BeauveriaSt. Paul bassiana và Metarhizium anisopliae là hai trong số những loại nấm gây bệnh côn trùng (EPF) quan trọng và được sử dụng rộng rãi nhất để kiểm soát dịch hại. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng chúng cũng có thể thúc đẩy sự phát triển của cây trồng sau khi cấy truyền nhân tạo. Để đánh giá chính xác hơn tác dụng xâm chiếm và thúc đẩy tăng trưởng của nấm gây bệnh côn trùng, cần nghiên cứu thêm.Beauveria bassianaNghiên cứu này nhằm tìm hiểu tác động của nấm Beauveria bassiana và Metarhizium anisopliae lên cây trồng nông nghiệp. Trong nghiên cứu này, cây ngô con được xử lý bằng 13 chủng Beauveria bassiana và 73 chủng Metarhizium anisopliae, đóng vai trò là nấm vùng rễ trong hệ thống thủy canh. Các thông số sinh trưởng của cây, bao gồm chiều cao cây, chiều dài rễ và trọng lượng tươi, được theo dõi và ghi lại trong 35 ngày liên tục để xác nhận tác dụng thúc đẩy sinh trưởng của việc cấy nấm gây bệnh côn trùng. Kết quả đánh giá tỷ lệ phục hồi nấm (FRR) cho thấy cả Beauveria bassiana và Metarhizium anisopliae đều có khả năng xâm chiếm nội sinh mô ngô. Vào ngày thứ 7, tỷ lệ phát hiện Beauveria bassiana là 100% ở cả thân và lá, nhưng đến ngày thứ 28, tỷ lệ phát hiện ở thân giảm xuống còn 11,1% và ở lá xuống còn 22,2%. Tuy nhiên, Beauveria bassiana không được phát hiện ở rễ cho đến ngày thứ 28, với tỷ lệ phát hiện là 33,3%. Trong suốt thời gian quan sát, các chủng *Metarhizium anisopliae* được phân lập từ rễ, thân và lá của cây với tỷ lệ phát hiện cao. Khuếch đại PCR các dải DNA đặc hiệu của nấm đã xác nhận thêm sự xâm nhiễm có hệ thống của *Beauveria bassiana* và *Metarhizium anisopliae* trong các mô khác nhau; phương pháp này cho thấy độ nhạy phát hiện cao hơn và phản ứng dương tính 100%. So với giá trị ban đầu trong dung dịch thủy canh, đến ngày thứ 21, mật độ nấm giảm xuống dưới 1%. Như vậy, hai chủng nấm gây bệnh côn trùng được chọn đã thiết lập thành công sự xâm nhiễm nội sinh, chứ không phải xâm nhiễm ngoại sinh, trong vùng rễ ngô và thúc đẩy đáng kể sự sinh trưởng của nó trong hệ thống thủy canh. Nấm gây bệnh côn trùng có tiềm năng rất lớn để sử dụng trong nông nghiệp hữu cơ, bao gồm cả thuốc trừ sâu sinh học và phân bón sinh học.
Nấm gây bệnh côn trùng (EPF) đã chứng minh tầm quan trọng của chúng như là tác nhân kiểm soát sinh học (BCA) trong việc quản lý nhiều loại sâu hại nhờ phạm vi vật chủ rộng, dễ sản xuất, ổn định và khả năng gây bệnh cao.1,2,3Tại Trung Quốc, *Beauveria bassiana* và *Metarhizium anisopliae* được sử dụng rộng rãi trong thương mại để kiểm soát bền vững các loại sâu hại ngô chính (như sâu đục thân ngô và sâu đục quả bông) nhằm tránh việc lạm dụng thuốc trừ sâu hóa học.4Trong quản lý dịch hại bằng nấm, mối quan hệ ba chiều giữa thực vật, dịch hại và nấm phức tạp hơn nhiều so với mối quan hệ giữa dịch hại và tác nhân gây bệnh nấm.
Nhiều loài thực vật sống cộng sinh với nấm nội sinh.5Chúng cư trú trong mô thực vật mà không gây hại đáng kể cho chúng.6Nấm nội sinh là những sinh vật hình thành sau khi thiết lập mối quan hệ cộng sinh tương hỗ với vật chủ.7Chúng có thể trực tiếp hoặc gián tiếp thúc đẩy sự phát triển của cây trồng và tăng cường khả năng thích nghi của cây với các điều kiện bất lợi, bao gồm cả các tác nhân gây hại sinh học và phi sinh học.8, 9, 10Nấm nội sinh sở hữu những đặc điểm phát sinh loài và đặc điểm lối sống quan trọng, chẳng hạn như khả năng xâm chiếm, phát tán, tính đặc hiệu đối với cây chủ và khả năng xâm chiếm các mô thực vật khác nhau.11Việc sử dụng nấm nội sinh làm sinh vật nội sinh đã thu hút sự quan tâm rộng rãi của giới nghiên cứu và đã chứng minh nhiều ưu điểm độc đáo so với các sinh vật nội sinh truyền thống.
Beauveria bassiana và Metarhizium anisopliae có thể lây nhiễm nhiều loại cây trồng, bao gồm nhưng không giới hạn ở lúa mì, đậu nành, gạo, các loại đậu, hành tây, cà chua, cọ, nho, khoai tây và bông.12Nhiễm trùng cục bộ hoặc toàn thân chủ yếu xảy ra ở rễ, thân, lá và các mô bên trong của cây.11Việc gây nhiễm nhân tạo thông qua xử lý hạt giống, phun thuốc lên lá và tưới nước vào đất có thể thúc đẩy sự phát triển của cây trồng thông qua quá trình nhiễm nội sinh do nấm gây ra.13, 14, 15, 16Xử lý hạt giống cây trồng bằng Beauveria bassiana và Metarhizium anisopliae đã thành công trong việc tạo điều kiện nhiễm nội sinh trong mô thực vật và thúc đẩy sự sinh trưởng của cây bằng cách tăng chiều cao thân, chiều dài rễ, trọng lượng tươi của rễ và trọng lượng tươi của thân.17, 18, 19Cấy vi sinh vào đất vàláPhun thuốc trừ sâu Beauveria bassiana cũng là một trong những phương pháp ứng dụng phổ biến nhất, có thể thúc đẩy đáng kể sự phát triển của cây ngô non.20
Mục đích của nghiên cứu này là đánh giá tác dụng thúc đẩy sinh trưởng và đặc điểm xâm nhiễm của nấm Beauveria bassiana và Metarhizium anisopliae đối với cây ngô non, cũng như ảnh hưởng của chúng đến sự sinh trưởng của cây trong hệ thống thủy canh.
Trong một thí nghiệm kéo dài 35 ngày, việc xử lý bằng nấm Beauveria bassiana và Metarhizium anisopliae đã thúc đẩy đáng kể sự sinh trưởng của cây ngô. Như thể hiện trong Hình 1, tác dụng kích thích của nấm đối với các bộ phận khác nhau của cây ngô phụ thuộc vào giai đoạn sinh trưởng của chúng.
Sự sinh trưởng của cây ngô non dưới các phương pháp xử lý khác nhau theo thời gian. Từ trái sang phải, các đường kẻ có màu sắc khác nhau lần lượt biểu thị cây ngô non trong nhóm đối chứng, nhóm được xử lý bằng Beauveria bassiana và nhóm được xử lý bằng Metarhizium anisopliae.
Quá trình xâm nhiễm mô ngô bởi *Beauveria bassiana* và *Metarhizium anisopliae* được nghiên cứu sâu hơn bằng phương pháp khuếch đại PCR. Bảng 5 cho thấy *Beauveria bassiana* đã xâm nhiễm 100% tất cả các mô cơ quan của cây ngô tại mỗi thời điểm lấy mẫu (7–35 ngày). Kết quả tương tự cũng được quan sát thấy đối với *Metarhizium anisopliae* trong mô lá, nhưng sự xâm nhiễm của loại nấm này không phải lúc nào cũng duy trì ở mức 100% trong thân và lá ngô.
Phương pháp cấy giống đóng vai trò rất quan trọng trong việc xác định mô hình xâm chiếm của nấm.28Parsa và cộng sự29Nghiên cứu cho thấy nấm *Beauveria bassiana* có thể xâm chiếm cây trồng theo kiểu nội sinh khi được phun hoặc tưới, trong khi việc xâm chiếm rễ chỉ có thể thực hiện được khi tưới nước. Ở cây lúa miến, Tefera và Vidal báo cáo rằng việc cấy nấm vào lá làm tăng tỷ lệ xâm chiếm của *Beauveria bassiana* ở thân cây, trong khi cấy nấm vào hạt làm tăng tỷ lệ xâm chiếm ở cả rễ và thân cây. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã cấy hai loại nấm vào rễ bằng cách thêm trực tiếp dung dịch bào tử vào hệ thống thủy canh. Phương pháp này có thể cải thiện hiệu quả phân tán nấm, vì nước chảy có thể tạo điều kiện thuận lợi cho sự di chuyển của bào tử nấm đến rễ ngô. Ngoài phương pháp cấy nấm, các yếu tố khác như vi sinh vật trong đất, nhiệt độ, độ ẩm tương đối, môi trường dinh dưỡng, tuổi và loài cây, mật độ cấy nấm và loài nấm cũng có thể ảnh hưởng đến sự thành công trong việc xâm chiếm các mô thực vật khác nhau của nấm.28
Hơn nữa, khuếch đại PCR các dải DNA đặc hiệu của nấm đại diện cho một phương pháp mới và nhạy bén để phát hiện nấm nội sinh. Ví dụ, sau khi nuôi cấy mô thực vật trên môi trường chọn lọc cho nấm, số lượng thụ thể phát hiện tự do (FRR) được phát hiện đối với *Beauveria bassiana* rất thấp, nhưng phân tích PCR cho kết quả phát hiện 100%. Mật độ quần thể thấp của nấm nội sinh trong mô thực vật hoặc sự ức chế sinh học của mô thực vật có thể là nguyên nhân dẫn đến sự phát triển không thành công của nấm trên môi trường chọn lọc. Khuếch đại PCR có thể được áp dụng một cách đáng tin cậy trong nghiên cứu nấm nội sinh.
Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng một số tác nhân gây bệnh nội sinh ở côn trùng có thể hoạt động như phân bón sinh học bằng cách thúc đẩy sự phát triển của cây trồng. Jaber và cộng sự [16]Russo và cộng sự báo cáo rằng hạt lúa mì được cấy nấm Beauveria bassiana trong 14 ngày có chiều cao thân, chiều dài rễ, trọng lượng rễ tươi và trọng lượng thân lớn hơn so với cây không được cấy nấm.[30]Một nghiên cứu đã báo cáo rằng việc phun Beauveria bassiana lên lá ngô làm tăng chiều cao cây, số lá và số đốt bắp đầu tiên.
Trong nghiên cứu của chúng tôi, hai loại nấm gây bệnh côn trùng được chọn lọc, Beauveria bassiana và Metarhizium anisopliae, cũng thúc đẩy đáng kể sự sinh trưởng của ngô trong hệ thống trồng cây thủy canh và thiết lập sự xâm chiếm có hệ thống các mô khác nhau của cây ngô non, điều này được kỳ vọng sẽ thúc đẩy sự sinh trưởng về lâu dài.
Ngược lại, Moloignane và cộng sự nhận thấy rằng ngay cả 4 tuần sau khi tưới đất, không có sự khác biệt đáng kể về chiều cao cây, số lượng rễ, số lượng lá, trọng lượng tươi và trọng lượng khô giữa cây nho được xử lý và không được xử lý bằng *Beauveria bassiana*. Điều này không đáng ngạc nhiên, vì khả năng nội sinh của các chủng nấm cụ thể có thể liên quan chặt chẽ đến loài cây chủ, giống cây trồng, điều kiện dinh dưỡng và ảnh hưởng của môi trường. Tull và Meying đã nghiên cứu tác động của việc xử lý hạt giống bằng *Beauveria bassiana* (GHA) đối với sự sinh trưởng của ngô. Họ nhận thấy rằng *Beauveria bassiana* chỉ hoạt động như một chất thúc đẩy sinh trưởng ở ngô trong điều kiện đủ chất dinh dưỡng, và không có tác dụng kích thích nào được quan sát thấy trong điều kiện thiếu chất dinh dưỡng. Do đó, cơ chế phản ứng của cây trồng đối với tác động nội sinh của nấm vẫn chưa rõ ràng và cần được nghiên cứu thêm.
Chúng tôi đã nghiên cứu tác động của hai loại nấm gây bệnh côn trùng *Beauveria bassiana* và *Metarhizium anisopliae* như chất kích thích sinh trưởng ở ngô. Tuy nhiên, cơ chế chính là ở vùng rễ hay nội sinh vẫn chưa rõ ràng. Chúng tôi đã theo dõi động thái quần thể của *Beauveria bassiana* và *Metarhizium anisopliae* trong dung dịch thủy canh và mô thực vật để làm sáng tỏ cơ chế hoạt động của chúng. Sử dụng đơn vị tạo khuẩn lạc (CFU) làm chỉ số, chúng tôi nhận thấy rằng số lượng *Beauveria bassiana* và *Metarhizium anisopliae* trong dung dịch thủy canh giảm nhanh chóng. Sau một tuần, nồng độ còn lại của *Metarhizium anisopliae* dưới 10%, và *Beauveria bassiana* dưới 1%. Trong dung dịch ngô thủy canh, cả hai loại nấm hầu như biến mất vào ngày thứ 28. Thí nghiệm đối chứng cho thấy bào tử của cả hai loại nấm vẫn giữ được khả năng sống cao trong hệ thống thủy canh sau một tuần. Do đó, nấm nội sinh, chịu ảnh hưởng bởi sự bám dính bào tử, nhận diện vật chủ và các con đường nội sinh, là nguyên nhân chính gây ra sự suy giảm mạnh về số lượng nấm trong hệ thống thủy canh. Hơn nữa, chức năng thúc đẩy tăng trưởng của nấm chủ yếu là do chức năng nội sinh của chúng, chứ không phải chức năng vùng rễ.
Các chức năng sinh học thường liên quan đến mật độ quần thể. Chỉ bằng cách định lượng số lượng nấm nội sinh trong mô thực vật, chúng ta mới có thể thiết lập mối quan hệ giữa sự kích thích tăng trưởng thực vật và mật độ quần thể nấm nội sinh. Cơ chế kích thích tăng trưởng thực vật trong tương tác giữa nấm gây bệnh côn trùng và thực vật cần được nghiên cứu thêm. Nấm gây bệnh côn trùng không chỉ có tiềm năng đáng kể trong kiểm soát dịch hại sinh học mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc kích thích tăng trưởng thực vật, mở ra những triển vọng mới về tương tác sinh thái giữa thực vật, sâu bệnh và nấm gây bệnh côn trùng.
Chín mươi cây ngô con phát triển đồng đều và khỏe mạnh được chọn ngẫu nhiên từ mỗi nhóm thí nghiệm. Giá thể trồng xung quanh rễ của mỗi cây con được rửa sạch cẩn thận bằng nước cất để tránh làm hư hại hệ rễ. Những cây ngô con đã được xử lý, có sự phát triển đồng đều cả phần trên và dưới mặt đất, sau đó được cấy vào hệ thống trồng ngô thủy canh.
Tất cả dữ liệu thực nghiệm được phân tích bằng phương pháp phân tích phương sai một chiều (ANOVA) trong phần mềm IBM SPSS Statistics (phiên bản 20.0), và ý nghĩa của sự khác biệt giữa các phương pháp điều trị được xác định bằng phép thử HSD của Tukey (P ≤ 0,05).
Do nguyên liệu thực vật được mua từ nhà phân phối địa phương được chứng nhận nên không cần giấy phép. Việc sử dụng thực vật hoặc nguyên liệu thực vật trong nghiên cứu này tuân thủ các hướng dẫn quốc tế, quốc gia và/hoặc thể chế có liên quan.
Tóm lại, hai loại nấm gây bệnh côn trùng, *Beauveria bassiana* và *Metarhizium anisopliae*, đã đóng vai trò tích cực trong việc thúc đẩy sự phát triển của cây ngô non sau khi cấy vào vùng rễ bằng hệ thống thủy canh. Hai loại nấm này có khả năng thiết lập sự xâm chiếm có hệ thống vào tất cả các cơ quan và mô của cây ngô thông qua hệ thống rễ trong vòng một tuần. Động thái quần thể nấm trong dung dịch thủy canh và sự xâm chiếm mô ngô cho thấy, ngoài chức năng vùng rễ, chức năng nội sinh của nấm đóng góp đáng kể hơn vào sự thúc đẩy tăng trưởng cây trồng được quan sát thấy. Hành vi nội sinh của nấm thể hiện một số đặc điểm đặc trưng của loài. Việc khuếch đại các dải DNA đặc hiệu của nấm bằng PCR tỏ ra nhạy hơn so với các phương pháp phát hiện khuẩn lạc sử dụng môi trường chọn lọc nấm. Phương pháp này có thể được sử dụng để theo dõi chính xác hơn sự xâm chiếm của nấm và sự phân bố không gian của chúng trong mô thực vật. Cần nghiên cứu thêm để làm rõ cơ chế mà thực vật và sâu bệnh phản ứng với tác động nội sinh của nấm (thông tin bổ sung).
Dữ liệu được tạo ra trong nghiên cứu này có sẵn từ tác giả liên hệ khi có yêu cầu hợp lý.
Thời gian đăng bài: 20/01/2026