Endofityczny Beauveria bassiana w kukurydzy: wpływ genotypu, pochodzenia grzyba, metod inokulacji i czasu na kolonizację oraz kondycję szrotówka kukurydzianego

Dlaczego to ważne dla rolników i bezpieczeństwa żywnościowego

W Afryce i wielu rejonach świata szrotówek kukurydziany stał się uciążliwym szkodnikiem kukurydzy, zjadając liście i kolby oraz zagrażając temu podstawowemu pożywieniu. Opryski chemiczne są kosztowne i często zawodzą, ponieważ gąsienice kryją się głęboko w roślinie. Badanie to analizuje zupełnie inną strategię: wykorzystanie naturalnie występującego grzyba Beauveria bassiana jako „żywego ochroniarza”, który rozwija się wewnątrz roślin kukurydzy i stopniowo osłabia szkodnika.

Grzyb żyjący wewnątrz rośliny

Naukowcy pracowali z trzema lokalnymi szczepami Beauveria bassiana, grzyba już znanego z zakażania owadów, i sprawdzili, czy może on funkcjonować jako endofit — mikroorganizm żyjący bez szkody wewnątrz tkanek roślinnych. Wprowadzili grzyba do czterech odmian kukurydzy, dwóch tradycyjnych lokalnych ras i dwóch nowoczesnych odmian ulepszonych, stosując dwie metody: opryskiwanie młodych roślin zawiesiną grzybową oraz zaprawianie nasion przed siewem. Następnie sprawdzali, czy grzyb zadomowił się w liściach, łodygach i korzeniach, używając zarówno klasycznego hodowania na płytkach agarowych, jak i testów opartych na DNA. W ciągu tygodnia wszystkie rośliny poddane zabiegowi wykazywały wewnętrzną kolonizację, co potwierdziło, że grzyb może systemicznie rozprzestrzeniać się w kukurydzy, nie powodując widocznych uszkodzeń plonu.

Odmiana rośliny i czas kształtują powodzenie grzyba

Kolonizacja była daleka od jednorodnej. Jeden szczep pochodzący od owadów, oznaczony jako Bb115, szczególnie dobrze rozprzestrzeniał się w roślinach, często osiągając wszystkie tkanki już w pierwszym tygodniu. Tradycyjne lokalne rasy, zwłaszcza Kokoli Daneri, częściej sprzyjały silniejszej i bardziej niezawodnej kolonizacji niż odmiany ulepszone. Z upływem czasu odzyskiwalność grzyba z liści i łodyg zazwyczaj malała, podczas gdy korzenie pozostawały bardziej stabilnym siedliskiem. Sposób wprowadzenia grzyba również miał znaczenie: opryski liści szybko kolonizowały części nadziemne, natomiast zaprawianie nasion sprzyjało korzeniom i działało najlepiej w przypadku lokalnych ras. Analizy statystyczne wykazały, że genotyp kukurydzy, pochodzenie szczepu grzyba, metoda inokulacji i czas po zabiegu wchodziły w złożone interakcje, które determinowały, gdzie i jak długo grzyb się utrzymywał.

Jak ukryty grzyb wpływa na szkodnika

Aby sprawdzić, co to oznacza dla szrotówka kukurydzianego, zespół wybrał najlepiej sprawdzające się kombinacje i karmił gąsienice liśćmi z roślin skolonizowanych i nieskolonizowanych. Szkodniki nie miały bezpośredniego kontaktu z grzybem; zamiast tego zjadały tkankę roślinną, która go zawierała. Larwy żywiące się skolonizowaną kukurydzą rosły wolniej i były lżejsze na prawie każdym etapie rozwoju. Ich poczwarki były mniejsze i krótsze, a mniej osobników przeżywało do stadium dorosłego. Te dorosłe, które się pojawiły, były mniej płodne: samice złożyły znacznie mniej part jaj, a łączna liczba wyklutych samców i samic była zmniejszona. Efekty te były umiarkowane, a nie dramatyczne, ale kumulowały się w cyklu życiowym, zwłaszcza w połączeniach lokalna rasa–szczep grzyba.

Dlaczego cechy samej rośliny nadal mają znaczenie

Badanie podkreśla również, że kukurydza nie jest biernym partnerem. Tradycyjne lokalne rasy nosiły bogatszą społeczność rodzimych grzybów w swoich tkankach, z których niektóre są znane z konkurencji z innymi mikroorganizmami lub ich hamowania. Rezydujący mikrobiom prawdopodobnie kształtował, jak dobrze Beauveria bassiana mogła się zadomowić i utrzymać. Jednocześnie selekcja odmian nowoczesnych o wysokiej wydajności często osłabiła naturalne inducowalne mechanizmy obronne roślin przeciwko owadom. Wyniki sugerują, że połączenie odpowiedniej genetyki kukurydzy z kompatybilnym szczepem grzyba i właściwą metodą inokulacji może przechylić szalę na korzyść uprawy, a przeciwko szkodnikowi.

Krok w stronę łagodniejszych metod ochrony roślin

Mówiąc prosto, autorzy pokazują, że możliwe jest „zaszczepienie” roślin kukurydzy przyjaznym grzybem, który dyskretnie utrudnia życie szrotówkowi kukurydzianemu: gąsienice częściej giną, rosną wolniej i pozostawiają po sobie mniej potomstwa. Choć nie jest to samodzielne cudowne rozwiązanie, może stać się ważnym elementem zintegrowanej ochrony roślin, szczególnie tam, gdzie pestycydy są drogie lub tracą skuteczność. Dopasowanie szczepów grzyba do lokalnie przystosowanych odmian kukurydzy oraz dopracowanie sposobu i czasu aplikacji może pomóc rolnikom chronić plony w bardziej zrównoważony, oparty na biologii sposób.

Cytowanie: Tossou, T.H., Dannon, E.A., Schleker, A.S.S. et al. Endophytic Beauveria bassiana in maize: influence of genotype, fungal source, inoculation methods, and time on colonization and fitness of Fall armyworm. Sci Rep 16, 9840 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44290-1

Słowa kluczowe: szrotówek kukurydziany, kukurydza, Beauveria bassiana, endofityczne grzyby, biologiczna kontrola