2.8 Vai trò của nấm Trichoderma trong việc phòng trị bệnh cây
2.8.1 Mối tương tác giữa nấm Trichoderma và tác nhân gây bệnh cây
Trichoderma là loại nấm sinh sản vô tính được tìm thấy trong đất của mọi vùng khí hậu. Loài nấm này có tốc độ sinh phân hủy vách tế bào (cell wall degrading enzymes, CWDEs) như: cellulases, chitinases, glucanases... đồng thời cũng là nhà máy sản xuất kháng sinh quan trọng. Đa số các dòng nấm Trichoderma sống quanh rễ được ứng dụng trong nông nghiệp đều có khả năng phân cắt các carbohydrates, chlor phenols và các loại nông 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 loài nấm gây bệnh tăng 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 công, 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 loài nấm Trichoderma spp. đối kháng hữu hiệu đều chứa nhiều loại enzymes phân hủy nên giử vai trò quan trọng trong việc phòng 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 dòng nấm Trichoderma. Kết quả cho thấy dù thử nghiệm riêng lẻ hay phối hợp, các protein này đều có khả năng đối kháng các loài nấm bệnh với phổ rất rộng trên các chi Rhizoctonia, Fusarium, Alternaria, Ustilago, Venturia, Colletotrichum và ngay cả với các loài như Pythium và Phytophthora (với vách tế bào bị thiếu chitin).
Việc áp dụng các loài vi sinh đối kháng để phòng trừ sinh học tõ ra có nhiều lợi ích trong nông nghiệp vì các tác nhân đối kháng này tiếp tục sinh sản và phát
SVTH: Trần Văn Phật 25 Lớp: 07DSH _ MSSV:107111131
triển sau khi áp dụng. Tuy nhiên, việc áp dụng cần chọn các dòng chuyên biệt phù hợp cho môi trường phát triển như nhiệt độ, pH, ẩm độ… (Lorito và Scala, 1999).
Trong nhiều trường hợp, sự phối hợp giữa các loài Trichoderma mang nhiều enzyme đối kháng đã cho hiệu quả cao hơn trong việc phòng 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 có trọng lượng phân tử cao và có ảnh hưởng nhiều đến hoạt động tạo khuẩn ty của các vi sinh vật. Khi khảo sát loài Trichoderma harzianum tiết ra β-glucanases ký sinh trên nấm bệnh, Lorito & ctv (1996) đã xác định được chất kháng sinh ức chế khả năng tổng hợp β-glucans của nấm ký chủ, làm chúng không 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 môi trường đất cũng ảnh hưởng đến khả năng phòng trừ sinh học của nấm Trichoderma. Bae và Knudsen (2005) cho biết khi được xử lý trên môi trường có hệ vi sinh vật đất phong phú, loài Trichoderma harzianum thường có khuynh hướng tạo bào tử (thay vì là khuẩn ty) làm giảm hiệu quả phòng trừ sinh học. Hiện tượng này được gọi là "soil fungistasis", tùy thuộc vào thành phần của cộng đồng vi sinh vật có 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 dòng nấm khi áp dụng vào thực tế sản xuất nông nghiệp.
SVTH: Trần Văn Phật 26 Lớp: 07DSH _ MSSV:107111131
Hình 2.5: Sự tác động của Trichoderma lên các tác nhân gây bệnh (Rhizoctonia solani).
Hình 2.6 : Hình ảnh của Rhizoctonia solani dưới kính hiển vi sau khi Trichoderma mycoparasitic được gỡ bỏ. Enzym do Trichoderma mycoparasitic
tiết ra làm thủng tế bào nấm gây bệnh cây.
SVTH: Trần Văn Phật 27 Lớp: 07DSH _ MSSV:107111131