TRICHODERMA HARZIANUM: EIGENSCHAFTEN, MORPHOLOGIE, REPRODUKTION - BIOLOGIE - 2025

Trichoderma harzianum ist ein filamentöser Pilzantagonist von Pflanzenpathogenen, der zur biologischen Bekämpfung von durch phytopathogene Pilze verursachten Krankheiten eingesetzt wird. Aufgrund seiner Eigenschaften als Biofungizid, Biofertilizer und Biostimulans ist es in der Landwirtschaft weit verbreitet.

In der Tat hängt das wissenschaftliche Interesse dieser Art mit den Kontrollmechanismen gegen phytopathogene Pilze zusammen. Aktionen wie der Wettbewerb um Nährstoffe und Raum, Mykoparasitismus und Antibiose sind biologische Kontrollmechanismen.

Trichoderma harzianum Rafai (1969) Über Wikimedia Commons

Trichoderma harzianum ist ein kosmopolitischer Pilz, da er weltweit in verschiedenen Ökosystemen und natürlichen Umgebungen verbreitet ist und sich häufig an Orten entwickelt, an denen sich organisches Pflanzenmaterial ansammelt, wie z. B. Erntereste oder humose Böden.

Pflanzen mit einer hohen Dichte an Adventivwurzeln und einer angemessenen Rhizosphäre begünstigen ihre Besiedlung. In der Tat macht seine große Fähigkeit, sich an verschiedene agrologische Bedingungen anzupassen, Trichoderma zu einem Pilz mit einem breiten Anwendungsspektrum.

Auf ernährungsphysiologischer Ebene ist Trichoderma in der Lage, komplexe Substrate wie Stärken, Pektine und Cellulosen abzubauen. Später nutzt es diese Elemente für sein Wachstum aufgrund des reichlich vorhandenen enzymatischen Komplexes (Amylasen, Pektinasen, Cellulasen und Chitinasen).

Eigenschaften

Aquatische und terrestrische Ökosysteme

Diese Pilze zeichnen sich durch eine Vermehrung in terrestrischen Ökosystemen (landwirtschaftliche Böden, Wiesen, Wälder und Wüsten) und aquatischen Ökosystemen aus. Einige Arten leben frei im Boden, sind opportunistisch, pflanzliche Symbionten, andere sind Mykoparasiten.

Aufgrund ihrer hohen Fortpflanzungsfähigkeit können sie auch verschiedene Umgebungen besiedeln. Sie können sich unter extremen Bedingungen wie Temperatur, Salzgehalt und pH-Wert anpassen und überleben.

Fortpflanzung und Ernährung

In ihrem vegetativen Zustand haben sie ein einfaches, haploides Myzel oder Septa und ihre Wand besteht aus Chitin und Glucanen. Sie sind fakultative Anaerobier und vermehren sich ungeschlechtlich durch Konidien.

Diese Art hat einen geringen Nährstoffbedarf, obwohl ihr Wachstum durch organische Stoffe und Feuchtigkeit begünstigt wird. Der optimale Temperaturbereich für Wachstum und Entwicklung liegt zwischen 25 ° C und 30 ° C.

Lebensraum

T. harzianum kommt in verschiedenen organischen Materialien und Böden vor, sie sind aufgrund ihrer großen Anpassungsfähigkeit weit verbreitet. Einige Arten bevorzugen trockene und gemäßigte Orte und andere feuchte und kalte Orte.

Insbesondere konkurrieren diese Pilze als endophytische Organismen mit der Rhizosphäre der Pflanze und können die Wurzeloberfläche besiedeln. Tatsächlich dringen sie durch die Interzellularräume in die erste oder zweite Zellschicht ein.

Bedeutung

Diese Pilzgruppe ist für Pflanzen von großer Bedeutung, da sie zur Bekämpfung von phytopathogenen Pilzen beitragen. In der Tat sind sie weithin bekannt für ihre Fähigkeit, Toxine und Antibiotika zu produzieren, die verschiedene Krankheitserreger kontrollieren.

Isolate der Gattung Trichoderma gehören zu den am häufigsten verwendeten biologischen Kontrollmitteln in der Landwirtschaft. Forschungsarbeiten haben es ermöglicht, ihre wirksame Kontrolle zu überprüfen, da sie auf eine große Anzahl von Bodenpathogenen einwirken.

Eigenschaften

Eine der Hauptfunktionen von Trichoderma harzianum ist seine Fähigkeit, symbiotische Beziehungen zu Pflanzen aufzubauen. Der Pilz entfaltet sich und wächst in der Rhizosphäre der Kultur und erhöht seine Entwicklung, um mehr Platz zum Wachsen zu erhalten.

Darüber hinaus kann es als biologisches Kontrollmittel Enzyme produzieren, die phytopathogene Pilze angreifen und hemmen. In der Tat ist es sehr vorteilhaft, es vor der Aussaat in das Substrat oder das Anbaufeld einzubauen.

In dieser Hinsicht basiert seine Wirkung als kompetitiver Hyperparasit auf der Produktion von antimykotischen Metaboliten und hydrolytischen Enzymen. Ursprüngliche strukturelle Veränderungen auf zellulärer Ebene wie Vakuolisierung, Granulation, Zerfall des Zytoplasmas und Zelllyse an den kontrollierten Organismen.

Studien auf Lagerebene haben es ermöglicht, die Zunahme des Wurzelsystems bei Verwendung von Trichoderma harzianum in verschiedenen Dosen zu bestimmen. In dieser Hinsicht stimuliert es die Samenkeimung und begünstigt das Wachstum neuer Sämlinge.

Es ist ratsam, T. harzianum in ein Krankheitsbekämpfungsprogramm aufzunehmen, um seine antagonistische Fähigkeit zu nutzen. Es wurde nachgewiesen, dass Trichoderma-Anwendungen Krankheitserreger wie Fusarium, Pythium, Phytophthora, Rhizoctonia und Sclerotium verhindern und kontrollieren.

Taxonomie

Die Gattung Trichoderma spp. Wurde ursprünglich von Persoon (1794) beschrieben, um vier Arten zu klassifizieren, die derzeit nicht miteinander verwandt sind. Unter ihnen: Trichoderma viride, Xylohipha nigresce, Sporotrichum aureum und Trichotecium roseum.

Anschließend wurden verschiedene Klassifizierungen vorgenommen, basierend auf den mikroskopischen Eigenschaften, der Größe und dem Vorhandensein von Phialiden. Dann machte Rafai (1969) eine Überprüfung der Gattung und beschrieb 9 Arten von Trichoderma spp., Wo er Trichoderma harzianum einschloss.

Die Art T. harzianum (Rafai, 1969) gehört zur Gattung Trichoderma, Familie Hypocreaceae, Ordnung Hypocreales, Klasse Sordariomycetes, Unterteilung Pezizomycotina, Division Ascomycota, Königreich Pilze.

Taxonomische Studien von Trichoderma harzianum basierten auf Variationen des DNA-Polymorphismus unter Verwendung von PCR-Techniken. Innerhalb der Gattung T. harzianum (Rifai) wurden vier biologische Formen unterschieden: Th1, Th2, Th3 und Th4.

Morphologie

Die Gattung Trichoderma umfasst eine Reihe von Arten ohne erkennbare sexuelle Phase. Es ist gekennzeichnet durch ein septiertes Myzel, im Allgemeinen ovale Konidien, nicht quirlige hyaline Konidiophor, singuläre oder gruppierte Phialide und einzellige Konidien.

Auf makroskopischer Ebene sind die Kolonien leicht an ihrer weißgrünen oder gelbgrünen Färbung zu erkennen. Darüber hinaus werden in Gebieten mit Konidien konzentrische Ringe beobachtet; und auf der Rückseite der Kolonien ist die Färbung gelb, bernsteinfarben oder grünlich-gelb.

Kultur von Trichoderma spp. Quelle: agrotransfer.org

Auf mikroskopischer Ebene werden aufrechte, hyaline, verzweigte und nicht quirlige Konidiophoren beobachtet, die in Gruppen oder einzeln auftreten. Die Phialiden sind birnenförmig, einzeln oder in Gruppen, im zentralen Bereich geschwollen und an der Spitze dünn.

Der Einführwinkel zwischen den Phialiden und den Konidiophoren ist richtig. Einzellige Konidien sind länglich oder subkugelig, glatt oder äquinuliert. Grün oder hyalin gefärbt und in Massen an den Spitzen der Phialiden vorhanden.

Reproduktion

Die Gattung Trichoderma hat keine fortgeschrittene sexuelle Periode, sie vermehrt sich natürlich durch asexuelle Sporen. Der Lebenszyklus von T. harzianum beginnt, wenn der Organismus wächst und sich wie eine Pilzhyphe mit einem Durchmesser von 5 bis 10 Mikrometern verzweigt.

Die asexuelle Sporulation beginnt, wenn Sporen mit einem Durchmesser von 3 bis 5 Mikrometern in großer Anzahl freigesetzt werden. Ebenso werden interkalierte Chlamydosporen einzeln gebildet, obwohl manchmal zwei oder mehr fusionierte Chlamydosporen beobachtet werden.

Aktionsmechanismen

Die kontrollierende Wirkung von Trichoderma-Pilzen wird durch verschiedene Wirkmechanismen auf die Entwicklung von phytopathogenen Pilzen verifiziert. Zu den Hauptmechanismen, die eine direkte Wirkung ausüben, gehören der Wettbewerb um Raum und Nährstoffe, Mykoparasitismus und Antibiose.

Die biokontrollierende Wirkung von Trichoderma harzianum wird durch seine Fähigkeit erhöht, die Rhizosphäre von Pflanzen zu besiedeln. Darüber hinaus wirken Mechanismen wie die Sekretion von Enzymen und die Produktion inhibitorischer Verbindungen als Biocontroller-Effekt.

Andererseits gibt es Mechanismen, deren indirekte Funktion als bioregulatorischer Effekt beiträgt. Darunter die Fähigkeit, Verbindungen zu aktivieren, die mit Resistenz, Entgiftung von Toxinen und Deaktivierung von Enzymen in der Pflanze zusammenhängen.

Die Fähigkeit des Pilzes, die Solubilisierung von Nährstoffen zu erleichtern, die Pflanzen in ihrer natürlichen Form nicht zur Verfügung stehen, stellt einen Prozess dar, der die Ernährungsbedingungen der Umwelt verbessert, um einer Kultur Nährstoffe zuzuführen.

Wenn es sich unter günstigen Bedingungen entwickelt, kann es die Rhizosphäre von Pflanzen reichlich besiedeln, wodurch eine Umgebung geschaffen werden kann, die für die radikale Entwicklung günstig ist und die Stresstoleranz der Pflanze verbessert.

Wettbewerb

Wettbewerb ist definiert als ein ungleiches Verhalten zwischen zwei Personen, um den gleichen Bedarf zu decken, sei es Substrat oder Nährstoffe. Der Erfolg des Wettbewerbs führt dazu, dass einer der Organismen die Fähigkeit des anderen übertrifft.

Das Trichoderma harzianum hat aufgrund seiner schnellen Entwicklungsrate eine große antagonistische Fähigkeit. Seine biokontrollierende Wirkung wird durch seine breite ökologische Anpassung und Anpassungsfähigkeit an widrige Bedingungen begünstigt.

Darüber hinaus hat es eine große Fähigkeit, die Nährstoffe im Boden, hauptsächlich Stickstoff, Kohlenhydrate und Polysaccharide, zu mobilisieren und zu nutzen. Auf diese Weise kann es die Umwelt schnell besiedeln und die Vermehrung anderer Mikroorganismen im selben Lebensraum verhindern.

Mykoparasitismus

Mykoparasitismus ist definiert als eine antagonistische symbiotische Wechselwirkung zwischen dem Pilz und dem Erreger. Dieser Mechanismus betrifft die extrazellulären Enzyme der Zellwand parasitierter Pilze: Chitinasen und Cellulasen.

Diese Aktion erfolgt in vier Stufen: chemotropes Wachstum, Erkennung, Adhäsion und Wicklung sowie lytische Aktivität. Im letzten Stadium erzeugt der Pilz extrazelluläre lytische Enzyme, baut die Zellwand des Erregers ab und erleichtert das Eindringen von Hyphen.

Trichoderma, die einen Pflanzenpathogen angreift (Rhizoctonia sp, Ursache der Wurzelfäule). Eine schmale Hyphe von Trichoderma wickelt sich um eine breite Hyphe von Rhizoctonia, wobei letztere zusammenbricht und stirbt. Trichoderma ist ein biologisches Kontrollmittel. REM-Vergrößerung: 2350x.

Trichoderma harzianum wächst während des Mykoparasitismus chemotrop in Richtung des Erregers, wickelt sich und dringt in die Töchter des Wirts ein. Durch die Erzeugung spezieller Enzyme und den Abbau der Zellwand des Erregers wird das Phytopathogen geschwächt.

Der Mykoparasitismus als Mechanismus der antagonistischen Wirkung bei T. harzianum hängt von verschiedenen Faktoren ab. Die Entwicklung jedes Stadiums ist auf die beteiligten Krankheitserreger, die biotrophe oder nekrotrophe Wirkung des Antagonisten und die Umweltbedingungen zurückzuführen.

• Chemotrophes Wachstum: bezieht sich auf das positive direkte Wachstum eines Organismus in Richtung eines chemischen Stimulus. Trichoderma erkennt das Vorhandensein des Erregers und seine Hyphen wachsen und erreichen den Körper als Reaktion auf den chemischen Reiz.
• Anerkennung: Forschungsstudien haben ergeben, dass Trichoderma ein Antagonist spezifischer Phytopathogene ist. Moleküle wie Lektine und Kohlenhydrate, die im Wirt vorhanden sind, machen ihn anfällig für Parasiten durch den Trichoderma-Pilz.
• Adhäsion und Wicklung: Trichoderma-Hyphen haben die Fähigkeit, am Wirt zu haften und hakenartige und appressorartige Strukturen zu bilden. Dieser Prozess beinhaltet enzymatische Prozesse und die antagonistische Assoziation eines Zuckers an der Wand des Pilzes mit einem Lecithin an der Wand des Phytopathogens.
• Lytische Aktivität: Der Abbau der Zellwand des Phytopathogens erfolgt, wodurch das Eindringen der Trichoderma-Hyphen erleichtert wird. Die am Prozess beteiligten lytischen Enzyme sind im Wesentlichen Chitinasen, Glucanasen und Proteasen.

Antibiose

Es ist die direkte Wirkung von flüchtigen oder nichtflüchtigen organischen Verbindungen, die von Trichoderma auf einen anfälligen Wirt hergestellt werden. Verschiedene Stämme von T. harzianum produzieren toxische Antibiotika oder Metaboliten, die das Wachstum anderer Mikroorganismen hemmen.

Anwendungen

Trichoderma harzianum wird aufgrund seines schnellen Wachstums und seiner schnellen Entwicklung häufig als biologischer Controller verwendet. Darüber hinaus fördert es eine Vielzahl von Enzymen, die andere phytopathogene Pilze abbauen können.

Dieser Pilz ist ein natürliches Mittel, das nicht aggressiv gegenüber Pflanzen oder Böden ist. Als Biokontroller verwendet, meldet es keine Toxizität für Kulturpflanzen und verringert auch die Umweltbelastung aufgrund des Fehlens von Chemikalien im Boden.

Die Biocontroller-Wirkung von T. harzianum wird in Abhängigkeit von der Umgebung durchgeführt, in der die Inzidenz von Phytopathogenen auftritt. Die Steuermethode und der Anwendungsmodus werden in der zu schützenden Struktur, dem zu schützenden Bereich und dem zu schützenden Raum ausgeführt.

Im Allgemeinen erfolgt die Kontrolle durch kontrollierte Anwendungen auf die Samen, auf das Substrat in Saatbeeten oder direkt auf den Boden. Die Verwendung von Aspersionen auf Blättern, Blüten und Früchten ist üblich; Kürzlich wurden Studien durchgeführt, um Pathogenangriffe nach der Ernte zu verhindern.

Biologische Kontrolle in Samen

Die Saatgutbehandlung mit T. harzianum zielt darauf ab, das Saatgut vor intrinsischen oder Bodenpathogenen zu schützen. Schützen Sie außerdem die unterirdischen Teile der neuen Anlage nach dem Keimen im Laufe der Zeit.

Sobald der Samen mit dem Pilz beimpft ist, kann er die Rhizosphäre der Pflanze besiedeln und ihre biokontrollierende Wirkung ausüben. Darüber hinaus ist die Menge des auf Samen aufgebrachten Pilzes geringer und wird mit der Menge verglichen, die auf ein landwirtschaftliches Feld aufgebracht werden soll.

Für die Anwendung von Trichoderma auf den Samen werden verschiedene Methoden angewendet: die Verwendung eines trockenen Pulvers, die Anwendung der Biopräparation in Form einer Paste, die Auflösung in trockenem Ton oder die Beschichtung durch Pelletisierung.

Biologische Kontrolle im Boden

Der Boden ist die günstige Umgebung für die Bekämpfung von Krankheitserregern mittels Trichoderma harzianum. Tatsächlich ist die Rhizosphäre von Pflanzen die günstigste Umgebung, um ihre antagonistische Wirkung auszuüben.

Die Anwendung des Pilzes auf die Samen erfolgt, um den Biocontroller lokal in der Rhizosphäre zu etablieren. Daher steht die biologische Kontrolle im Boden in direktem Zusammenhang mit der Anwendung des Pilzes auf das Saatgut.

Trichoderma-Wachstum in der Rhizosphäre der Pflanze.
Quelle: agroingeniacanarias.com

Andere Methoden umfassen die direkte Anwendung auf der Furche oder im Rundfunk, zur Pflanzzeit oder während der Reinigung und des Bohrens der Pflanze. In diesem Fall wird es in Pulverform, Granulat oder zusammen mit organischen Zusätzen eingearbeitet.

Kontrolle über die Blattoberfläche

Die biologische Kontrolle mittels Trichoderma in Blattgebieten wie Blumen, Früchten und Blättern unterliegt Umweltbedingungen. Geringe Verfügbarkeit von Nährstoffen, Temperaturschwankungen, Sonneneinstrahlung und Wind sind Bedingungen, die es dem Pilz schwer machen, sich zu etablieren.

In dieser Hinsicht müssen die Formulierungen, die zur Anwendung des Antagonisten entwickelt wurden, Adhärenten und Nährstoffe enthalten, die die Besiedlung von Trichoderma erleichtern. Die mäßige Wirksamkeit dieser Methode und ihre hohen Kosten haben die Untersuchung neuer Kontrollstrategien auf Blattebene gefördert.

Verweise

1. Argumedo-Deliria Rosalba et al. (2009) Die Pilzgattung Trichoderma und ihre Beziehung zu organischen und anorganischen Kontaminanten.
2. Gato Cárdenas, Yohana. (2010). Konservierungs- und Formulierungsmethoden von Trichoderma harzianum Rifai. Phytosanity, 14 (3), 189 & ndash; 195.
3. Infante Danay et al. (2009). Wirkmechanismen von Trichoderma gegen phytopathogene Pilze. Journal of Plant Protection, 24 (1), 14-21.
4. López Mondéjar Rubén (2011) Nachweis und Quantifizierung von Trichoderma harzianum und Bewertung seiner Biokontrollaktivität gegen Melonengefäßfusariose durch Anwendung molekularer Werkzeuge (Doktorarbeit).
5. Romero-Arenas Omar et al. (2009) Eigenschaften von Trichoderma harzianum als limitierendes Mittel bei der Kultivierung von Speisepilzen.
6. Sandoval Vega, Maria Cristina, Noelting Zenobio, Maria Cristina Isabel (2011) Herstellung von Trichoderma harzianum Rifai-Konidien in zwei Multiplikationsmedien. PHYTOSANITY ISSN 1562-3009.
7. Vasquez Cárdenas Julián Andrés (2010) Mikrobiologische Charakterisierung und Produktion von Trichoderma harzianum und Trichoderma viride in einer handwerklichen Kultur (Masterarbeit).