בובריהbassiana ו-Metarhizium anisopliae הן שתיים מהפטריות האנטומופתוגניות (EPFs) החשובות והנפוצות ביותר להדברת מזיקים. מחקרים אחרונים הראו שהן יכולות גם לקדם צמיחת צמחים לאחר חיסון מלאכותי. כדי להעריך בצורה מדויקת יותר את ההשפעות של הקולוניזציה וקידום הצמיחה שלבובריה באסיאנהו-Metarhizium anisopliae על גידולים חקלאיים, במחקר זה, שתילי תירס טופלו ב-13 זני Beauveria bassiana ו-73 זני Metarhizium anisopliae, בהתאמה, כפטריות ריזוספרה במערכת הידרופונית. פרמטרי גדילת הצמח, כולל גובה הצמח, אורך השורש ומשקל טרי, נוטרו ותועדו במשך 35 ימים רצופים כדי לאשר את ההשפעה המקדמת גדילה של חיסון פטרייתי אנטומופתוגני. תוצאות הערכת שיעור ההתאוששות הפטרייתית (FRR) הראו כי גם Beauveria bassiana וגם Metarhizium anisopliae מסוגלים להתיישבות אנדופיטית של רקמות תירס. ביום 7, שיעור הגילוי של Beauveria bassiana היה 100% הן בגבעולים והן בעלים, אך עד יום 28, שיעור הגילוי בגבעולים ירד ל-11.1% ובעלים ל-22.2%. עם זאת, *Beauveria bassiana* לא זוהה בשורשים עד יום 28, עם שיעור גילוי של 33.3%. לאורך תקופת התצפית, זני *Metarhizium anisopliae* בודדו משורשי הצמח, גבעוליו ועליו בשיעור גילוי גבוה. הגברת PCR של רצועות DNA ספציפיות לפטרייה אישרה עוד יותר את הקולוניזציה השיטתית של *Beauveria bassiana* ו-*Metarhizium anisopliae* ברקמות שונות; שיטה זו הראתה רגישות גילוי גבוהה יותר ותגובה חיובית של 100%. בהשוואה לערכים ההתחלתיים בתמיסה ההידרופונית, עד יום 21, צפיפות הפטרייה ירדה לפחות מ-1%. לפיכך, שני הזנים שנבחרו של פטריות אנטומופתוגניות הצליחו לבסס קולוניזציה אנדופיטית, ולא קולוניזציה, של ריזוספרת התירס וקידמו משמעותית את צמיחתה במערכת הידרופונית. לפטריות אנטומופתוגניות פוטנציאל עצום לשימוש בחקלאות אורגנית, כולל כקוטלי הדברה ביולוגיים ודשנים ביולוגיים.
פטריות אנטומופתוגניות (EPFs) הוכיחו את חשיבותן כחומרי הדברה ביולוגיים (BCAs) לניהול מזיקים שונים בשל מגוון הפונדקאים הרחב שלהן, קלות ייצורן, יציבותן ופתוגניות גבוהה.1,2,3בסין, *Beauveria bassiana* ו-*Metarhizium anisopliae* משמשים באופן מסחרי להדברה בת קיימא של מזיקי תירס עיקריים (כגון מקדח תירס ותולעת כותנה) כדי למנוע שימוש יתר בחומרי הדברה כימיים.4בהדברת מזיקים באמצעות פטריות, הקשר המשולש בין צמחים, מזיקים ופטריות מורכב הרבה יותר מהקשר בין מזיקים לפתוגנים פטרייתיים.
צמחים רבים חיים בסימביוזה עם פטריות אנדופיטיות5אשר מאכלסים רקמות צמחים מבלי לגרום להן נזק משמעותי6פטריות אנדופיטיות הן אורגניזמים שנוצרים לאחר יצירת קשר סימביוטי הדדי עם הפונדקאי שלהם.7הם יכולים לקדם באופן ישיר או עקיף צמיחת צמחים ולשפר את יכולת ההסתגלות שלהם לתנאים קשים, כולל לחצים ביוטיים ואביוטיים.8, 9, 10לפטריות אנדופיטיות יש מאפיינים פילוגנטיים וסגנון חיים חשובים, כגון התיישבות, פיזור, ספציפיות לצמח המארח והתיישבות של רקמות צמחים שונות.11השימוש בפטריות אנדופיטיות כאורגניזמים אנדופיטיים משך תשומת לב מחקרית נרחבת והדגים יתרונות ייחודיים רבים על פני אורגניזמים אנדופיטיים מסורתיים.
Beauveria bassiana ו-Metarhizium anisopliae יכולים להדביק מגוון צמחים, כולל אך לא רק חיטה, סויה, אורז, קטניות, בצל, עגבנייה, דקל, ענבים, תפוח אדמה וכותנה.12זיהום מקומי או סיסטמי מתרחש בעיקר בשורשים, בגבעולים, בעלים וברקמות הפנימיות של צמחים.11זיהום מלאכותי באמצעות טיפול בזרעים, יישום עלים והשקיה בקרקע יכול לקדם צמיחת צמחים באמצעות זיהום אנדופיטי על ידי פטריות.13,14,15,16טיפול בזרעים של גידולים עם Beauveria bassiana ו-Metarhizium anisopliae גרם בהצלחה לזיהום אנדופיטי ברקמות הצמח וקידם את צמיחת הצמח על ידי הגדלת גובה הגבעול, אורך השורש, משקל השורש הטרי ומשקל הגבעול הטרי.17,18,19חיסון קרקע ועלווהריסוס של Beauveria bassiana הוא גם שיטות היישום הנפוצות ביותר, אשר יכולות לקדם משמעותית את צמיחת שתילי תירס.20
מטרת מחקר זה הייתה להעריך את השפעות מקדמי הצמיחה ומאפייני הקולוניזציה של שתילי תירס על ידי Beauveria bassiana ו-Metarhizium anisopliae ואת השפעתם על צמיחת צמחים במערכות הידרופוניות.
בניסוי שנמשך 35 יום, טיפול בפטריות Beauveria bassiana ו-Metarhizium anisopliae קידם משמעותית את צמיחת התירס. כפי שמוצג באיור 1, ההשפעה המגרה של הפטריות על איברי התירס השונים הייתה תלויה בשלב הגדילה שלהם.
גידול שתילי תירס תחת טיפולים שונים לאורך זמן. משמאל לימין, הקווים בצבעים שונים מייצגים שתילי תירס בקבוצת הביקורת, בקבוצה שטופלה ב-Beauveria bassiana ובקבוצה שטופלה ב-Metarhizium anisopliae, בהתאמה.
התיישבות רקמות תירס על ידי *Beauveria bassiana* ו-*Metarhizium anisopliae* נחקרה עוד באמצעות הגברת PCR. טבלה 5 מראה כי *Beauveria bassiana* התיישב ב-100% מכלל רקמות איברי התירס בכל נקודת דגימה (7-35 ימים). תוצאות דומות נצפו עבור *Metarhizium anisopliae* ברקמות עלים, אך התיישבות על ידי פטרייה זו לא תמיד נותרה על 100% בגבעולי ועלי התירס.
שיטות חיסון הן קריטיות לדפוסי התיישבות פטרייתית.28פארסה ואחרים.29מצאו ש-*Beauveria bassiana* יכול להתיישב צמחים באופן אנדופיטי כאשר מרססים או משקים אותם, בעוד שהתיישבות שורשים אפשרית רק באמצעות השקיה. בדורה, טפרה ווידל דיווחו כי חיסון עלים הגביר את קצב התיישבות *Beauveria bassiana* בגבעול, בעוד שחיסון זרעים הגביר את קצב ההתיישבות הן בשורשים והן בגבעולים. במחקר זה, חיסנו שורשים עם שתי פטריות על ידי הוספת תרחיף קונידיאל ישירות למערכת ההידרופונית. שיטה זו עשויה לשפר את יעילות פיזור הפטריות, שכן מים זורמים יכולים להקל על תנועת קונידיה פטרייתית לשורשי תירס. בנוסף לשיטות ההחיסון, גורמים אחרים כגון מיקרואורגניזמים בקרקע, טמפרטורה, לחות יחסית, מצע תזונתי, גיל הצמח ומינו, צפיפות החיסון ומיני פטריות יכולים להשפיע על התיישבות מוצלחת של רקמות צמח שונות על ידי פטריות.28
יתר על כן, הגברת PCR של רצועות DNA ספציפיות לפטריות מייצגת שיטה חדשה ורגישה לגילוי אנדופיטים פטרייתיים. לדוגמה, לאחר גידול רקמות צמחים על מצע פטרייתי סלקטיבי, זוהה מספר נמוך של קולטני גלאי חופשיים (FRR) עבור *Beauveria bassiana*, אך ניתוח PCR הניב גילוי של 100%. צפיפות אוכלוסייה נמוכה של פטריות אנדופיטיות ברקמות צמח או עיכוב ביוטי של רקמות צמח עשויות להיות הסיבה לצמיחה פטרייתית לא מוצלחת על מצע סלקטיבי. ניתן ליישם הגברת PCR באופן מהימן לחקר פטריות אנדופיטיות.
מחקרים קודמים הראו שחלק מהפתוגנים האנדופיטיים של חרקים יכולים לשמש כדשנים ביולוגיים על ידי קידום צמיחת צמחים. ג'אבר ואחרים [16]דיווחו כי זרעי חיטה שעברו חיטוי ב-Beauveria bassiana במשך 14 ימים הראו גובה גבעול, אורך שורש, משקל שורש טרי ומשקל גבעול גדולים יותר בהשוואה לצמחים שלא עברו חיטוי. רוסו ואח'.[30]דיווחו כי ריסוס עלים של תירס עם Beauveria bassiana הגדיל את גובה הצמח, מספר העלים ומספר בלוטות השדרה הראשונות.
במחקר שלנו, שתי פטריות אנטומופתוגניות נבחרות, Beauveria bassiana ו-Metarhizium anisopliae, קידמו משמעותית גם הן את צמיחת התירס במערכת גידול צמחים הידרופונית וביססו קולוניזציה שיטתית של רקמות שונות של שתילי תירס, דבר שצפוי לקדם צמיחה בטווח הארוך.
לעומת זאת, מולויאן ועמיתיו מצאו כי אפילו 4 שבועות לאחר השקיית הקרקע, לא נמצאו הבדלים משמעותיים בגובה הצמח, ספירת השורשים, ספירת העלים, משקל הטרי ומשקל היבש בין גפנים שטופלו לגפנים שלא טופלו ב-*Beauveria bassiana*. אין זה מפתיע, שכן היכולת האנדופיטית של זני פטריות ספציפיים יכולה להיות קשורה קשר הדוק למין צמח המארח, זן הצמח, תנאי התזונה והשפעות סביבתיות. טול ומיינג חקרו את השפעת טיפול הזרעים (GHA) ב-*Beauveria bassiana* על צמיחת תירס. הם מצאו כי *Beauveria bassiana* פעל כמקדם צמיחה בתירס רק בתנאים של מספקי רכיבים תזונתיים, ולא נצפתה השפעה מעוררת בתנאים של חסר בחומרים תזונתיים. לפיכך, מנגנון תגובת הצמח להשפעות האנדופיטיות של פטריות רחוק מלהיות ברור ודורש מחקר נוסף.
חקרנו את השפעות הפטריות האנטומופתוגניות *Beauveria bassiana* ו-*Metarhizium anisopliae* כמקדמי צמיחה בתירס. עם זאת, עדיין לא ברור האם המנגנון העיקרי הוא ריזוספרה או אנדופיטי. עקבנו אחר דינמיקת האוכלוסייה של *Beauveria bassiana* ו-*Metarhizium anisopliae* בתמיסות הידרופוניות וברקמות צמחיות כדי להבהיר את מנגנוני הפעולה שלהן. תוך שימוש ביחידות יוצרות מושבות (CFU) כאינדיקטור, מצאנו ששפע *Beauveria bassiana* ו-*Metarhizium anisopliae* בתמיסה ההידרופונית ירד במהירות. לאחר שבוע, ריכוז השיורי של *Metarhizium anisopliae* היה פחות מ-10%, ו-*Beauveria bassiana* היה פחות מ-1%. בתמיסת התירס ההידרופונית, שתי הפטריות נעלמו כמעט לחלוטין עד יום 28. ניסויי בקרה הראו כי הקונידיה של שתי הפטריות שמרה על כדאיות גבוהה במערכת ההידרופונית לאחר שבוע. לפיכך, פטריות אנדופיטיות, המושפעות מהידבקות קונידיאלים, זיהוי מארחים ומסלולים אנדוגניים, הן הגורם העיקרי לירידה החדה בשפע הפטריות במערכת ההידרופונית. יתר על כן, תפקודן של פטריות לקידום צמיחה נובע בעיקר מתפקודן האנדופיטי, ולא מתפקוד הריזוספרה.
תפקודים ביולוגיים קשורים בדרך כלל לצפיפות אוכלוסייה. רק על ידי כימות מספר הפטריות האנדופיטיות ברקמות הצמח נוכל לבסס קשר בין גירוי צמיחת צמחים לצפיפות אוכלוסיית פטריות אנדופיטיות. המנגנונים שבאמצעותם גירוי צמיחת צמחים באינטראקציות אנטומופתוגניות בין פטריות לצמחים דורשים מחקר נוסף. פטריות אנטומופתוגניות לא רק בעלות פוטנציאל משמעותי להדברה ביולוגית, אלא גם ממלאות תפקיד חשוב בגירוי צמיחת צמחים, ופותחות נקודות מבט חדשות על האינטראקציות האקולוגיות בין צמחים, מזיקים ופטריות אנטומופתוגניות.
תשעים שתילי תירס בריאים וגדלים באופן אחיד נבחרו באופן אקראי מכל קבוצת ניסוי. מצע הגידול סביב שורשי כל שתיל נשטף בקפידה במים מזוקקים כדי למנוע נזק למערכת השורשים. שתילי התירס המטופלים, אשר צמחו באופן אחיד בחלקים העל-קרקעיים והתחתיים, הושתלו לאחר מכן למערכת גידול תירס הידרופונית.
כל הנתונים הניסויים נותחו באמצעות ניתוח שונות חד-כיווני (ANOVA) בתוכנת IBM SPSS Statistics (גרסה 20.0), ומשמעות ההבדלים בין הטיפולים נקבעה באמצעות מבחן HSD של Tukey (P ≤ 0.05).
מכיוון שחומר הצמח נרכש ממפיץ מקומי מוסמך, לא נדרש רישיון. השימוש בצמחים או בחומר הצמח במחקר זה תואם את ההנחיות הבינלאומיות, הלאומיות ו/או המוסדיות הרלוונטיות.
לסיכום, שתי פטריות אנטומופתוגניות, *Beauveria bassiana* ו-*Metarhizium anisopliae*, מילאו תפקיד חיובי בקידום צמיחת שתילי תירס לאחר חיסון ריזוספרה במערכת הידרופונית. שתי פטריות אלו הצליחו לבסס קולוניזציה שיטתית של כל איברי ורקמות התירס דרך מערכת השורשים תוך שבוע אחד. דינמיקת אוכלוסיית הפטריות בתמיסה ההידרופונית והקולוניזציה הפטרייתית של רקמות התירס גילו כי בנוסף לתפקוד הריזוספרה, התפקוד האנדופיטי של הפטריות תרם תרומה משמעותית יותר לקידום צמיחת הצמחים שנצפה. ההתנהגות האנדופיטית של הפטריות הפגינה כמה מאפיינים ספציפיים למין. הגברת רצועות DNA ספציפיות לפטריות באמצעות PCR הוכחה כרגישה יותר משיטות גילוי מושבות המשתמשות במדיום סלקטיבי לפטריות. ניתן להשתמש בשיטה זו כדי לעקוב בצורה מדויקת יותר אחר קולוניזציה פטרייתית ופיזורן המרחבי ברקמות הצמח. יש צורך במחקר נוסף כדי להבהיר את המנגנונים שבאמצעותם צמחים ומזיקי צמחים מגיבים להשפעות האנדופיטיות של פטריות (מידע נוסף).
מערכי הנתונים שנוצרו במהלך מחקר זה זמינים מהמחבר המתאים על פי בקשה סבירה.
זמן פרסום: 20 בינואר 2026