ボーヴェリアバシアーナ菌とメタライジウム・アニソプリアエ菌は、害虫防除において最も重要かつ広く利用されている昆虫病原性真菌（EPF）の2種である。最近の研究では、人工接種後に植物の成長を促進することも示されている。ボーベリア・バシアーナ農作物に対するBeauveria bassianaとMetarhizium anisopliaeの感染について、本研究では、トウモロコシの苗を水耕栽培システムで根圏菌としてそれぞれ13株のBeauveria bassianaと73株のMetarhizium anisopliaeで処理した。植物の高さ、根の長さ、生重量などの植物の成長パラメータを35日間連続して監視および記録し、昆虫病原性真菌接種による成長促進効果を確認した。真菌回収率（FRR）評価の結果、Beauveria bassianaとMetarhizium anisopliaeの両方がトウモロコシ組織の内生コロニー形成能力があることが示された。7日目には、茎と葉の両方でBeauveria bassianaの検出率は100%であったが、28日目には、茎での検出率は11.1%、葉での検出率は22.2%に低下した。しかし、*Beauveria bassiana*は28日目まで根からは検出されず、検出率は33.3%でした。観察期間を通して、*Metarhizium anisopliae*株は植物の根、茎、葉から高い検出率で分離されました。真菌特異的DNAバンドのPCR増幅により、*Beauveria bassiana*と*Metarhizium anisopliae*が様々な組織に系統的に定着していることがさらに確認されました。この方法は、より高い検出感度と100%の陽性反応を示しました。水耕栽培溶液の初期値と比較すると、21日目までに真菌密度は1%未満に減少しました。したがって、選択された2つの昆虫病原性真菌株は、トウモロコシの根圏に定着するのではなく、内生菌として定着することに成功し、水耕栽培システムでのトウモロコシの成長を著しく促進しました。昆虫病原性真菌は、生物農薬や生物肥料などとして、有機農業において非常に大きな可能性を秘めている。
昆虫病原性真菌（EPF）は、宿主範囲が広く、生産が容易で、安定性が高く、病原性も高いため、様々な害虫の防除のための生物的防除剤（BCA）として重要であることが証明されている。1、2、3中国では、化学農薬の過剰使用を避けるため、*Beauveria bassiana*と*Metarhizium anisopliae*がトウモロコシの主要害虫（トウモロコシ穿孔虫やワタミムシなど）の持続可能な防除に商業的に利用されている。4菌類による害虫管理においては、植物、害虫、菌類の間の三者関係は、害虫と真菌病原体の間の関係よりもはるかに複雑である。
多くの植物は内生菌類と共生関係にある5植物組織に生息するが、植物組織に大きな害を与えることはない。6内生菌は、宿主との相利共生関係を確立した後に形成される生物である。7それらは、植物の成長を直接的または間接的に促進し、生物的および非生物的ストレスを含む不利な条件に対する植物の適応性を高めることができる。8、9、10内生菌類は、定着、分散、宿主植物特異性、様々な植物組織への定着など、重要な系統発生学的特徴と生活様式特性を備えている。11内生菌を内生生物として利用することは、幅広い研究者の注目を集めており、従来の内生生物に比べて多くの独自の利点があることが実証されている。
ボーベリア・バシアーナ菌とメタライジウム・アニソプリアエ菌は、小麦、大豆、米、豆類、タマネギ、トマト、ヤシ、ブドウ、ジャガイモ、綿など、さまざまな植物に感染する可能性がある。12局所感染または全身感染は、主に植物の根、茎、葉、および内部組織で発生する。11種子処理、葉面散布、土壌灌漑による人工感染は、真菌による内生感染を介して植物の成長を促進することができる。13、14、15、16ボーベリア・バシアーナとメタライジウム・アニソプリアエによる作物の種子処理は、植物組織における内生菌感染を効果的に誘導し、茎の高さ、根の長さ、根の生重量、および茎の生重量を増加させることにより、植物の成長を促進した。17、18、19土壌接種と葉ボーベリア・バシアーナ菌の散布は、トウモロコシの苗の成長を著しく促進する最も一般的な施用方法でもある。20
本研究の目的は、Beauveria bassianaとMetarhizium anisopliaeによるトウモロコシ苗の成長促進効果と定着特性、および水耕栽培システムにおける植物の成長への影響を評価することであった。
35日間の実験において、Beauveria bassiana菌とMetarhizium anisopliae菌による処理は、トウモロコシの生育を著しく促進した。図1に示すように、これらの菌がトウモロコシの様々な器官に及ぼす促進効果は、生育段階によって異なった。
様々な処理を施したトウモロコシの苗の経時的な成長。左から右へ、色の異なる線は、それぞれ対照群、ボーベリア・バシアーナ処理群、メタライジウム・アニソプリアエ処理群のトウモロコシの苗を表しています。
PCR増幅法を用いて、*Beauveria bassiana*と*Metarhizium anisopliae*によるトウモロコシ組織のコロニー形成をさらに調査した。表5に示すように、*Beauveria bassiana*は各サンプリング時点（7～35日）において、トウモロコシのすべての器官組織の100%にコロニー形成した。*Metarhizium anisopliae*についても葉組織では同様の結果が得られたが、この菌によるコロニー形成はトウモロコシの茎や葉では常に100%にとどまるわけではなかった。
接種方法は、真菌の定着パターンにとって極めて重要である。28Parsaら29*Beauveria bassiana* は、噴霧または水やりによって植物に内生的に定着できるが、根への定着は水やりによってのみ可能であることがわかった。ソルガムでは、Tefera と Vidal は、葉への接種によって茎への *Beauveria bassiana* の定着率が増加し、種子への接種によって根と茎の両方への定着率が増加したと報告した。本研究では、分生子懸濁液を水耕栽培システムに直接添加することにより、2 種類の真菌を根に接種した。この方法は、流水が真菌の分生子をトウモロコシの根に移動させるのに役立つため、真菌の分散効率を向上させる可能性がある。接種方法に加えて、土壌微生物、温度、相対湿度、栄養培地、植物の年齢と種、接種密度、真菌種などの他の要因も、真菌によるさまざまな植物組織の定着の成功に影響を与える可能性がある。28
さらに、真菌特異的DNAバンドのPCR増幅は、真菌内生菌を検出するための新しい高感度な方法である。例えば、植物組織を選択的真菌培地で培養した後、*Beauveria bassiana*の遊離検出受容体（FRR）の数は少なかったが、PCR分析では100%の検出率が得られた。植物組織中の内生菌の個体密度が低いこと、あるいは植物組織の生物的阻害が、選択的培地での真菌の生育不良の原因である可能性がある。PCR増幅は、内生菌の研究に確実に適用できる。
これまでの研究では、一部の内生性昆虫病原菌が植物の成長を促進することで生物肥料として機能することが示されている。Jaber et al. [16]14日間Beauveria bassianaを接種した小麦の種子は、接種していない植物よりも茎の高さ、根の長さ、根の生重量、茎の重量が大きかったと報告されている。Russoら。[30]ボーベリア・バシアーナ菌をトウモロコシの葉面に散布すると、草丈、葉の数、および最初の穂の節の数が増加したと報告されている。
本研究では、選定した2種類の昆虫病原性真菌であるBeauveria bassianaとMetarhizium anisopliaeが、水耕栽培システムにおいてトウモロコシの成長を著しく促進し、トウモロコシの苗の様々な組織に系統的なコロニーを形成することが確認された。これは、長期的な成長促進につながると期待される。
対照的に、Moloignane らは、土壌灌漑から 4 週間後でも、*Beauveria bassiana* で処理したブドウと未処理のブドウの間で、植物の高さ、根の数、葉の数、生重量、乾燥重量に有意な差がないことを発見した。これは、特定の真菌株の内生能力が宿主植物種、植物の栽培品種、栄養条件、環境影響と密接に関連していることを考えると、驚くべきことではない。Tull と Meying は、*Beauveria bassiana* 種子処理 (GHA) がトウモロコシの成長に及ぼす影響を調査した。彼らは、*Beauveria bassiana* がトウモロコシの成長促進剤として作用するのは栄養が十分な条件下のみであり、栄養が不足した条件下では刺激効果は観察されなかったことを発見した。したがって、真菌の内生効果に対する植物の反応のメカニズムは、まだ十分に解明されておらず、さらなる調査が必要である。
我々は、トウモロコシの成長促進剤としての昆虫病原性真菌 *Beauveria bassiana* と *Metarhizium anisopliae* の効果を調査した。しかし、主なメカニズムが根圏性か内生性かは不明である。我々は、作用機序を解明するために、水耕栽培溶液と植物組織中の *Beauveria bassiana* と *Metarhizium anisopliae* の個体群動態をモニタリングした。コロニー形成単位 (CFU) を指標として、水耕栽培溶液中の *Beauveria bassiana* と *Metarhizium anisopliae* の存在量が急速に減少することがわかった。1 週間後には、*Metarhizium anisopliae* の残留濃度は 10% 未満、*Beauveria bassiana* は 1% 未満であった。水耕栽培のトウモロコシ溶液中では、28日目までに両方の真菌がほぼ消失した。対照実験では、両方の真菌の分生子は1週間後も水耕栽培システム内で高い生存率を維持していることが示された。したがって、分生子付着、宿主認識、および内因性経路の影響を受ける内生真菌が、水耕栽培システムにおける真菌量の急激な減少の主な原因である。さらに、真菌の成長促進機能は、主に根圏機能ではなく、内生機能によるものである。
生物学的機能は一般的に個体群密度と関連している。植物組織中の内生菌の数を定量化することによってのみ、植物の成長促進と内生菌の個体群密度との関係を確立することができる。昆虫病原性真菌と植物の相互作用において植物の成長が促進されるメカニズムについては、さらなる研究が必要である。昆虫病原性真菌は、生物的害虫防除において大きな可能性を秘めているだけでなく、植物の成長促進においても重要な役割を果たしており、植物、害虫、昆虫病原性真菌間の生態学的相互作用に関する新たな展望を切り開いている。
各実験群から、均一に生育し健康なトウモロコシの苗を90本無作為に選んだ。根系を傷つけないよう、各苗の根の周りの培地を蒸留水で丁寧に洗い流した。地上部と地下部の両方が均一に生育した処理済みのトウモロコシの苗を、水耕栽培システムに移植した。
すべての実験データは、IBM SPSS Statistics（バージョン20.0）の一元配置分散分析（ANOVA）を用いて解析され、処理間の差の有意性はTukeyのHSD検定（P ≤ 0.05）を用いて判定された。
植物材料は地元の認定販売業者から購入したため、許可は不要でした。本研究における植物または植物材料の使用は、関連する国際、国内、および／または機関のガイドラインに準拠しています。
結論として、昆虫病原性真菌である*Beauveria bassiana*と*Metarhizium anisopliae*は、水耕栽培システムを用いた根圏接種後、トウモロコシ実生の成長促進に肯定的な役割を果たした。これら2種の真菌は、1週間以内に根系を通してトウモロコシのすべての器官と組織に系統的に定着することができた。水耕栽培溶液中の真菌個体群動態とトウモロコシ組織への真菌の定着を調べた結果、根圏機能に加えて、真菌の内生機能が観察された植物の成長促進に大きく貢献していることが明らかになった。真菌の内生挙動には、種特異的な特徴がいくつか見られた。PCRを用いた真菌特異的DNAバンドの増幅は、真菌選択培地を用いたコロニー検出法よりも感度が高いことが証明された。この方法は、植物組織における真菌の定着とその空間分布をより正確に追跡するために使用できる。植物や植物害虫が真菌の内生作用にどのように反応するかのメカニズムを解明するには、さらなる研究が必要である（追加情報）。
本研究で生成されたデータセットは、合理的な要請があれば、責任著者から入手可能です。
投稿日時：2026年1月20日
