Beauveriabassiana i Metarhizium anisopliae són dos dels fongs entomopatògens (EPF) més importants i utilitzats per al control de plagues. Estudis recents han demostrat que també poden promoure el creixement de les plantes després de la inoculació artificial. Per avaluar amb més precisió els efectes de colonització i promoció del creixement deBeauveria bassianai Metarhizium anisopliae en cultius agrícoles, en aquest estudi, les plàntules de blat de moro es van tractar amb 13 soques de Beauveria bassiana i 73 soques de Metarhizium anisopliae, respectivament, com a fongs de la rizosfera en un sistema hidropònic. Els paràmetres de creixement de les plantes, incloent-hi l'alçada de la planta, la longitud de l'arrel i el pes fresc, es van controlar i registrar durant 35 dies consecutius per confirmar l'efecte promotor del creixement de la inoculació de fongs entomopatògens. Els resultats de l'avaluació de la taxa de recuperació fúngica (FRR) van mostrar que tant Beauveria bassiana com Metarhizium anisopliae són capaços de colonitzar endofíticament els teixits del blat de moro. El dia 7, la taxa de detecció de Beauveria bassiana va ser del 100% tant en tiges com en fulles, però el dia 28, la taxa de detecció en tiges va disminuir a l'11,1% i en fulles al 22,2%. No obstant això, *Beauveria bassiana* no es va detectar a les arrels fins al dia 28, amb una taxa de detecció del 33,3%. Durant tot el període d'observació, es van aïllar soques de *Metarhizium anisopliae* de les arrels, tiges i fulles de la planta amb una alta taxa de detecció. L'amplificació per PCR de bandes d'ADN específiques de fongs va confirmar encara més la colonització sistemàtica de *Beauveria bassiana* i *Metarhizium anisopliae* en diversos teixits; aquest mètode va demostrar una major sensibilitat de detecció i una reacció positiva del 100%. En comparació amb els valors inicials de la solució hidropònica, el dia 21, la densitat fúngica va disminuir a menys de l'1%. Així, les dues soques seleccionades de fongs entomopatògens van establir amb èxit la colonització endofítica, en lloc de la colonització, de la rizosfera del blat de moro i van promoure significativament el seu creixement en un sistema hidropònic. Els fongs entomopatògens tenen un enorme potencial per al seu ús en l'agricultura ecològica, incloent-hi com a biopesticides i biofertilitzants.
Els fongs entomopatògens (EPF) han demostrat la seva importància com a agents de control biològic (BCA) per al maneig de diverses plagues a causa de la seva àmplia gamma d'hostes, facilitat de producció, estabilitat i alta patogenicitat.1, 2, 3A la Xina, *Beauveria bassiana* i *Metarhizium anisopliae* s'utilitzen comercialment per al control sostenible de les principals plagues del blat de moro (com el barrinador del blat de moro i el cuc del cotó) per evitar l'ús excessiu de pesticides químics.4En la gestió de plagues amb fongs, la relació triangular entre plantes, plagues i fongs és molt més complexa que la relació entre plagues i patògens fúngics.
Moltes plantes viuen en simbiosi amb fongs endòfits5, que habiten els teixits vegetals sense causar-los danys significatius6Els fongs endòfits són organismes que es formen després d'establir una relació simbiòtica mutualista amb el seu hoste.7Poden promoure directament o indirectament el creixement de les plantes i millorar la seva adaptabilitat a condicions adverses, inclosos els estrès biòtics i abiòtics.8, 9, 10Els fongs endòfits posseeixen característiques filogenètiques i d'estil de vida importants, com ara la colonització, la dispersió, l'especificitat de la planta hoste i la colonització de diversos teixits vegetals.11L'ús de fongs endòfits com a organismes endòfits ha atret una àmplia atenció de la recerca i ha demostrat molts avantatges únics respecte als organismes endòfits tradicionals.
Beauveria bassiana i Metarhizium anisopliae poden infectar una varietat de plantes, incloent-hi, entre d'altres, el blat, la soja, l'arròs, els llegums, la ceba, el tomàquet, la palma, el raïm, la patata i el cotó.12La infecció local o sistèmica es produeix principalment a les arrels, les tiges, les fulles i els teixits interns de les plantes.11La infecció artificial mitjançant el tractament de llavors, l'aplicació foliar i el reg del sòl pot promoure el creixement de les plantes mitjançant la infecció endofítica per fongs.13,14,15,16El tractament de llavors de cultius amb Beauveria bassiana i Metarhizium anisopliae va induir amb èxit infecció endofítica en els teixits vegetals i va promoure el creixement de les plantes augmentant l'alçada de la tija, la longitud de l'arrel, el pes fresc de l'arrel i el pes fresc de la tija.17,18,19Inoculació del sòl ifoliarLa polvorització de Beauveria bassiana també són els mètodes d'aplicació més utilitzats, que poden promoure significativament el creixement de les plàntules de blat de moro.20
L'objectiu d'aquest estudi va ser avaluar els efectes promotors del creixement i les característiques de colonització de les plàntules de blat de moro per Beauveria bassiana i Metarhizium anisopliae i el seu impacte en el creixement de les plantes en sistemes hidropònics.
En un experiment de 35 dies, el tractament amb els fongs Beauveria bassiana i Metarhizium anisopliae va promoure significativament el creixement del blat de moro. Com es mostra a la Figura 1, l'efecte estimulant dels fongs sobre diversos òrgans del blat de moro depenia de la seva fase de creixement.
Creixement de plàntules de blat de moro sota diferents tractaments al llarg del temps. D'esquerra a dreta, les línies de diferents colors representen les plàntules de blat de moro del grup de control, el grup tractat amb Beauveria bassiana i el grup tractat amb Metarhizium anisopliae, respectivament.
La colonització dels teixits del blat de moro per *Beauveria bassiana* i *Metarhizium anisopliae* es va investigar més a fons mitjançant l'amplificació per PCR. La taula 5 mostra que *Beauveria bassiana* va colonitzar el 100% de tots els teixits orgànics del blat de moro a cada punt de mostreig (7–35 dies). Es van observar resultats similars per a *Metarhizium anisopliae* en els teixits de les fulles, però la colonització per aquest fong no sempre es va mantenir al 100% en les tiges i les fulles del blat de moro.
Els mètodes d'inoculació són crucials per als patrons de colonització fúngica.28Parsa et al.29van descobrir que *Beauveria bassiana* pot colonitzar les plantes endofíticament quan es ruixa o es rega, mentre que la colonització de les arrels només és possible amb reg. En el sorgo, Tefera i Vidal van informar que la inoculació de fulles augmentava la taxa de colonització de *Beauveria bassiana* a la tija, mentre que la inoculació de llavors augmentava la taxa de colonització tant a les arrels com a les tiges. En aquest estudi, vam inocular les arrels amb dos fongs afegint una suspensió de conidis directament al sistema hidropònic. Aquest mètode pot millorar l'eficiència de la dispersió de fongs, ja que l'aigua corrent pot facilitar el moviment de les conídies fúngiques a les arrels del blat de moro. A més dels mètodes d'inoculació, altres factors com els microorganismes del sòl, la temperatura, la humitat relativa, el medi nutritiu, l'edat i les espècies de la planta, la densitat d'inoculació i les espècies de fongs poden influir en l'èxit de la colonització de diversos teixits vegetals pels fongs.28
A més, l'amplificació per PCR de bandes d'ADN específiques de fongs representa un mètode nou i sensible per detectar endòfits fúngics. Per exemple, després de cultivar teixits vegetals en medis fúngics selectius, es va detectar un baix nombre de receptors detectors lliures (FRR) per a *Beauveria bassiana*, però l'anàlisi per PCR va donar una detecció del 100%. La baixa densitat de població de fongs endòfits en teixits vegetals o la inhibició biòtica dels teixits vegetals poden ser la causa d'un creixement fúngic sense èxit en medis selectius. L'amplificació per PCR es pot aplicar de manera fiable a l'estudi dels fongs endòfits.
Estudis previs han demostrat que alguns patògens d'insectes endòfits poden actuar com a biofertilitzants promovent el creixement de les plantes. Jaber et al. [16]va informar que les llavors de blat inoculades amb Beauveria bassiana durant 14 dies tenien una alçada de tija, una longitud d'arrel, un pes d'arrel fresca i un pes de tija més grans que les plantes no inoculades. Russo et al.[30]va informar que la polvorització foliar de blat de moro amb Beauveria bassiana va augmentar l'alçada de la planta, el nombre de fulles i el nombre del primer node de l'espiga.
En el nostre estudi, dos fongs entomopatògens seleccionats, Beauveria bassiana i Metarhizium anisopliae, també van promoure significativament el creixement del blat de moro en un sistema de cultiu hidropònic i van establir una colonització sistemàtica de diversos teixits de plàntules de blat de moro, la qual cosa s'espera que promogui el creixement a llarg termini.
En canvi, Moloignane et al. van descobrir que fins i tot 4 setmanes després del reg del sòl, no hi havia diferències significatives en l'alçada de la planta, el recompte d'arrels, el recompte de fulles, el pes fresc i el pes sec entre les vinyes tractades i les no tractades amb *Beauveria bassiana*. Això no és sorprenent, ja que la capacitat endofítica de soques fúngiques específiques pot estar estretament relacionada amb l'espècie de planta hoste, el cultivar de planta, les condicions nutricionals i les influències ambientals. Tull i Meying van investigar l'efecte del tractament de llavors amb *Beauveria bassiana* (GHA) sobre el creixement del blat de moro. Van descobrir que *Beauveria bassiana* actuava com a promotor del creixement en el blat de moro només en condicions suficients en nutrients, i no es va observar cap efecte estimulant en condicions deficients en nutrients. Per tant, el mecanisme de resposta de les plantes als efectes endofítics dels fongs està lluny de ser clar i requereix més investigació.
Vam investigar els efectes dels fongs entomopatògens *Beauveria bassiana* i *Metarhizium anisopliae* com a promotors del creixement en el blat de moro. Tanmateix, no està clar si el mecanisme principal és rizosferic o endofític. Vam monitoritzar la dinàmica poblacional de *Beauveria bassiana* i *Metarhizium anisopliae* en solucions hidropòniques i teixits vegetals per elucidar els seus mecanismes d'acció. Utilitzant unitats formadores de colònies (UFC) com a indicador, vam trobar que l'abundància de *Beauveria bassiana* i *Metarhizium anisopliae* a la solució hidropònica va disminuir ràpidament. Després d'una setmana, la concentració residual de *Metarhizium anisopliae* era inferior al 10% i *Beauveria bassiana* era inferior a l'1%. A la solució hidropònica de blat de moro, tots dos fongs pràcticament van desaparèixer el dia 28. Els experiments de control van mostrar que les conídies d'ambdós fongs van mantenir una alta viabilitat en el sistema hidropònic després d'una setmana. Així doncs, els fongs endòfits, influenciats per l'adhesió conidial, el reconeixement de l'hoste i les vies endògenes, són la causa principal de la forta disminució de l'abundància de fongs en el sistema hidropònic. A més, la funció promotora del creixement dels fongs es deu principalment a la seva funció endofítica, no a la funció de la rizosfera.
Les funcions biològiques generalment s'associen amb la densitat de població. Només quantificant el nombre de fongs endofítics en els teixits vegetals podem establir una relació entre l'estimulació del creixement de les plantes i la densitat de població de fongs endofítics. Els mecanismes pels quals s'estimula el creixement de les plantes en les interaccions entomopatògenes entre fongs i plantes requereixen més investigació. Els fongs entomopatògens no només posseeixen un potencial significatiu per al control biològic de plagues, sinó que també tenen un paper important en l'estimulació del creixement de les plantes, obrint noves perspectives sobre les interaccions ecològiques entre plantes, plagues i fongs entomopatògens.
Es van seleccionar aleatòriament noranta plàntules de blat de moro sanes i de creixement uniforme de cada grup experimental. El medi de cultiu al voltant de les arrels de cada plàntula es va esbandir acuradament amb aigua destil·lada per evitar danys al sistema radicular. Les plàntules de blat de moro tractades, que tenien un creixement uniforme tant a les parts superficials com subterrànies, es van trasplantar a un sistema de cultiu hidropònic de blat de moro.
Totes les dades experimentals es van analitzar mitjançant l'anàlisi de la variància unidireccional (ANOVA) a IBM SPSS Statistics (versió 20.0), i la significació de les diferències entre tractaments es va determinar mitjançant la prova HSD de Tukey (P ≤ 0,05).
Com que el material vegetal es va comprar a un distribuïdor local certificat, no es va requerir cap llicència. L'ús de plantes o material vegetal en aquest estudi compleix amb les directrius internacionals, nacionals i/o institucionals pertinents.
En conclusió, dos fongs entomopatògens, *Beauveria bassiana* i *Metarhizium anisopliae*, van tenir un paper positiu en la promoció del creixement de les plàntules de blat de moro després de la inoculació a la rizosfera amb un sistema hidropònic. Aquests dos fongs van ser capaços d'establir una colonització sistemàtica de tots els òrgans i teixits del blat de moro a través del sistema radicular en una setmana. La dinàmica de la població fúngica a la solució hidropònica i la colonització fúngica dels teixits del blat de moro van revelar que, a més de la funció de la rizosfera, la funció endofítica dels fongs va fer una contribució més significativa a la promoció del creixement de les plantes observada. El comportament endofític dels fongs va demostrar algunes característiques específiques de l'espècie. L'amplificació de bandes d'ADN específiques dels fongs mitjançant PCR va resultar ser més sensible que els mètodes de detecció de colònies mitjançant medis selectius per a fongs. Aquest mètode es pot utilitzar per rastrejar amb més precisió la colonització fúngica i la seva distribució espacial en els teixits vegetals. Cal més investigació per dilucidar els mecanismes pels quals les plantes i les plagues de les plantes responen als efectes endofítics dels fongs (informació addicional).
Els conjunts de dades generats durant aquest estudi estan disponibles per part de l'autor corresponent si es sol·licita de manera raonable.
Data de publicació: 20 de gener de 2026