TRICHODERMA HARZIANUM: CHARAKTERYSTYKA, MORFOLOGIA, ROZMNAŻANIE - BIOLOGIA - 2025

Trichoderma harzianum jest grzybem strzępkowym, antagonistą patogenów roślin, stosowanym do biologicznego zwalczania chorób wywoływanych przez grzyby fitopatogenne. Jest szeroko stosowany w rolnictwie ze względu na swoje właściwości biofungicydu, bionawozu i biostymulatora.

Rzeczywiście, zainteresowanie naukowe wywołane przez ten gatunek jest związane z mechanizmami zwalczania grzybów fitopatogennych. Działania takie jak rywalizacja o składniki odżywcze i przestrzeń, mykopasożytnictwo i antybioza są biologicznymi mechanizmami kontroli.

Trichoderma harzianum Rafai (1969) Via Wikimedia Commons

Trichoderma harzianum jest grzybem kosmopolitycznym, ponieważ występuje na całym świecie w różnych ekosystemach i środowiskach naturalnych, a jego rozwój jest powszechny w miejscach, w których gromadzi się organiczny materiał roślinny, taki jak resztki pożniwne lub gleby próchniczne.

Rośliny o dużym zagęszczeniu korzeni przybyszowych i odpowiedniej ryzosferze sprzyjają ich kolonizacji. W rzeczywistości jego duża zdolność przystosowania się do różnych warunków agrologicznych sprawia, że ​​Trichoderma jest grzybem o szerokim spektrum zastosowania.

Na poziomie odżywczym Trichoderma jest zdolna do degradacji złożonych substratów, takich jak skrobie, pektyny i celulozy. Później wykorzystuje te pierwiastki do swojego wzrostu dzięki obfitemu kompleksowi enzymatycznemu, który posiada (amylazy, pektynazy, celulazy i chitynazy).

cechy

Ekosystemy wodne i lądowe

Grzyby te charakteryzują się rozmnażaniem w ekosystemach lądowych (gleby rolne, łąki, lasy i pustynie) i ekosystemach wodnych. Niektóre gatunki wolno żyją w glebie, oportunistyczne, roślinne symbionty, a inne są mykopasożytami.

Mają także zdolność kolonizowania różnych środowisk ze względu na ich wysoką zdolność reprodukcyjną. Potrafią przystosować się i przetrwać w ekstremalnych warunkach temperatury, zasolenia i pH.

Rozmnażanie i odżywianie

W stanie wegetatywnym mają prostą, haploidalną grzybnię lub przegrodę, a ich ściana zbudowana jest z chityny i glukanów. Są to beztlenowce fakultatywne i rozmnażają się bezpłciowo przez konidia.

Gatunek ten ma niskie wymagania pokarmowe, chociaż jego wzrostowi sprzyja materia organiczna i wilgoć. Optymalny zakres temperatur dla jego wzrostu i rozwoju wynosi od 25º do 30ºC.

Siedlisko

T. harzianum można znaleźć w różnych materiałach organicznych i glebach, ze względu na ich dużą zdolność adaptacyjną, wykazują szerokie rozpowszechnienie. Niektóre gatunki preferują miejsca suche i umiarkowane, a inne wilgotne i zimne.

W szczególności grzyby te, jako organizmy endofityczne, konkurują z ryzosferą rośliny, kolonizując powierzchnię korzeni. W rzeczywistości przenikają przez przestrzenie międzykomórkowe do pierwszej lub drugiej warstwy komórek.

Znaczenie

Ta grupa grzybów ma duże znaczenie dla roślin, ponieważ przyczyniają się do zwalczania fitopatogennych grzybów. Rzeczywiście, są powszechnie znane ze swojej zdolności do wytwarzania toksyn i antybiotyków, które kontrolują różne patogeny.

Izolaty z rodzaju Trichoderma należą do najpowszechniej stosowanych środków kontroli biologicznej w rolnictwie. Prace badawcze pozwoliły zweryfikować ich skuteczność zwalczania, gdyż działają one na dużą liczbę patogenów glebowych.

cechy

Jedną z głównych funkcji Trichoderma harzianum jest zdolność do tworzenia symbiotycznych relacji z roślinami. Grzyb rozwija się i rośnie w ryzosferze uprawy, przyspieszając jego rozwój, aby uzyskać więcej miejsca do wzrostu.

Ponadto, stosowany jako środek kontroli biologicznej, ma zdolność wytwarzania enzymów atakujących i hamujących grzyby fitopatogenne. Rzeczywiście, wprowadzony do podłoża lub pola uprawnego przed siewem jest bardzo korzystny.

Pod tym względem jego działanie jako konkurencyjnego nadpasożyta opiera się na produkcji metabolitów przeciwgrzybiczych i enzymów hydrolitycznych. Zapoczątkowanie zmian strukturalnych na poziomie komórkowym, takich jak wakuolizacja, granulacja, rozpad cytoplazmy i liza komórek, na kontrolowanych organizmach.

Badania na poziomie magazynowym pozwoliły na określenie przyrostu systemu korzeniowego przy stosowaniu Trichoderma harzianum w różnych dawkach. Pod tym względem stymuluje kiełkowanie nasion i sprzyja wzrostowi nowych sadzonek.

Wskazane jest włączenie T. harzianum do programu zwalczania choroby, aby wykorzystać jego antagonistyczne właściwości. Udowodniono, że zastosowania Trichoderma zapobiegają i kontrolują patogeny, takie jak Fusarium, Pythium, Phytophthora, Rhizoctonia i Sclerotium.

Taksonomia

Rodzaj Trichoderma spp., Został pierwotnie opisany przez Persoon (1794), aby sklasyfikować cztery gatunki obecnie nie spokrewnione ze sobą. Wśród nich: Trichoderma viride, Xylohipha nigresce, Sporotrichum aureum i Trichotecium roseum.

Następnie dokonano kilku klasyfikacji w oparciu o cechy mikroskopowe, wielkość i obecność fialid. Następnie Rafai (1969) dokonał przeglądu rodzaju i opisał 9 gatunków Trichoderma spp., Do których zaliczył Trichoderma harzianum.

Gatunek T. harzianum (Rafai, 1969), należy do rodzaju Trichoderma, rodzina Hypocreaceae, rząd Hypocreales, klasa Sordariomycetes, podrejon Pezizomycotina, rejon Ascomycota, królestwo Fungi.

Badania taksonomiczne Trichoderma harzianum zostały oparte na odmianach polimorfizmu DNA przy użyciu technik PCR. W obrębie rodzaju T. harzianum (Rifai) wyróżniono cztery formy biologiczne: Th1, Th2, Th3 i Th4.

Morfologia

Rodzaj Trichoderma obejmuje wiele gatunków bez widocznej fazy płciowej. Charakteryzuje się grzybnią przegrodową, zwykle konidiami owalnymi, konidioforem szklistym bez okółka, fialidami pojedynczymi lub zgrupowanymi oraz konidiami jednokomórkowymi.

Na poziomie makroskopowym kolonie są łatwo rozpoznawalne po ich biało-zielonym lub żółto-zielonym zabarwieniu. Ponadto na obszarach z konidiami obserwuje się koncentryczne pierścienie; a rewers kolonii ma zabarwienie żółte, bursztynowe lub żółto-zielonkawe.

Kultura Trichoderma spp. Źródło: agrotransfer.org

Na poziomie mikroskopowym konidiofory są wyprostowane, szkliste, rozgałęzione i nieokółkowane, występują w grupach lub pojedynczo. Fialidy są gruszkowate, pojedyncze lub grupowe, nabrzmiałe w środkowej części i cienkie na wierzchołku.

Kąt wprowadzenia pomiędzy fialidami i konidioforami jest właściwy. Konidia jednokomórkowe są podłużne lub sub-kuliste, gładkie lub zrównane. Zielone lub szkliste, obecne w masach na wierzchołkach fialid.

Reprodukcja

Rodzaj Trichoderma nie ma zaawansowanego okresu płciowego, rozmnaża się naturalnie przez zarodniki bezpłciowe. Cykl życiowy T. harzianum rozpoczyna się, gdy organizm rośnie i rozgałęzia się jak strzępki grzyba o średnicy 5-10 mikronów.

Zarodnikowanie bezpłciowe rozpoczyna się, gdy zarodniki o średnicy 3-5 mikronów są uwalniane w dużych ilościach. Podobnie, interkalowane chlamydospory powstają indywidualnie, chociaż czasami obserwuje się dwie lub więcej połączonych chlamydosporów.

Mechanizmy działania

Kontrolujące działanie grzybów Trichoderma jest weryfikowane poprzez różne mechanizmy działania na rozwój fitopatogennych grzybów. Do głównych mechanizmów, które wywierają bezpośrednie działanie, należą rywalizacja o przestrzeń i składniki odżywcze, mykopasożytnictwo i antybioza.

Biokontrolujące działanie Trichoderma harzianum jest wzmocnione przez jego zdolność do kolonizacji ryzosfery roślin. Ponadto mechanizmy, takie jak wydzielanie enzymów i wytwarzanie związków hamujących, działają jako efekt biokontrolera.

Z drugiej strony istnieją mechanizmy, których funkcja pośrednia przyczynia się do efektu bioregulacji. Wśród nich zdolność aktywowania związków związanych z odpornością, detoksykacją toksyn i dezaktywacją enzymów w roślinie.

Zdolność grzyba do ułatwienia rozpuszczania składników pokarmowych, niedostępnych dla roślin w ich naturalnej postaci, jest procesem poprawiającym warunki odżywienia środowiska w celu dostarczania roślin uprawnych składników pokarmowych.

Podobnie rozwijając się w sprzyjających warunkach jest w stanie obficie kolonizować ryzosferę roślin, co pozwala stworzyć środowisko sprzyjające radykalnemu rozwojowi, poprawiając tolerancję rośliny na stres.

Konkurencja

Konkurencja jest definiowana jako nierówne zachowanie między dwiema osobami w celu zaspokojenia tego samego zapotrzebowania, czy to substratu, czy składników odżywczych. Sukces zawodów skutkuje zdolnością jednego z organizmów do przewyższania zdolności drugiego.

Trichoderma harzianum ma dużą zdolność antagonistyczną ze względu na szybkie tempo rozwoju. Jego biokontrolującemu działaniu sprzyja szeroka adaptacja ekologiczna i zdolność adaptacji do niekorzystnych warunków.

Ponadto ma dużą zdolność mobilizowania i wykorzystywania składników odżywczych zawartych w glebie, głównie azotu, węglowodanów i polisacharydów. W ten sposób jest w stanie szybko skolonizować środowisko, zapobiegając namnażaniu się innych mikroorganizmów w tym samym środowisku.

Mykopasożytnictwo

Mykopasożytnictwo definiuje się jako antagonistyczną symbiotyczną interakcję między grzybem a patogenem. Mechanizm ten obejmuje pozakomórkowe enzymy ściany komórkowej grzybów pasożytniczych: chitynazy i celulazy.

To działanie przebiega w czterech etapach: wzrost chemotroficzny, rozpoznawanie, adhezja i zwijanie oraz aktywność lityczna. W ostatnim etapie grzyb wytwarza zewnątrzkomórkowe enzymy lityczne, degraduje ścianę komórkową patogenu i ułatwia penetrację strzępek.

Trichoderma atakująca patogen roślinny (Rhizoctonia sp, przyczyna zgnilizny korzeni). Wąskie strzępki Trichoderma owijają się wokół szerokich strzępek Rhizoctonia, ta ostatnia zapadnie się i umrze. Trichoderma jest środkiem kontroli biologicznej. Powiększenie SEM: 2350x.

Trichoderma harzianum podczas mykopasożytnictwa rośnie chemotropowo w kierunku patogenu, zwija się i przenika przez córki żywiciela. Poprzez wytwarzanie specjalnych enzymów i degradację ściany komórkowej patogenu powoduje osłabienie fitopatogenu.

Mykopasożytnictwo jako mechanizm działania antagonistycznego u T. harzianum zależy od różnych czynników. Rozwój każdego etapu jest spowodowany obecnymi patogenami, biotroficznym lub nekrotroficznym działaniem antagonisty oraz warunkami środowiskowymi.

• Wzrost chemotroficzny: odnosi się do pozytywnego bezpośredniego wzrostu organizmu w kierunku bodźca chemicznego. Trichoderma wykrywa obecność patogenu, a jego strzępki rosną i docierają do organizmu w odpowiedzi na bodziec chemiczny.
• Podziękowania: Badania naukowe wykazały, że Trichoderma jest antagonistą określonych fitopatogenów. Cząsteczki, takie jak lektyny-węglowodany obecne w żywicielu, sprawiają, że jest on podatny na pasożyty wywołane przez grzyby Trichoderma.
• Adhezja i zwijanie: strzępki Trichoderma mają zdolność przylegania do żywiciela, tworząc struktury podobne do haczykowatych i przypominających apressor. Proces ten obejmuje procesy enzymatyczne i antagonistyczne połączenie cukru w ​​ścianie grzyba z lecytyną w ścianie fitopatogenu.
• Aktywność lityczna: następuje degradacja ściany komórkowej fitopatogenu, ułatwiająca penetrację strzępek Trichoderma. Enzymy lityczne biorące udział w tym procesie to zasadniczo chitynazy, glukanazy i proteazy.

Antybioza

Jest to bezpośrednie działanie lotnych lub nielotnych związków organicznych, wytwarzanych przez Trichodermę na podatnego żywiciela. Różne szczepy T. harzianum wytwarzają toksyczne antybiotyki lub metabolity, które hamują wzrost innych mikroorganizmów.

Aplikacje

Trichoderma harzianum jest szeroko stosowana jako kontroler biologiczny ze względu na szybki wzrost i rozwój. Ponadto promuje różnorodne enzymy zdolne do degradacji innych fitopatogennych grzybów.

Grzyb ten jest naturalnym środkiem, nie jest agresywny w stosunku do roślin ani gleby. Stosowany jako biokontroler nie zgłasza toksyczności dla upraw, zmniejsza również wpływ na środowisko ze względu na brak chemikaliów w glebie.

Działanie biokontrolera T. harzianum jest realizowane w zależności od środowiska, w którym występuje obecność fitopatogenów. Sposób kontroli i tryb aplikacji odbywa się w konstrukcji, obszarze i przestrzeni, która ma być chroniona.

Ogólnie zwalczanie odbywa się poprzez kontrolowane nanoszenie na nasiona, podłoże w rozsadniku lub bezpośrednio do gleby. Stosowanie aspersji na liściach, kwiatach i owocach jest powszechne; Ostatnio przeprowadzono badania mające na celu zapobieganie atakom patogenów po żniwach.

Kontrola biologiczna nasion

Zaprawianie nasion T. harzianum ma na celu ochronę nasion przed patogenami wewnętrznymi lub glebowymi. Ponadto należy z czasem zapewnić ochronę podziemnym częściom nowej rośliny po wykiełkowaniu.

Rzeczywiście, gdy nasiono zostanie zaszczepione grzybem, jest ono zdolne do kolonizacji ryzosfery rośliny, wywierając swoje biokontrolujące działanie. Oprócz tego ilość grzyba aplikowanego na nasiona jest mniejsza, porównuje się ją z ilością stosowaną na polu.

Do aplikacji Trichoderma na nasiona stosuje się różne metody: użycie suchego proszku, zastosowanie biopreparatu w postaci pasty, rozpuszczenie w suchej glinie lub powlekanie przez peletyzację.

Kontrola biologiczna w glebie

Gleba jest środowiskiem sprzyjającym zwalczaniu patogenów przez Trichoderma harzianum. W rzeczywistości ryzosfera roślin jest najbardziej sprzyjającym środowiskiem do wywierania swojego antagonistycznego działania.

Aplikację grzyba na nasiona przeprowadza się w celu ustalenia biokontrolera lokalnie w ryzosferze. Dlatego kontrola biologiczna w glebie jest bezpośrednio związana z aplikacją grzyba na nasiona.

Wzrost Trichoderma w ryzosferze rośliny.
Źródło: agroingeniacanarias.com

Inne metody obejmują bezpośrednią aplikację do bruzdy lub rozsiewu, w czasie sadzenia lub podczas czyszczenia rośliny i hillingowania. W tym przypadku jest stosowany w postaci proszku, granulatu lub wraz z organicznymi poprawkami.

Kontrola nad powierzchnią liści

Zwalczanie biologiczne przy pomocy Trichoderma na obszarach liściastych, takich jak kwiaty, owoce i liście, podlega warunkom środowiskowym. Niska dostępność składników odżywczych, wahania temperatury, promieniowanie słoneczne i wiatr to warunki utrudniające rozwój grzyba.

W związku z tym preparaty przeznaczone do stosowania antagonisty muszą zawierać adherencje i składniki odżywcze, które ułatwiają kolonizację Trichoderma. Umiarkowana skuteczność tej metody i jej wysoki koszt sprzyjały badaniu nowych strategii zwalczania na poziomie liści.

Bibliografia

1. Argumedo-Deliria Rosalba, et al (2009) Rodzaj grzybów Trichoderma i jego związek z organicznymi i nieorganicznymi zanieczyszczeniami.
2. Gato Cárdenas, Yohana. (2010). Metody konserwacji i formulacji Trichoderma harzianum Rifai. Fitosanity, 14 (3), 189–195.
3. Infante Danay i in. (2009). Mechanizmy działania Trichoderma na grzyby fitopatogenne. Journal of Plant Protection, 24 (1), 14-21.
4. López Mondéjar Rubén (2011) Wykrywanie i oznaczanie ilościowe Trichoderma harzianum oraz ocena jego biologicznego działania przeciw fuzariozie naczyniowej melona za pomocą narzędzi molekularnych (praca doktorska).
5. Romero-Arenas Omar, et al (2009) Charakterystyka Trichoderma harzianum, jako czynnika ograniczającego w uprawie grzybów jadalnych.
6. Sandoval Vega, María Cristina, Noelting Zenobio, María Cristina Isabel (2011) Produkcja konidiów Trichoderma harzianum Rifai w dwóch pożywkach. PHYTOSANITY ISSN 1562-3009.
7. Vasquez Cárdenas Julián Andrés (2010) Charakterystyka mikrobiologiczna i produkcja Trichoderma harzianum i Trichoderma viride w uprawie rzemieślniczej (praca magisterska).