Biologická ochrana (11): Entomopatogenní vřeckaté houby - univerzální organizmy pro udržitelné zemědělství

09. 04. 2025 Ing. Jiří Nermuť, Ph.D.; Biologické centrum AV ČR, v.v.i. Ochrana obecně Zobrazeno 318x

Entomopatogenní houby tvoří nezastupitelnou složkou všech agroekosystémů. Pomáhají regulovat populace hmyzu jak v nadzemních, tak i podzemních habitatech a samozřejmě mohou vstupovat do velmi těsného vztahu s řadou rostlin, kterým jako endofyticky žijící organizmy poskytují množství služeb. Jejich přirozenými rezervoáry jsou především půda a v menší míře i nakažení jedinci. Jak se však ukazuje, entomopatogenní houby mají svoji funkci i v mnoha jiných, méně nápadných procesech, o kterých si dnes povíme trochu více.

Do setí řepky je nyní ještě spousta času, avšak v našich končinách se ujal zvyk porozhlédnout se okolo, jak která řepka vypadá a přemýšlet o budoucích kandidátech na výsev už teď. Můžeme dokázat, že nabídka odrůd řepky společnosti Limagrain je komplexní a zahrnuje hybridy vhodné do všech podmínek a na každé pole.

Vřeckaté entomopatogenní houby jsou obvykle generalisti, kteří mohou napadnout poměrně široké spektrum hostitelů nebo žít saprofyticky v půdě bez hostitele. Entomopatogenní houby jako Beauveria spp., Metarhizium spp. nebo Isaria spp., jsou asi vůbec nejčastějšími patogeny hmyzu v přírodě i v ochraně rostlin. Tyto houby se obvykle vyskytují v půdě, ale občas se s nimi můžeme setkat i ve formě sporulujícího mycelia na mrtvolce hmyzu nebo na povrchu půdy a výjimečně i na rostlině vysoko nad zemí. Jestli se budou tyto houby vyskytovat na vašem pozemku, a kolik jich tam bude, závisí na mnoha faktorech, jako je půdní typ, pH, struktura půdy, pěstované plodiny, vlhkost, aplikace pesticidů atd.

Přítomnost těchto hub na pozemku však nevede jen ke hubení škůdců, mají i další funkce. Známé jsou různé formy asociací s rostlinami, ať už epifytické (na povrchu rostlin) či endofytické (uvnitř rostlin) a samozřejmě mohou osidlovat i rhizosféru. Jako epifytické mikroorganizmy se mohou spory hub stát součástí mikrobioty fyloplánu různých typů vegetace. Rhizosféra je tenká vrstva půdy přiléhající ke kořenu rostliny, která se rozprostírá cca 2 mm od jeho povrchu. Toto prostředí je entomopatogenními houbami často vyhledáváno jako ideální místo pro růst. Následně zde nejen hubí škůdce, ale i podporují růst rostlin a chrání jejich kořeny před fytopatogenními organizmy. Rhizosféru vyhledávají zejména houby rodu Metarhizium, zatímco Beauveria je více přítomná volně v půdě.

Život entomopatogenních hub

Endofytický způsob života entomopatogenních hub byl důkladně a široce zdokumentován u mnoha plodin, které byly uměle inokulovány nebo i přirozeně kolonizovány. Jak se zdá, endofytické entomopatogenní houby fungují jako „bodyguardi“, kteří umí rostlinu ochránit před žravým i savým fytofágním hmyzem. A kupodivu, přítomnost endofytické houby poskytuje rostlině určitou míru ochrany i proti abiotickému stresu, například nedostatku vody, zasolení, kolísání teploty atd. V současnosti dostupné bioinsekticidy na bázi hub byly vyvinuty z izolátů získaných většinou z mrtvého hmyzu či v několika případech i z půdy, ale endofytické kmeny, nabízející stejné, ne-li větší, pole působnosti, zatím zůstávají stranou našeho zájmu.

O roli entomopatogenních vřeckatých hub v ochraně rostlin jsme se zmiňovali, či budeme zmiňovat, v jiných článcích. Celkem jich existuje asi 700 druhů. Zástupci rodů jako jsou Metarhizium, Beauveria či Cordyceps jsou široce používaná agens, která si můžeme pořídit v různých formulacích proti desítkám škůdců. Nás však bude nyní více zajímat role entomopatogenních hub v agroekosystému.

Entomopatogenní vřeckovýtrusné houby si vyvinuly schopnost žít s rostlinami a nabízet jim řadu „služeb“. To nás přivádí ke strategiím ochrany rostlin, které byly donedávna nemyslitelné nebo o nich nikdo příliš neuvažoval. Kromě ochrany rostlin před škůdci se nabízí i ochrana před fytopatogeny, ale též zlepšení reakce rostlin na abiotické stresy, jako jsou sucho, zasolení, nízká či vysoká teplota apod. Kupříkladu je prokázaný ochranný účinek entomopatogenní, endofyticky žijící houby rodu Akanthomyces proti rzi a padlí. Podobných účinků bychom našli celou řadu. Nicméně skutečné dopady na zemědělskou praxi zůstávají zatím málo prozkoumané.

Podpora růstu rostlin

Potenciál podpory růstu rostlin byl popsán u mnoha druhů jako je Metarhizium anisopliae, M. brunneum, B. bassiana, Purpureocillium lilacinum a další. Jak to ale tyto houby dělají? Aktivita podporující růst, spojená s entomopatogenními houbami, může být výsledkem přímých mechanizmů, jako je fixace a transport živin, produkce bioaktivních metabolitů a syntéza fytohormonů v kolonizovaných rostlinách. Svoji roli hraje samozřejmě i fakt, že rostlina je méně napadána škůdci a chorobami. Má pak zjednodušeně řečeno více energie a živin na tvorbu biomasy.

Zajímavým, byť zřejmě okrajovým efektem je přenos dusíku z houby do rostliny. Pochopitelně dusík fixujícím bakteriím se tento mechanizmus nevyrovná, nicméně tu je a pro rostlinu představuje určitý benefit, který v součtu s řadou dalších drobných benefitů může vést k celkově pozitivnímu vlivu na růst a zdravotní stav rostlin endofyticky osídlených entomopatogenními houbami. Přenosu dusíku z mrtvých, trávených těl hmyzu byl prokázán u celého rodu Metarhizium a v menší míře i u dalších hub. Tyto studie probíhaly například na fazolu a pšenici. U metarhizií byl tento potenciál přenosu dusíku prokázán dokonce i v polních podmínkách.

Dalším benefitem je schopnost všech entomopatogenních vřeckatých hub produkovat bioaktivní sekundární metabolity. To je ovšem téma samo o sobě natolik zajímavé, a má tak silné praktické uplatnění, že mu věnujeme samostatný článek. Na tomto místě jen zmíníme, že houby jako Metarhizium nebo zejména Beauveria produkují nespočet nesmírně zajímavých látek, které mají prokazatelné účinky proti nejrůznějším houbovými či bakteriálním patogenům rostlin a velmi pravděpodobně se brzy začnou v různých podobách objevovat i na trhu.

Vliv na necílové organizmy

Entomopatogenní houby samozřejmě neexistují v prázdném prostředí. Musí interagovat se spoustou dalších organizmů, z nichž mnohé jsou pro nás užitečné. Může se ale stát, že bychom pomocí entomopatogenní houby zahubili i užitečné organizmy, například blanokřídlé parazitoidy nebo různé predátory? Obecně platí, že ošetření rostlin houbami nemá na necílové užitečné druhy příliš velký vliv a houby jsou tak pro ně bezpečné. To však neznamená, že bychom si tuto položku mohli jen tak odškrtnout jako splněnou. Pozornost vzájemným interakcím je třeba věnovat vždy.

Z našich vlastních výzkumů interakcí houby B. bassiana a Isaria fumosorosea s parazitoidem mšic Aphidius colemani a dvoukřídlým predátorem Aphidoletes aphidimyza například plyne, že rozhodně není dobrý nápad aplikovat postřikem B. bassiana do prostoru, kam byl inokulován Aphidius. Houba si s ním totiž ve vysoké koncentraci dovede celkem dobře poradit, zvláště v prostředí s vysokou vzdušnou vlhkostí, jako je skleník. Naproti tomu A. aphidimyza zůstane aplikací spor houby celkem nedotčena, dokonce její bohatě ochlupení dospělci spory houby efektivně šíří v prostředí. Před každou aplikací entomopatogenních hub bychom se tedy měli zamyslet nad tím jaké užitečné organizmy v porostu máme, a zda bychom je nemohli ohrozit. Určitě bychom nechtěli utrácet peníze za inokulace bioagens, která nám následně vyhubí nějaká jiná aplikace, např. hub.

Ekosystémové služby entomopatogenních hub

Některé houby jako např. Lecanicillium napadají i mšice

Přirozená infekce mandelinky bramborové entomopatogenní houbou

Závěr

Na několika příkladech jsme si ukázali, že entomopatogenní houby nejsou jen organizmy produkující různobarevné mycelium a hubící škůdce na našich rostlinách, ale že nám, či spíše rostlinám, poskytují i celou řadu dalších služeb. Určitě se je tak vyplatí nejen aplikovat postřikem či zapravením do půdy, ale i podporovat jejich výskyt v prostředí. Otázkou samozřejmě zůstává, jak takové vedlejší přínosy kvantifikovat.

Většina zemědělců, manažerů, politiků i zástupců široké veřejnosti bude spíše rozumět řeči čísel než popisu toho, jak může být nějaký organizmus prospěšný v agroekosystému. Současný výzkum se kvantifikaci hodnoty ekosystémových služeb v ochraně plodin ale příliš nevěnuje. Jeden z mála odhadů hodnoty publikoval ve své studii Van Lenteren (2006), který uvedl, že přirozená ochrana proti chorobám a škůdcům pomocí volně se vyskytujících mikro a makroorganizmů má téměř nepředstavitelnou roční hodnotu, nejméně 400 mld. amerických dolarů. Ať už je ono číslo jakékoliv, i z tohoto skromného přehledu je patrné, že houby, stejně jako i spousty jiných organizmů, nám přinášejí více než námi očekávaný hubící efekt na škůdce. Různými způsoby maličko přispívají např. ke zlepšení stavu rostlin na mnoha místech. Výsledný součet kladného působení tak může být ohromující.

Tab. 1: Výběrový přehled entomopatogenních hub dostupných v České republice