بووریاbassiana و Metarhizium anisopliae دو مورد از مهمترین و پرکاربردترین قارچهای بیمارگر حشرات (EPF) برای کنترل آفات هستند. مطالعات اخیر نشان داده است که آنها همچنین میتوانند رشد گیاه را پس از تلقیح مصنوعی افزایش دهند. برای ارزیابی دقیقتر اثرات کلونیزاسیون و افزایش رشدبووریا باسیاناو Metarhizium anisopliae روی محصولات کشاورزی، در این مطالعه، نهالهای ذرت به ترتیب با ۱۳ سویه Beauveria bassiana و ۷۳ سویه Metarhizium anisopliae به عنوان قارچهای ریزوسفر در سیستم هیدروپونیک تیمار شدند. پارامترهای رشد گیاه، از جمله ارتفاع گیاه، طول ریشه و وزن تر، به مدت ۳۵ روز متوالی مورد بررسی و ثبت قرار گرفتند تا اثر تقویتکننده رشد تلقیح قارچهای بیمارگر حشرات تأیید شود. نتایج ارزیابی نرخ بازیابی قارچ (FRR) نشان داد که هر دو گونه Beauveria bassiana و Metarhizium anisopliae قادر به کلونیزاسیون اندوفیت در بافتهای ذرت هستند. در روز ۷، میزان تشخیص Beauveria bassiana در هر دو ساقه و برگ ۱۰۰٪ بود، اما تا روز ۲۸، میزان تشخیص در ساقهها به ۱۱.۱٪ و در برگها به ۲۲.۲٪ کاهش یافت. با این حال، *Beauveria bassiana* تا روز ۲۸ در ریشهها شناسایی نشد، با نرخ تشخیص ۳۳.۳٪. در طول دوره مشاهده، سویههای *Metarhizium anisopliae* با نرخ تشخیص بالا از ریشهها، ساقهها و برگهای گیاه جدا شدند. تکثیر PCR باندهای DNA اختصاصی قارچ، کلونیزاسیون سیستماتیک *Beauveria bassiana* و *Metarhizium anisopliae* را در بافتهای مختلف بیشتر تأیید کرد. این روش حساسیت تشخیص بالاتر و واکنش ۱۰۰٪ مثبت را نشان داد. در مقایسه با مقادیر اولیه در محلول هیدروپونیک، تا روز ۲۱، تراکم قارچ به کمتر از ۱٪ کاهش یافت. بنابراین، دو سویه انتخاب شده از قارچهای بیمارگر حشرات با موفقیت کلونیزاسیون اندوفیتی، به جای کلونیزاسیون، را در ریزوسفر ذرت ایجاد کردند و رشد آن را در سیستم هیدروپونیک به طور قابل توجهی افزایش دادند. قارچهای بیمارگر حشرات پتانسیل زیادی برای استفاده در کشاورزی ارگانیک، از جمله به عنوان آفتکشهای زیستی و کودهای زیستی دارند.
قارچهای بیمارگر حشرات (EPFs) به دلیل دامنه میزبانی وسیع، سهولت تولید، پایداری و بیماریزایی بالا، اهمیت خود را به عنوان عوامل کنترل بیولوژیکی (BCA) برای مدیریت آفات مختلف ثابت کردهاند.۱،۲،۳در چین، *Beauveria bassiana* و *Metarhizium anisopliae* به صورت تجاری برای کنترل پایدار آفات اصلی ذرت (مانند کرم ساقهخوار ذرت و کرم غوزه پنبه) استفاده میشوند تا از مصرف بیش از حد آفتکشهای شیمیایی جلوگیری شود.4در مدیریت آفات با قارچها، رابطه مثلثی بین گیاهان، آفات و قارچها بسیار پیچیدهتر از رابطه بین آفات و عوامل بیماریزای قارچی است.
بسیاری از گیاهان در همزیستی با قارچهای اندوفیت زندگی میکنند.5که در بافتهای گیاهی ساکن هستند بدون اینکه آسیب قابل توجهی به آنها وارد کنند6قارچهای اندوفیت ارگانیسمهایی هستند که پس از برقراری یک رابطه همزیستی متقابل با میزبان خود تشکیل میشوند.7آنها میتوانند به طور مستقیم یا غیرمستقیم رشد گیاه را تقویت کرده و سازگاری آنها را با شرایط نامساعد، از جمله تنشهای زیستی و غیرزیستی، افزایش دهند.۸، ۹، ۱۰قارچهای اندوفیت دارای ویژگیهای فیلوژنتیکی و سبک زندگی مهمی مانند کلونیزاسیون، پراکندگی، اختصاصی بودن گیاه میزبان و کلونیزاسیون بافتهای مختلف گیاهی هستند.11استفاده از قارچهای اندوفیت به عنوان ارگانیسمهای اندوفیت، توجه تحقیقاتی گستردهای را به خود جلب کرده و مزایای منحصر به فرد بسیاری را نسبت به ارگانیسمهای اندوفیت سنتی نشان داده است.
قارچهای Beauveria bassiana و Metarhizium anisopliae میتوانند انواع گیاهان از جمله گندم، سویا، برنج، حبوبات، پیاز، گوجه فرنگی، نخل، انگور، سیب زمینی و پنبه را آلوده کنند، اما محدود به این موارد نیستند.12عفونت موضعی یا سیستمیک عمدتاً در ریشهها، ساقهها، برگها و بافتهای داخلی گیاهان رخ میدهد.11آلودگی مصنوعی از طریق ضدعفونی بذر، محلولپاشی و آبیاری خاک میتواند رشد گیاه را از طریق آلودگی اندوفیتی توسط قارچها افزایش دهد.۱۳،۱۴،۱۵،۱۶تیمار بذر محصولات کشاورزی با قارچهای Beauveria bassiana و Metarhizium anisopliae با موفقیت باعث القای عفونت اندوفیتی در بافتهای گیاهی و افزایش رشد گیاه با افزایش ارتفاع ساقه، طول ریشه، وزن تر ریشه و وزن تر ساقه شد.۱۷،۱۸،۱۹تلقیح خاک وبرگیاسپری کردن قارچ Beauveria bassiana نیز رایجترین روشهای استفاده است که میتواند به طور قابل توجهی رشد نهالهای ذرت را افزایش دهد.20
هدف از این مطالعه ارزیابی اثرات محرک رشد و ویژگیهای کلونیزاسیون گیاهچههای ذرت توسط قارچهای Beauveria bassiana و Metarhizium anisopliae و تأثیر آنها بر رشد گیاه در سیستمهای هیدروپونیک بود.
در یک آزمایش ۳۵ روزه، تیمار با قارچهای Beauveria bassiana و Metarhizium anisopliae به طور قابل توجهی رشد ذرت را افزایش داد. همانطور که در شکل ۱ نشان داده شده است، اثر تحریکی قارچها بر اندامهای مختلف ذرت به مرحله رشد آنها بستگی داشت.
رشد گیاهچه ذرت تحت تیمارهای مختلف در طول زمان. از چپ به راست، خطوط با رنگهای متفاوت به ترتیب نشان دهنده گیاهچههای ذرت در گروه کنترل، گروه تیمار شده با قارچ Beauveria bassiana و گروه تیمار شده با قارچ Metarhizium anisopliae هستند.
کلونیزاسیون بافتهای ذرت توسط *Beauveria bassiana* و *Metarhizium anisopliae* با استفاده از تکثیر PCR بیشتر بررسی شد. جدول 5 نشان میدهد که *Beauveria bassiana* در هر نقطه نمونهبرداری (7 تا 35 روز) 100٪ از کل بافتهای اندام ذرت را کلونیزه کرده است. نتایج مشابهی برای *Metarhizium anisopliae* در بافتهای برگ مشاهده شد، اما کلونیزاسیون توسط این قارچ همیشه در ساقهها و برگهای ذرت به صورت 100٪ باقی نماند.
روشهای تلقیح برای الگوهای کلونیزاسیون قارچی بسیار مهم هستند.28پارسا و همکاران.29دریافتند که *Beauveria bassiana* میتواند گیاهان را به صورت اندوفیتی در هنگام اسپری کردن یا آبیاری کلونیزه کند، در حالی که کلونیزاسیون ریشه فقط با آبیاری امکانپذیر است. در سورگوم، تفرا و ویدال گزارش دادند که تلقیح برگ، میزان کلونیزاسیون *Beauveria bassiana* را در ساقه افزایش میدهد، در حالی که تلقیح بذر، میزان کلونیزاسیون را هم در ریشه و هم در ساقه افزایش میدهد. در این مطالعه، ما ریشهها را با دو قارچ با اضافه کردن سوسپانسیون کنیدی به طور مستقیم به سیستم هیدروپونیک تلقیح کردیم. این روش ممکن است کارایی پراکندگی قارچ را بهبود بخشد، زیرا آب جاری میتواند حرکت کنیدیهای قارچی را به ریشههای ذرت تسهیل کند. علاوه بر روشهای تلقیح، عوامل دیگری مانند میکروارگانیسمهای خاک، دما، رطوبت نسبی، محیط غذایی، سن و گونه گیاه، تراکم تلقیح و گونههای قارچی میتوانند بر کلونیزاسیون موفقیتآمیز بافتهای مختلف گیاه توسط قارچها تأثیر بگذارند.28
علاوه بر این، تکثیر PCR باندهای DNA اختصاصی قارچ، روشی جدید و حساس برای تشخیص اندوفیتهای قارچی است. به عنوان مثال، پس از کشت بافتهای گیاهی روی محیطهای انتخابی قارچی، تعداد کمی گیرنده آشکارساز آزاد (FRR) برای *Beauveria bassiana* شناسایی شد، اما تجزیه و تحلیل PCR منجر به تشخیص ۱۰۰٪ شد. تراکم جمعیت کم قارچهای اندوفیت در بافتهای گیاهی یا مهار زیستی بافتهای گیاهی ممکن است علت رشد ناموفق قارچها در محیطهای انتخابی باشد. تکثیر PCR را میتوان به طور قابل اعتمادی برای مطالعه قارچهای اندوفیت به کار برد.
مطالعات قبلی نشان دادهاند که برخی از عوامل بیماریزای حشرات اندوفیت میتوانند با افزایش رشد گیاه به عنوان کودهای زیستی عمل کنند. جابر و همکاران [۱۶]گزارش دادند که بذرهای گندم تلقیح شده با قارچ Beauveria bassiana به مدت 14 روز، ارتفاع ساقه، طول ریشه، وزن ریشه تازه و وزن ساقه بیشتری نسبت به گیاهان تلقیح نشده داشتند. روسو و همکاران.[30]گزارش شده است که محلولپاشی برگی ذرت با قارچ Beauveria bassiana باعث افزایش ارتفاع گیاه، تعداد برگ و تعداد گره اولین خوشه میشود.
در مطالعه ما، دو قارچ بیمارگر حشرات منتخب، Beauveria bassiana و Metarhizium anisopliae، نیز به طور قابل توجهی رشد ذرت را در سیستم کشت هیدروپونیک افزایش دادند و کلونیزاسیون سیستماتیک بافتهای مختلف نهالهای ذرت را ایجاد کردند که انتظار میرود در درازمدت باعث افزایش رشد شود.
در مقابل، مولویگنان و همکاران دریافتند که حتی ۴ هفته پس از آبیاری خاک، هیچ تفاوت معنیداری در ارتفاع گیاه، تعداد ریشه، تعداد برگ، وزن تر و وزن خشک بین تاکهای انگور تیمار شده و تیمار نشده با *Beauveria bassiana* وجود نداشت. این تعجبآور نیست، زیرا ظرفیت اندوفیتی سویههای خاص قارچی میتواند ارتباط نزدیکی با گونه گیاه میزبان، رقم گیاه، شرایط تغذیهای و تأثیرات محیطی داشته باشد. تول و میینگ تأثیر تیمار بذر *Beauveria bassiana* (GHA) را بر رشد ذرت بررسی کردند. آنها دریافتند که *Beauveria bassiana* فقط در شرایط کافی از نظر مواد مغذی به عنوان یک محرک رشد در ذرت عمل میکند و هیچ اثر تحریکی در شرایط کمبود مواد مغذی مشاهده نشد. بنابراین، مکانیسم پاسخ گیاه به اثرات اندوفیتی قارچها به هیچ وجه مشخص نیست و نیاز به بررسی بیشتر دارد.
ما اثرات قارچهای بیمارگر حشرات *Beauveria bassiana* و *Metarhizium anisopliae* را به عنوان محرکهای رشد در ذرت بررسی کردیم. با این حال، اینکه مکانیسم اصلی ریزوسفر است یا اندوفیت، هنوز مشخص نیست. ما پویایی جمعیت *Beauveria bassiana* و *Metarhizium anisopliae* را در محلولهای هیدروپونیک و بافتهای گیاهی بررسی کردیم تا مکانیسمهای عمل آنها را روشن کنیم. با استفاده از واحدهای تشکیلدهنده کلونی (CFU) به عنوان شاخص، دریافتیم که فراوانی *Beauveria bassiana* و *Metarhizium anisopliae* در محلول هیدروپونیک به سرعت کاهش یافت. پس از یک هفته، غلظت باقیمانده *Metarhizium anisopliae* کمتر از 10٪ و *Beauveria bassiana* کمتر از 1٪ بود. در محلول هیدروپونیک ذرت، هر دو قارچ عملاً تا روز 28 ناپدید شدند. آزمایشهای کنترل نشان داد که کنیدیهای هر دو قارچ پس از یک هفته، زندهمانی بالایی را در سیستم هیدروپونیک حفظ کردند. بنابراین، قارچهای اندوفیت، تحت تأثیر چسبندگی کنیدی، تشخیص میزبان و مسیرهای درونزا، علت اصلی کاهش شدید فراوانی قارچها در سیستم هیدروپونیک هستند. علاوه بر این، عملکرد محرک رشد قارچها در درجه اول به دلیل عملکرد اندوفیتی آنها است، نه عملکرد ریزوسفر.
عملکردهای بیولوژیکی عموماً با تراکم جمعیت مرتبط هستند. تنها با تعیین کمیت تعداد قارچهای اندوفیت در بافتهای گیاهی میتوانیم رابطهای بین تحریک رشد گیاه و تراکم جمعیت قارچهای اندوفیت برقرار کنیم. مکانیسمهایی که رشد گیاه از طریق آنها در تعاملات قارچهای بیمارگر حشرات و گیاه تحریک میشود، نیاز به بررسی بیشتر دارد. قارچهای بیمارگر حشرات نه تنها پتانسیل قابل توجهی برای کنترل بیولوژیکی آفات دارند، بلکه نقش مهمی در تحریک رشد گیاه نیز ایفا میکنند و دیدگاههای جدیدی را در مورد تعاملات اکولوژیکی بین گیاهان، آفات و قارچهای بیمارگر حشرات باز میکنند.
نود نهال ذرت با رشد یکنواخت و سالم به طور تصادفی از هر گروه آزمایشی انتخاب شدند. محیط کشت اطراف ریشههای هر نهال با دقت با آب مقطر شسته شد تا از آسیب به سیستم ریشه جلوگیری شود. سپس نهالهای ذرت تیمار شده که رشد یکنواختی در هر دو قسمت هوایی و زیرزمینی داشتند، به یک سیستم کشت هیدروپونیک ذرت منتقل شدند.
تمام دادههای آزمایش با استفاده از آنالیز واریانس یکطرفه (ANOVA) در نرمافزار IBM SPSS Statistics (نسخه 20.0) تجزیه و تحلیل شدند و معناداری تفاوت بین تیمارها با استفاده از آزمون Tukey's HSD (P ≤ 0.05) تعیین شد.
از آنجا که مواد گیاهی از یک توزیعکننده معتبر محلی خریداری شده است، نیازی به مجوز نبوده است. استفاده از گیاهان یا مواد گیاهی در این مطالعه مطابق با دستورالعملهای مربوطه بینالمللی، ملی و/یا نهادی است.
در نتیجه، دو قارچ بیمارگر حشرات، *Beauveria bassiana* و *Metarhizium anisopliae*، نقش مثبتی در افزایش رشد گیاهچه ذرت پس از تلقیح ریزوسفر با سیستم هیدروپونیک ایفا کردند. این دو قارچ توانستند در عرض یک هفته از طریق سیستم ریشه، کلنیسازی سیستماتیک تمام اندامها و بافتهای ذرت را ایجاد کنند. پویایی جمعیت قارچی در محلول هیدروپونیک و کلنیسازی قارچی بافتهای ذرت نشان داد که علاوه بر عملکرد ریزوسفر، عملکرد اندوفیتی قارچها سهم قابل توجهی در افزایش رشد گیاه مشاهده شده دارد. رفتار اندوفیتی قارچها برخی از ویژگیهای خاص گونه را نشان داد. تکثیر باندهای DNA اختصاصی قارچ با استفاده از PCR حساستر از روشهای تشخیص کلنی با استفاده از محیطهای کشت انتخابی قارچی بود. این روش میتواند برای ردیابی دقیقتر کلنیسازی قارچی و توزیع فضایی آنها در بافتهای گیاهی مورد استفاده قرار گیرد. تحقیقات بیشتری برای روشن شدن مکانیسمهایی که گیاهان و آفات گیاهی به اثرات اندوفیتی قارچها پاسخ میدهند، مورد نیاز است (اطلاعات تکمیلی).
مجموعه دادههای تولید شده در طول این مطالعه، بنا به درخواست معقول، از نویسنده مسئول در دسترس است.
زمان ارسال: 20 ژانویه 2026