegroei ondersoek. Hulle het bevind dat *Beauveria bassiana* slegs as 'n groeibevorderaar in mielies onder nutriëntvoldoende toestande optree, en geen stimulerende effek is waargeneem onder nutriënt-tekorte toestande nie. Dus is die meganisme van plantreaksie op die endofitiese effekte van swamme ver van duidelik en vereis verdere ondersoek.
Ons het die effekte van die entomopatogeniese swamme *Beauveria bassiana* en *Metarhizium anisopliae* as groeibevorderaars in mielies ondersoek. Dit bly egter onduidelik of die primêre meganisme risosfeer of endofities is. Ons het die populasiedinamika van *Beauveria bassiana* en *Metarhizium anisopliae* in hidroponiese oplossings en plantweefsels gemonitor om hul werkingsmeganismes te verduidelik. Deur kolonievormende eenhede (KVE) as 'n aanduiding te gebruik, het ons gevind dat die oorvloed van *Beauveria bassiana* en *Metarhizium anisopliae* in die hidroponiese oplossing vinnig afgeneem het. Na een week was die residuele konsentrasie van *Metarhizium anisopliae* minder as 10%, en *Beauveria bassiana* was minder as 1%. In die hidroponiese mielie-oplossing het beide swamme feitlik teen dag 28 verdwyn. Kontrole-eksperimente het getoon dat konidia van beide swamme na een week hoë lewensvatbaarheid in die hidroponiese stelsel behou het. Dus, endofitiese swamme, beïnvloed deur konidiale adhesie, gasheerherkenning en endogene weë, is die primêre oorsaak van die skerp afname in swam-oorvloed in die hidroponiese stelsel. Verder is die groeibevorderende funksie van swamme hoofsaaklik te wyte aan hul endofitiese funksie, nie risosfeerfunksie nie.
Biologiese funksies word oor die algemeen geassosieer met bevolkingsdigtheid. Slegs deur die aantal endofitiese swamme in plantweefsels te kwantifiseer, kan ons 'n verband tussen plantgroeistimulasie en endofitiese swampopulasiedigtheid vasstel. Die meganismes waardeur plantgroei gestimuleer word in entomopatogeniese swam-plant-interaksies, vereis verdere ondersoek. Entomopatogeniese swamme beskik nie net oor beduidende potensiaal vir biologiese plaagbeheer nie, maar speel ook 'n belangrike rol in die stimulering van plantgroei, wat nuwe perspektiewe op die ekologiese interaksies tussen plante, plae en entomopatogeniese swamme oopmaak.
Negentig eenvormig groeiende en gesonde mieliesaailinge is ewekansig uit elke eksperimentele groep gekies. Die groeimedium rondom die wortels van elke saailing is versigtig met gedistilleerde water afgespoel om skade aan die wortelstelsel te voorkom. Die behandelde mieliesaailinge, wat eenvormige groei in beide bo- en ondergrondse dele gehad het, is toe in 'n hidroponiese mieliesaailingestelsel oorgeplant.
Alle eksperimentele data is geanaliseer met behulp van eenrigting-variansie-analise (ANOVA) in IBM SPSS Statistics (weergawe 20.0), en die betekenis van verskille tussen behandelings is bepaal met behulp van Tukey se HSD-toets (P ≤ 0.05).
Aangesien die plantmateriaal van 'n plaaslike gesertifiseerde verspreider aangekoop is, was geen lisensie nodig nie. Die gebruik van plante of plantmateriaal in hierdie studie voldoen aan relevante internasionale, nasionale en/of institusionele riglyne.
Ten slotte het twee entomopatogeniese swamme, *Beauveria bassiana* en *Metarhizium anisopliae*, 'n positiewe rol gespeel in die bevordering van mieliesaailinggroei na risosfeer-inenting met 'n hidroponiese stelsel. Hierdie twee swamme kon binne een week sistematiese kolonisasie van alle mielieorgane en -weefsels deur die wortelstelsel vestig. Swampopulasiedinamika in die hidroponiese oplossing en swamkolonisasie van mielieweefsels het aan die lig gebring dat, benewens risosfeerfunksie, die endofitiese funksie van die swamme 'n meer beduidende bydrae tot die waargenome plantgroeibevordering gelewer het. Die endofitiese gedrag van die swamme het 'n paar spesiespesifieke eienskappe getoon. Die amplifikasie van swamspesifieke DNS-bande met behulp van PCR het meer sensitief geblyk te wees as kolonie-opsporingsmetodes wat swamselektiewe media gebruik. Hierdie metode kan gebruik word om swamkolonisasie en hul ruimtelike verspreiding in plantweefsels meer akkuraat op te spoor. Verdere navorsing is nodig om die meganismes te verduidelik waardeur plante en plantplae reageer op die endofitiese effekte van swamme (bykomende inligting).
Die datastelle wat tydens hierdie studie gegenereer is, is op redelike versoek van die ooreenstemmende outeur beskikbaar.
Plasingstyd: 20 Januarie 2026