2.6.3.1 Mối tương tác giữa nấm Trichoderma và tác nhân gây bệnh cây
Trichoderma (giai đoan hữu tính là chi Hypocrea) là loại nấm sinh sản
vơ tính được tìm thấy trong đất của mọi vùng khí hậu. Lồi nấm này cĩ tốc độ sinh phân hủy vách tế bào (cell wall degrading enzymes, CWDEs) như:
Hình 2.3: Hoạt động tương tác giữa nấm ký sinh Trichoderma và nấm ký
chủ. Giai đoạn 1: Nấm ký sinh tiết ra các hợp chất polymers tiến đến ký chủ.
Giai đoạn 2:
Csinhghaeªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªª ªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªª ªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªªª
cellulases, chitinases, glucanases... đồng thời cũng là nhà máy sản xuất kháng sinh quan trọng. Đa số các dịng nấm Trichoderma sống quanh rễ được ứng dụng trong nơng nghiệp đều cĩ khả năng phân cắt các carbohydrates, chlor
phenols và các loại nơng dược chứa xenobiotic (Harman & Kubicek, 1998;
Harman & ctv., 2004). Cơ chế tác động chính của nấm Trichoderma là ký sinh (Harman & Kubicek, 1998) và tiết ra các kháng sinh (Sivasithamparam & Ghisalberti, 1998) trên các lồi nấm gây bệnh trưởng nhanh, sản sinh nhiều bào tử và là nguồn sản xuất các loại enzymes.
Quá trình ký sinh của nấm Trichoderma diễn ra khá phức tạp, bao gồm việc nhận ra ký chủ, tấn cơng, xâm nhập và tiêu diệt. Trong suốt tiến trình này, nấm Trichoderma tiết các enzymes phân hủy vách tế bào (CWDEs) thủy phân vách tế bào của nấm ký chủ thành các oligomers đơn giản hơn (Kubicek & ctv., 2001; Woo & ctv., 2006). Tác động này là do khả năng cảm ứng của chúng đối với các phân tử tiết ra từ sự hiện diện của ký chủ để tiết ra các
enzymes phân hủy (Harman & ctv., 2004)
Các lồi nấm Trichoderma spp. đối kháng hữu hiệu đều chứa nhiều loại enzymes phân hủy nên giử vai trị quan trọng trong việc phịng trừ sinh học (Harman và Kubicek, 1998; Kubicek & ctv., 2001). Lorito (1998) đã tinh chế và khảo sát đặc tính của các enzymes phân hủy vách tế bào (CWDEs) của các dịng nấm Trichoderma. Kết quả cho thấy dù thử nghiệm riêng lẻ hay phối hợp, các protein này đều cĩ khả năng đối kháng các lồi nấm bệnh với phổ rất rộng trên các chi Rhizoctonia, Fusarium, Alternaria, Ustilago, Venturia,
Colletotrichum và ngay cả với các lồi thuộc lớp Oomycetes như Pythium và Phytophthora (với vách tế bào bị thiếu chitin).
Việc áp dụng các lồi vi sinh đối kháng để phịng trừ sinh học tõ ra cĩ nhiều lợi ích trong nơng nghiệp vì các tác nhân đối kháng này tiếp tục sinh sản và phát triển sau khi áp dụng. Tuy nhiên, việc áp dụng cần chọn các dịng chuyên biệt phù hợp cho mơi trường phát triển như nhiệt độ, pH, ẩm độ… (Lorito và Scala, 1999). Các tác nhân này sẽ tiết CWDEs khi cĩ nguồn carbon
như mono-hay polysaccharides, keo chitin hay khi cĩ tế bào nấm bệnh. Trong nhiều trường hợp, sự phối hợp giữa các lồi Trichoderma mang nhiều enzyme đối kháng đã cho hiệu quả cao hơn trong việc phịng trị bệnh cây, ngay cả khi so với các loại thuốc trừ bệnh tổng hợp (Baek & ctv., 1999; Carsolio & ctv., 1999).
Ở nấm Trichoderma spp., người ta đã tìm được 18 loại kháng sinh do chúng tiết ra (Vinale & ctv., 2008). Các kháng sinh cĩ trọng lượng phân tử cao và các peptaibols đều phân cực và cĩ ảnh hưởng nhiều đến hoạt động tạo khuẩn ty của các vi sinh vật. Khi khảo sát lồi T. harzianum tiết ra β- glucanases ký sinh trên nấm bệnh, Lorito & ctv. (1996) đã xác định được chất kháng sinh thuộc nhĩm peptaibols ức chế khả năng tổng hợp β-glucans của nấm ký chủ, làm chúng khơng thể tái tạo được vách tế bào, giúp enzyme β- glucanases hoạt động hiệu quả hơn.
Nấm Trichoderma hoạt động mạnh, hấp thụ nhiều dinh dưởng (C, N và các dưởng chất khác) nên cũng cạnh tranh với các cộng đồng vi sinh vật đất khác. Tác động sinh học của mơi trường đất cũng ảnh hưởng đến khả năng phịng trừ sinh học của nấm Trichoderma. Bae và Knudsen (2005) cho biết khi được xử lý trên mơi trường cĩ hệ vi sinh vật đất phong phú, lồi T. harzianum thường cĩ khuynh hướng tạo bào tử (thay vì là khuẩn ty) làm giảm hiệu quả phịng trừ sinh học. Hiện tượng này được gọi là "soil fungistasis", tùy thuộc vào thành phần của cộng đồng vi sinh vật cĩ trong đất và tùy vào khả năng tiết kháng sinh của nấm Trichoderma. Điều này cũng đã làm hạn chế hiệu quả của một số dịng nấm khi áp dụng vào thực tế sản xuất nơng nghiệp.
Hình 2.4: các loại Trichoderma spp tác động lên lồi nấm R.solani gây bệnh được nghiên cứu trong phịng thí nghiệm
Hình 2.5: Sự tác động của Trichoderma lên các tác nhân gây bệnh (Pythium)