Beauveria*Bassiana* et *Metarhizium anisopliae* sont deux des champignons entomopathogènes (EPF) les plus importants et les plus utilisés pour la lutte antiparasitaire. Des études récentes ont montré qu'ils peuvent également favoriser la croissance des plantes après inoculation artificielle. Afin d'évaluer plus précisément la colonisation et les effets de stimulation de la croissance de ces champignons, des études récentes ont été menées.Beauveria bassianaDans cette étude, des plantules de maïs ont été traitées avec 13 souches de Beauveria bassiana et 73 souches de Metarhizium anisopliae, utilisées comme champignons de la rhizosphère dans un système hydroponique. Les paramètres de croissance des plantes, notamment la hauteur, la longueur des racines et la masse fraîche, ont été suivis et enregistrés pendant 35 jours consécutifs afin de confirmer l'effet stimulant de l'inoculation fongique entomopathogène. Les résultats de l'évaluation du taux de récupération fongique (TRF) ont montré que Beauveria bassiana et Metarhizium anisopliae sont capables de coloniser endophytiquement les tissus du maïs. Au 7e jour, le taux de détection de Beauveria bassiana était de 100 % dans les tiges et les feuilles, mais au 28e jour, ce taux a diminué à 11,1 % dans les tiges et à 22,2 % dans les feuilles. Cependant, *Beauveria bassiana* n'a été détectée dans les racines qu'au 28e jour, soit un taux de détection de 33,3 %. Tout au long de la période d'observation, des souches de *Metarhizium anisopliae* ont été isolées des racines, des tiges et des feuilles de la plante avec un taux de détection élevé. L'amplification par PCR des bandes d'ADN spécifiques aux champignons a confirmé la colonisation systématique de différents tissus par *Beauveria bassiana* et *Metarhizium anisopliae* ; cette méthode a démontré une sensibilité de détection élevée et un taux de positivité de 100 %. Par rapport aux valeurs initiales dans la solution hydroponique, la densité fongique a diminué à moins de 1 % au 21e jour. Ainsi, les deux souches sélectionnées de champignons entomopathogènes ont établi avec succès une colonisation endophyte, et non une colonisation externe, de la rhizosphère du maïs et ont significativement favorisé sa croissance en système hydroponique. Les champignons entomopathogènes présentent un potentiel énorme pour une utilisation en agriculture biologique, notamment comme biopesticides et biofertilisants.
Les champignons entomopathogènes (EPF) ont prouvé leur importance en tant qu'agents de lutte biologique (AB) pour la gestion de divers ravageurs en raison de leur large gamme d'hôtes, de leur facilité de production, de leur stabilité et de leur pathogénicité élevée.1,2,3En Chine, *Beauveria bassiana* et *Metarhizium anisopliae* sont utilisés commercialement pour la lutte durable contre les principaux ravageurs du maïs (tels que la pyrale du maïs et le ver de la capsule du cotonnier) afin d'éviter la surutilisation de pesticides chimiques.4Dans la lutte antiparasitaire par les champignons, la relation triangulaire entre les plantes, les ravageurs et les champignons est beaucoup plus complexe que la relation entre les ravageurs et les agents pathogènes fongiques.
De nombreuses plantes vivent en symbiose avec des champignons endophytes.5, qui habitent les tissus végétaux sans leur causer de dommages importants6Les champignons endophytes sont des organismes qui se forment après l'établissement d'une relation symbiotique mutualiste avec leur hôte.7Ils peuvent favoriser directement ou indirectement la croissance des plantes et améliorer leur capacité d'adaptation aux conditions défavorables, notamment aux stress biotiques et abiotiques.8, 9, 10Les champignons endophytes possèdent d'importantes caractéristiques phylogénétiques et des modes de vie particuliers, tels que la colonisation, la dispersion, la spécificité de la plante hôte et la colonisation de divers tissus végétaux.11L’utilisation de champignons endophytes comme organismes endophytes a suscité un vif intérêt de la part des chercheurs et a démontré de nombreux avantages uniques par rapport aux organismes endophytes traditionnels.
Beauveria bassiana et Metarhizium anisopliae peuvent infecter une variété de plantes, notamment le blé, le soja, le riz, les légumineuses, l'oignon, la tomate, le palmier, la vigne, la pomme de terre et le coton.12L'infection, qu'elle soit locale ou systémique, se manifeste principalement au niveau des racines, des tiges, des feuilles et des tissus internes des plantes.11L'infection artificielle par traitement des semences, application foliaire et irrigation du sol peut favoriser la croissance des plantes grâce à une infection endophyte par des champignons.13, 14, 15, 16Le traitement des semences des cultures avec Beauveria bassiana et Metarhizium anisopliae a induit avec succès une infection endophyte dans les tissus végétaux et a favorisé la croissance des plantes en augmentant la hauteur de la tige, la longueur des racines, le poids frais des racines et le poids frais de la tige.17, 18, 19Inoculation du sol etfoliaireLa pulvérisation de Beauveria bassiana est également l'une des méthodes d'application les plus couramment utilisées, et elle peut favoriser de manière significative la croissance des jeunes plants de maïs.20
L'objectif de cette étude était d'évaluer les effets de promotion de la croissance et les caractéristiques de colonisation des jeunes plants de maïs par Beauveria bassiana et Metarhizium anisopliae, ainsi que leur impact sur la croissance des plantes dans les systèmes hydroponiques.
Au cours d'une expérience de 35 jours, le traitement avec les champignons Beauveria bassiana et Metarhizium anisopliae a significativement favorisé la croissance du maïs. Comme le montre la figure 1, l'effet stimulant des champignons sur les différents organes du maïs dépendait de leur stade de croissance.
Évolution de la croissance des plantules de maïs sous différents traitements. De gauche à droite, les lignes de couleurs différentes représentent respectivement les plantules du groupe témoin, du groupe traité avec Beauveria bassiana et du groupe traité avec Metarhizium anisopliae.
La colonisation des tissus du maïs par *Beauveria bassiana* et *Metarhizium anisopliae* a été étudiée plus en détail par amplification PCR. Le tableau 5 montre que *Beauveria bassiana* a colonisé 100 % des tissus organiques du maïs à chaque point d'échantillonnage (7 à 35 jours). Des résultats similaires ont été observés pour *Metarhizium anisopliae* dans les tissus foliaires, mais la colonisation par ce champignon n'a pas toujours atteint 100 % dans les tiges et les feuilles du maïs.
Les méthodes d'inoculation sont cruciales pour les schémas de colonisation fongique.28Parsa et al.29Des études ont montré que *Beauveria bassiana* peut coloniser les plantes par endophytie lorsqu'elle est pulvérisée ou arrosée, tandis que la colonisation racinaire n'est possible que par arrosage. Chez le sorgho, Tefera et Vidal ont rapporté que l'inoculation foliaire augmentait le taux de colonisation de la tige par *Beauveria bassiana*, tandis que l'inoculation des semences augmentait le taux de colonisation à la fois des racines et des tiges. Dans cette étude, nous avons inoculé les racines avec deux champignons en ajoutant une suspension de conidies directement au système hydroponique. Cette méthode pourrait améliorer l'efficacité de la dispersion fongique, car l'eau courante facilite le transport des conidies fongiques vers les racines du maïs. Outre les méthodes d'inoculation, d'autres facteurs tels que les micro-organismes du sol, la température, l'humidité relative, le milieu nutritif, l'âge et l'espèce de la plante, la densité d'inoculation et l'espèce fongique peuvent influencer la réussite de la colonisation des différents tissus végétaux par les champignons.28
De plus, l'amplification par PCR de bandes d'ADN spécifiques aux champignons représente une méthode nouvelle et sensible pour la détection des endophytes fongiques. Par exemple, après culture de tissus végétaux sur des milieux sélectifs pour champignons, un faible nombre de récepteurs détecteurs libres (FRR) a été détecté pour *Beauveria bassiana*, mais l'analyse PCR a permis une détection à 100 %. Une faible densité de population de champignons endophytes dans les tissus végétaux ou une inhibition biotique de ces tissus peuvent expliquer l'échec de la croissance fongique sur les milieux sélectifs. L'amplification par PCR peut être appliquée de manière fiable à l'étude des champignons endophytes.
Des études antérieures ont montré que certains agents pathogènes endophytes d'insectes peuvent agir comme biofertilisants en favorisant la croissance des plantes. Jaber et al. [16]Russo et al. ont rapporté que les semences de blé inoculées avec Beauveria bassiana pendant 14 jours présentaient une hauteur de tige, une longueur de racine, un poids de racine fraîche et un poids de tige supérieurs à ceux des plantes non inoculées.[30]Il a été rapporté que la pulvérisation foliaire de Beauveria bassiana sur le maïs augmentait la hauteur des plantes, le nombre de feuilles et le nombre de nœuds du premier épi.
Dans notre étude, deux champignons entomopathogènes sélectionnés, Beauveria bassiana et Metarhizium anisopliae, ont également favorisé de manière significative la croissance du maïs dans un système de culture hydroponique et ont établi une colonisation systématique de divers tissus des jeunes plants de maïs, ce qui devrait favoriser la croissance à long terme.
En revanche, Moloignane et al. ont constaté que même quatre semaines après l'irrigation du sol, aucune différence significative n'était observée concernant la hauteur des plants, le nombre de racines, le nombre de feuilles, la masse fraîche et la masse sèche entre les vignes traitées et non traitées avec *Beauveria bassiana*. Ce résultat n'est pas surprenant, car la capacité endophyte de certaines souches fongiques peut être étroitement liée à l'espèce de la plante hôte, au cultivar, aux conditions nutritionnelles et aux facteurs environnementaux. Tull et Meying ont étudié l'effet du traitement des semences avec *Beauveria bassiana* (TSS) sur la croissance du maïs. Ils ont constaté que *Beauveria bassiana* agissait comme promoteur de croissance chez le maïs uniquement en conditions de nutriments suffisants, et qu'aucun effet stimulant n'était observé en conditions de carence. Ainsi, le mécanisme de réponse des plantes aux effets endophytes des champignons est loin d'être élucidé et nécessite des recherches complémentaires.
Nous avons étudié les effets des champignons entomopathogènes *Beauveria bassiana* et *Metarhizium anisopliae* comme stimulateurs de croissance chez le maïs. Cependant, le mécanisme d'action principal (rhizosphérique ou endophyte) reste à déterminer. Nous avons suivi la dynamique des populations de *Beauveria bassiana* et *Metarhizium anisopliae* dans des solutions hydroponiques et des tissus végétaux afin d'élucider leurs mécanismes d'action. En utilisant les unités formant colonies (UFC) comme indicateur, nous avons constaté une diminution rapide de l'abondance de *Beauveria bassiana* et *Metarhizium anisopliae* dans la solution hydroponique. Après une semaine, la concentration résiduelle de *Metarhizium anisopliae* était inférieure à 10 % et celle de *Beauveria bassiana* inférieure à 1 %. Dans la solution hydroponique de maïs, les deux champignons ont pratiquement disparu au 28e jour. Des expériences témoins ont montré que les conidies des deux champignons conservaient une viabilité élevée dans le système hydroponique après une semaine. Ainsi, les champignons endophytes, agissant par l'adhérence des conidies, la reconnaissance de l'hôte et les voies métaboliques endogènes, sont la principale cause du déclin marqué de leur abondance dans le système hydroponique. De plus, la fonction de stimulation de la croissance des champignons est principalement due à leur fonction endophyte, et non à leur action dans la rhizosphère.
Les fonctions biologiques sont généralement associées à la densité de population. Seule la quantification du nombre de champignons endophytes dans les tissus végétaux permet d'établir une relation entre la stimulation de la croissance végétale et la densité de population de ces champignons. Les mécanismes de stimulation de la croissance végétale lors des interactions entre champignons entomopathogènes et plantes nécessitent des investigations supplémentaires. Les champignons entomopathogènes présentent non seulement un potentiel important pour la lutte biologique contre les ravageurs, mais jouent également un rôle crucial dans la stimulation de la croissance végétale, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives sur les interactions écologiques entre plantes, ravageurs et champignons entomopathogènes.
Quatre-vingt-dix plants de maïs sains et à croissance uniforme ont été sélectionnés aléatoirement dans chaque groupe expérimental. Le substrat autour des racines de chaque plant a été soigneusement rincé à l'eau distillée afin de ne pas endommager le système racinaire. Les plants de maïs ainsi traités, présentant une croissance uniforme des parties aériennes et souterraines, ont ensuite été transplantés dans un système de culture hydroponique.
Toutes les données expérimentales ont été analysées à l'aide d'une analyse de variance à un facteur (ANOVA) dans IBM SPSS Statistics (version 20.0), et la signification des différences entre les traitements a été déterminée à l'aide du test HSD de Tukey (P ≤ 0,05).
L’achat du matériel végétal auprès d’un distributeur local agréé a dispensé les chercheurs de l’obtention d’une autorisation. L’utilisation de plantes ou de matériel végétal dans le cadre de cette étude est conforme aux directives internationales, nationales et/ou institutionnelles en vigueur.
En conclusion, deux champignons entomopathogènes, *Beauveria bassiana* et *Metarhizium anisopliae*, ont favorisé la croissance des plantules de maïs après inoculation de la rhizosphère par un système hydroponique. Ces deux champignons ont colonisé systématiquement tous les organes et tissus du maïs via le système racinaire en une semaine. La dynamique des populations fongiques dans la solution hydroponique et la colonisation des tissus du maïs ont révélé que, outre leur fonction rhizosphérique, la fonction endophyte des champignons contribuait de manière plus significative à la stimulation de la croissance observée. Le comportement endophyte des champignons a démontré certaines caractéristiques spécifiques à l'espèce. L'amplification des bandes d'ADN spécifiques aux champignons par PCR s'est avérée plus sensible que les méthodes de détection de colonies sur milieux sélectifs. Cette méthode peut être utilisée pour suivre plus précisément la colonisation fongique et sa distribution spatiale dans les tissus végétaux. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour élucider les mécanismes de réponse des plantes et des ravageurs aux effets endophytes des champignons (informations complémentaires).
Les jeux de données générés au cours de cette étude sont disponibles auprès de l'auteur correspondant sur demande raisonnable.
Date de publication : 20 janvier 2026