Тема: Взаимоотношения фитопатогенных грибов с почвенными грибами рода Trichoderma

Цель: Ознакомиться с типами взаимоотношений фитопатогенных грибов с почвенными грибами рода Trichoderma.

Одним из типов взаимоотношений в мире живых организмов вообще и микроорганизмов в частности является антагонизм. Проявления микробного антагонизма разнообразны и включают различные типы воздействия одного организма на другой: влияние неспецифических продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, которые приводят субстрат в состояние, непригодное для развития других микроорганизмов; выделение некоторыми микроорганизмами в среду специфических веществ – антибиотиков, которые препятствуют росту и развитию определенных видов организмов; паразитизм – существование одного микроорганизма за счет другого.

Учитывая, что явление антагонизма – продукт длительной коэволюции микроорганизмов, поиск антагонистов конкретным видам патогенов следует вести в среде их совместного обитания: в почве, на поверхности надземных органов растений.

Многие исследователи, изучавшие микробное население почв, отмечают одним из первых в ряду почвенных микроорганизмов-антагонистов грибы рода Trichoderma. В настоящее время накоплен обширный экспериментальный материал по систематике, морфогенезу и споруляции, продукции метаболитов, механизмам воздействия штаммов Trichoderma на фитопатогены, свидетельствующий о высокой потенциальной активности антагонистов из этого рода почвенных грибов. Продуцируемые ими антибиотики, а также гидролитические ферменты обладают антифунгальным и антибактериальным действиями, причем некоторые из них, по-видимому, активны, будучи летучими. Всего известно более 40 видов (не считая модификаций) биологически активных веществ, относящихся к нескольким группам: октакетиды, производные метаболизма аминокислот (триховиридин, дермадин, изонитрин), пептиды (пептаиболы: трихополин и др., циклоспорины), терпеноиды (триходермин, триходермол, диацетоксисцирпенол). Под воздействием антибиотических веществ фитопатогены развиваются замедленно или вовсе не растут, снижается спорообразование, гифы искривляются, утончаются, деформируются. Кроме того, у грибов рода Trichoderma обнаружено несколько активных гидролаз (протеиназа, манназа, ламинариназа, хитиназа). Грибы рода Trichoderma проявляют в отношении ряда патогенов биотрофные свойства, проникая внутрь гиф фитопатогена с помощью тонких гиф и гаусториеподобных образований.

Взаимоотношения между грибами родаTrichoderma и фитопатогенами можно сгруппировать в пять характерных типов:

I – индифферентные (безразличные) взаимоотношения (нарастание колонии гриба рода Trichoderma на поверхность колонии фитопатогена с сохранением скорости роста обоих грибов;

II – фунгистатический алиментарный (односторонний) антагонизм (нарастание колонии гриба рода Trichoderma на поверхность колонии фитопатогена, который в этом случае прекращает активный рост);

III – территориальный антагонизм (обрастание колонии патогена грибом рода Trichoderma, обычно патоген отстает в росте);

IV – антибиотический антагонизм (замедление роста колонии патогена на расстоянии от колонии гриба рода Trichoderma, образование зоны, в которой рост патогена не наблюдается вседствие выделения антибиотических веществ грибом рода Trichoderma);

V – взаимный антагонизм (нарастание колонии гриба рода Trichoderma на поверхность колонии фитопатогена с обоюдным ингибированием скорости роста).

Быстрота роста грибов родаTrichoderma, способность их развиваться при относительно низкой температуре и широкий спектр антибиотического действия на представителей почвенной биоты в естественных условиях компенсируют сравнительно низкий титр их антибиотической активности и обеспечивают её конкурентоспособность в ризосфере растений.

Модельные эксперименты in vitro по выяснению взаимоотношений между грибами рода Trichoderma и фитопатогенами, определению антагонистической активности грибов рода Trichoderma являются прологом в процессе разработки биологических средств защиты растений от болезней.

Многие активные в отношении фитопатогенов штаммы грибов рода Trichoderma уже являются основой биопрепаратов по защите растений от патогенных организмов. Так, «Триходермин-БЛ», биопрепарат на основе антагонистически активных к патогенам штаммов гриба Trichoderma lignorum (Tode) Harz, используется для защиты овощных и зерновых культур от болезней (черная ножка, бактериозы, корневые гнили, белая гниль, фузариозное и вертициллезное увядание).

Задание:

    1. Выявить in vitro типы взаимоотношений фитопатогенных грибов и грибов рода Trichoderma.

Цель опыта: Определить тип взаимоотношений in vitro фитопатогенных грибов и грибов рода Trichoderma.

Оборудование: Микроскоп, бинокуляр, пенал с набором инструментов.

Материал и условия эксперимента: Изоляты фитопатогенных грибов и грибов рода Trichoderma. Картофельно-глюкозная агаризованная среда (рН 5,5-7) (глюкоза может быть заменена сахарозой), t=20-25 °С.

Методика.

В эксперименте используется метод встречных колоний.

По дну чашки Петри провести черту, разделяющую чашку на две равные части. Залить агаризованную среду по 20 мл на чашку. В центр одной половины на расстоянии 2 см от черты поместить, засеяв гриб-патоген, на таком же расстоянии в центр другой – гриб рода Trichoderma. В контроле патоген и грибы рода Trichoderma культивируются изолированно друг от друга.

Учет результатов эксперимента необходимо проводить ежедневно, измеряя радиус колонии фитопатогена и гриба рода Trichoderma в направлении, перпендикулярном черте, делящей чашку на две равные половины. Целесообразно описывать морфологию колоний грибов, отмечать, изменяется ли окраска колоний и субстрата. Для описания окраски удобно использовать шкалу цветов А.С. Бондарцева (1953). На 5-е и 10-е сут. необходимо рассчитать показатель ингибирования (Р) фитопатогена грибом рода Trichoderma и показатель ингибирования гриба рода Trichoderma фитопатогеном:

                               P = ((K–A) × 100)/K,                                    (6)

где P – показатель ингибирования, %,

К – рост гриба в контроле, мм,

А – рост гриба в опыте, мм.

В качестве показателя «рост гриба» можно использовать радиус колонии гриба в направлении, перпендикулярном черте, делящей чашку на две равные половины.

Для описания внешнего вида колонии фитопатогена на 10-е сут. можно использовать следующую шкалу:

А – патоген угнетен в сильной степени, мицелий редкий, прижатый к субстрату; Б – патоген угнетен слабо; В – патоген не угнетен.

Значком «+» рядом с буквой можно условно указать нарастание гриба рода Trichoderma на колонию фитопатогена, а значком «++» – отметить появление на колонии патогена очагов спороношения гриба рода Trichoderma.

На 10-е сут. необходимо определить тип взаимоотношений фитопатогена и гриба рода Trichoderma, а также оценить в баллах степень нарастания гриба рода Trichoderma на колонии фитопатогенов:

0 – нет нарастания колонии гриба рода Trichoderma на колонию патогена,

1 – гриб рода Trichoderma занимает до 25 % площади колонии патогена;

2 – гриб рода Trichoderma занимает 25-50 % площади колонии патогена;

3 – гриб рода Trichoderma занимает 51-75 % площади колонии патогена;

4 – гриб рода Trichoderma занимает 76-100 % площади колонии патогена.

Для установления типа взаимоотношений исследуемых грибов нужно произвести микроскопирование зоны совместного роста колоний патогена и гриба рода Trichoderma.

Результаты эксперимента необходимо обработать статистически и представить в виде таблиц 7-10.

Таблица 7

Радиус колонии (мм) исследуемых грибов

Таблица 8

Показатель ингибирования (%) фитопатогена грибом рода Trichoderma

Таблица 9

Показатель ингибирования (%) гриба рода Trichoderma фитопатогеном

Таблица 10

Антагонистическая активность грибов рода Trichoderma

ЗАНЯТИЕ 6