《Total Environment Microbiology》：Induction of plant physiological responses and growth modulation upon inoculation with
Beauveria bassiana (Bals.-Criv.) Vuill. and
Metarhizium anisopliae (Metschn.) Sorokin as endophytes in arid and semi-arid zone tree species
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本研究针对干旱半荒地区林业物种育苗困难、生长缓慢的问题，系统评价了球孢白僵菌(B. bassiana)和绿僵菌(M. anisopliae)作为内生真菌的定殖效率及其对三种树种(T. grandis、P. pinnata、T. undulata)生长生理的影响。研究发现两种真菌能显著促进幼苗生长，提高次生代谢物含量和抗氧化酶活性，其中绿僵菌通过叶面喷施效果更优，相关系数达0.72-0.85。该研究为开发环境友好型生物接种剂促进林业可持续发展提供了科学依据。
在干旱和半干旱地区，林业发展面临严峻挑战。恶劣的土壤和气候条件常常导致苗木成活率低、早期生长缓慢，严重影响造林成效和生态恢复进程。传统的化学肥料和农药虽然能在一定程度上促进植物生长，但长期使用会带来环境污染、土壤退化等负面影响。因此，开发环境友好、可持续的植物健康管理策略迫在眉睫。
近年来，科学家们将目光投向了自然界中存在的有益微生物，特别是昆虫病原真菌(Entomopathogenic Fungi, EPF)。这类真菌不仅能够有效控制害虫，还能与植物建立互利共生关系。其中，球孢白僵菌(Beauveria bassiana)和绿僵菌(Metarhizium anisopliae)是最受关注的两个菌种。它们能够以无症状内生菌的形式定殖在植物组织内部，调节宿主生理状态，从而促进植物生长、增强抗逆性。然而，大多数相关研究集中在草本农作物和温室条件下，关于这些真菌对木本植物，特别是干旱区树种的影响知之甚少。
为了填补这一研究空白，由Tanmaya Kumar Bhoi领衔的研究团队在《Total Environment Microbiology》上发表了一项创新性研究，系统评价了球孢白僵菌和绿僵菌作为内生真菌对三种重要干旱区树种——柚木(Tectona grandis)、水黄皮(Pongamia pinnata)和沙漠柚木(Tecomella undulata)的生理响应和生长调控作用。
研究人员通过叶面喷施和土壤施用两种接种方式，评估了这两种真菌的内生定殖效率、对幼苗生长的影响、次生代谢物积累以及抗氧化酶活性变化。研究还探讨了真菌定殖与植物生长参数之间的相关性，为理解EPF与植物的互作机制提供了新见解。
关键技术方法包括真菌培养与孢子悬浮液制备、幼苗培育与接种处理、内生定殖率评估、植物样品采集与生化分析。研究测定了总酚、单宁、铁还原抗氧化能力(FRAP)和总抗氧化活性等次生代谢物含量，以及过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸氧化酶(AO)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶活性。生长参数包括根长、茎长、鲜重、干重和地径等。统计分析方法包括双因素方差分析(ANOVA)和Pearson相关性分析。
内生定殖
研究发现，树种和接种方法显著影响绿僵菌和球孢白僵菌的内生定殖率，且存在显著的交互作用。绿僵菌在所有三种树种中均表现出更高的定殖效率，其中柚木叶面处理的定殖率最高达85.4%。叶面喷施法的定殖效果普遍优于土壤施用法，表明接种方式对真菌建立有重要影响。
植物次生代谢物
真菌接种显著提高了所有三种树种的次生代谢物含量。在柚木中，绿僵菌处理使叶片酚类含量增加53.9%，单宁增加41.8%，FRAP活性增加42.1%，总抗氧化能力增加34.3%。根部组织也观察到类似趋势，但增幅略低于叶片。水黄皮和沙漠柚木接种后也表现出显著的代谢物积累增强，其中绿僵菌的效果始终优于球孢白僵菌。
酶活性
抗氧化酶活性分析显示，接种真菌显著增强了CAT、AO和APX的活性。在柚木中，绿僵菌叶面处理使APX活性提高95.3%，球孢白僵菌处理提高80.7%。根部组织中，绿僵菌接种使AO活性增加104.6%，APX活性增加117.9%。水黄皮和沙漠柚木也表现出类似的酶活性增强模式，进一步证实了真菌接种对植物抗氧化防御系统的激活作用。
幼苗生长响应
真菌接种显著促进了三种树种的生长性能。在柚木中，绿僵菌处理使根长从对照的12.4-18.9厘米增加到16.8-25.6厘米，茎长从24.3-37.5厘米增加到31.8-49.0厘米。生物量参数也显著提高，根鲜重从1.6克增加到2.4克，茎鲜重从4.9克增加到7.8克。地径从3.8-5.5毫米增加到5.2-7.8毫米。水黄皮和沙漠柚木接种后也表现出类似的生长促进效应。
生化参数与生长属性的相关性
相关性分析揭示了抗氧化酶活性、次生代谢物含量与生长参数之间的强正相关关系。FRAP和APX活性与大多数生长性状的相关系数在0.70-0.85之间，表明增强的氧化还原代谢有助于改善生长。酚类含量与根长、茎长和生物量参数呈中等正相关，而单宁的相关性较弱或不显著。
研究结论表明，绿僵菌和球孢白僵菌能够成功定殖于三种干旱区树种的内生组织，并通过调节植物的生理生化途径促进生长。真菌接种增强了次生代谢物的积累和抗氧化酶活性，提高了植物的氧化应激耐受性。绿僵菌在促进生长和诱导防御反应方面表现优于球孢白僵菌，叶面接种法比土壤接种法更有效。
这项研究的创新之处在于首次系统评价了这两种昆虫病原真菌对干旱区树种的内生定殖效应和生长促进机制。研究结果不仅证实了EPF作为植物有益微生物的多功能角色，还为开发基于真菌的生物接种剂提供了理论依据。在林业苗圃管理和干旱区造林项目中应用这些真菌，有望提高苗木质量、增强抗逆性，从而推动可持续林业发展。
未来研究可进一步探索这些真菌在不同环境条件下的长期效应，优化接种策略，并研究其与其它有益微生物的协同作用，以充分发挥其在生态恢复和可持续农业中的潜力。
