Курсовая теория на тему Биологические особенности и механизмы действия антагонистов рода Trichoderma

Содержание:

Введение 2
Глава 1.Теоретические аспекты изучения биологических особенностей и механизмов действия антагонистов рода Trichoderma 4
1.1История 4
1.2 Микромицеты  рода TRICHODERMA 8
Глава 2. Особенности механизмов действия антагонистов рода Trichoderma 12
2.1 Механизм действия грибов рода Trichoderma на растения 12
2.2 Взаимодействие рода Trichoderma с растениями и устойчивостью к патогенам 17
2.3 Триходерма — перспективный стимулятор роста растений и биоконтроль 21
Заключение 31
Список литературы 34

Введение:

Актуальность темы. Мировая практика свидетельствует о наличии тенденции к увеличению потерь урожая сельскохозяйственных культур в результате жизнедеятельности вредных организмов. Предотвратить это не удается за использования химических средств защиты растений и посевов болезнеустойчивых сортов. 
Поэтому для многих развитых стран актуальной является необходимость уменьшения объемов применения пестицидов через негативные явления, возникающие при их широком использовании. Вышесказанное побуждает к поиску новых методов защиты растений от болезней, более совершенных по сравнению с традиционными. 
Альтернативой химическому методу был и остается интегрированная защита растений, важной составляющей которого является биологический метод, в частности, применение микробных препаратов. Микробные препараты не загрязняют окружающую среду, проявляют высокую селективную действие, удобные для производства. При их использовании продукция растениеводства не содержит пестицидных остатков, уменьшается химическая нагрузка на окружающую среду. 
Среди биоагентов микробных препаратов для защиты растений от возбудителей корневых болезней наибольший интерес вызывают представители широко распространенных почвенных микромицетов рода Trichoderma Pers. 
Грибы рода Trichoderma характеризуются антибиотическими и антагонистическими свойствами. Антагонистическое действие грибов рода Trichoderma обусловлена их способностью образовывать антибиотики (глиотоксин, виридин, аламецин и другие), гидролитические ферменты, а также активно конкурировать при освоении питательного субстрата и выявлять гиперпаразитичную активность [1-3]. 
Работы, посвященные изучению антагонистических свойств грибов данного рода и эффективности их использования как средств защиты, росли от возбудителей болезней, имеют давнюю историю. Установлено, что Trichoderma lignorum i T. harzianum подавляют развитие Fusarium oxysporum, F. moniliforme, F. roseum, F. solani и Bipolaris sorokiniana как в лабораторных условиях, так и в полевых опытах. Внесение данных антагонистов в почву способствует значительному ограничению развития корневых гнилей яровой пшеницы, ярового ячменя, хлопчатника, дыни [4; 5].
Практическая значимость. Исследование влияния грибов рода Trichoderma на рост и развитие растений может способствовать дальнейшим разработкам биологических препаратов для защиты и улучшения продуктивности сельскохозяйственных культур. 
Цель данного исследования — изучение биологических особенностей и механизмов действия антагонистов рода Trichoderma. 
Задачи исследования: 
1. Изучить микромицеты  рода TRICHODERMA;
2.Рассмотреть механизм действия грибов рода Trichoderma на растения 3.Проанализировать взаимодействие рода Trichoderma с растениями и устойчивостью к патогенам;
4. Изучить род триходермы, как перспективный стимулятор роста растений и биоконтроль.

Заключение:

Важная роль в подавлении развития фитопатогенов отводится грибам-антагонистам. Среди их представителей внимание исследователей привлекают грибы рода Trichoderma (порядок Hyphomycetales). К роду Trichoderma относятся следующие виды грибов: T. lignorum, T. harzianum, T. viride, T. koningii, T. reesei, T. pilulifermum, T. polysporum, T. hamatum, T. aureoviride, T. longibrachiatum, T. pseudokoningii [1].
У грибов рода Trichoderma мицелий бесцветный или светлый, образующий белые, желтые, чаще зеленые или темно-зеленые колонии. Конидии одноклеточные, шаровидные или эллипсоидные, светлые или бесцветные, часто скученные в небольшие головки.
Эти грибы в большом количестве встречаются в почвах тайги, целинных, лесных и лесолуговой зоны, т.е. в почвах, богатых органическими остатками. Также, достаточно обильно они заселяют культурные почвы. В зоне подзолистых почв этих грибов больше, чем в других почвах. Особенно часто их обнаруживают в кислых почвах с низким значением рН (обычно 3,7-5,2) [2].
Благодаря исследованиям механизмов биоконтроля, применяемых видами Trichoderma, методики скрининга, разработанные на ранних этапах для выявления потенциальных агентов биоконтроля, были в лучшем случае лишь незначительно эффективными.  Многие штаммы были выделены, потому что в них наблюдались паразитирующие растительные патогены или ингибирующие их рост в культуре.  Ферменты и антибиотики, продуцируемые видами Trichoderma, которые, по-видимому, участвуют в биоконтроле, находятся под сильным влиянием субстрата, на котором выращивается гриб, и условия в лаборатории, вероятно, встречаются в природе крайне редко или вообще не встречаются.  Температура также оказывает глубокое влияние на производство и активность ферментов и антибиотиков, связанных с биоконтролем видов Trichoderma.  То, что происходит при температуре 78 ° F в чашке Петри, может вообще не происходить в почве вокруг прорастающих семян при температуре 60 ° F.  Присутствие других представителей микрофлоры почвы также может влиять на активность биоконтроля, ингибируя рост и развитие агента биоконтроля или метаболизируя его ферментные и / или антибиотические продукты.  Это не может полностью отрицать биоконтрольную активность видов Trichoderma, но вполне может ограничивать их эффективность с точки зрения продолжительности их действия и расстояния от фокальной точки биоконтроля, на которую они оказывают влияние.  Учитывая вышеизложенные соображения, возможно, наилучшим методом получения потенциального биоконтролирующего агента может быть тот, где потенциальные виды Trichoderma изолированы от областей растения и почвы, где ожидается его функционирование в борьбе с болезнями, и где он растет в условиях  температура, влажность и наличие питательных веществ, которые приближаются к тем, которые встречаются в природе.  Полученные таким образом изоляты затем могут быть подвергнуты скринингу на эффективность биоконтроля.  Поскольку многие из механизмов, которые оказались наиболее важными в биологическом контроле, не пригодны для анализа в чашке Петри, процедура скрининга, вероятно, повлечет за собой обработку семян, почвы или растения биоконтролирующим агентом.  Это может сопровождаться культивированием обработанного растения-хозяина в зараженной патогеном среде, пока симптомы заболевания не проявятся.  Уровень выраженности симптомов можно использовать как показатель эффективности контроля биоконтроля при заболевании.  Результаты многолетних исследований видов Trichoderma в качестве агентов биоконтроля показали, что не все механизмы и характеристики, которые считаются необходимыми для оптимального биоконтроля, обнаруживаются в одном и том же организме. 
После производства и скрининга гибриды могут давать штаммы с расширенными параметрами хозяина, температуры и влажности, и они могут давать штаммы с лучшими качествами хранения, чем те, которые были продемонстрированы родителями.  Механизмы, используемые агентами биоконтроля для осуществления биологического контроля заболеваний растений, многочисленны и сложны, и их использование варьируется в зависимости от вида агента биоконтроля, патогена и растения-хозяина, участвующих во взаимодействии.  Механизмы также зависят от типа почвы, температуры, pH и влажности растения и почвенной среды, а также от других представителей микрофлоры.  То, что мы наблюдаем и определяем как биоконтроль, может быть кульминацией ряда различных механизмов, работающих синергетически для достижения контроля над заболеваниями.  

Фрагмент текста работы:

Глава 1.Теоретические аспекты изучения биологических особенностей и механизмов действия антагонистов рода Trichoderma
1.1История

 В нашей стране и за рубежом существует ряд биопрепаратов грибкового происхождения, применяемых против возбудителей болезней растений.  Такие биопрепараты производятся, как правило, специализированными фирмами или региональными биологическими лабораториями, в основном по требованию сельскохозяйственных производителей. [5]
 Приоритетом в защите растений от патогенных микроорганизмов являются грибы рода Trichoderma — Trichoderma harzianum, некоторые общие признаки Trichoderma и т. Д. Все биопрепараты на их основе называются триходермином.  Составы различаются в зависимости от источника штамма, состава среды, способа культивирования, титра готового продукта.  Первый отечественный препарат против грибковых заболеваний растений разработан в ВИЗР на основе определенных общих признаков Trichoderma (lignorum). [2]
 К грибным фунгицидам, используемым в настоящее время, относятся составы на основе Trichoderma harzianum:
 штамм 18 ВИЗР;
 штамм ВКМ F-4099D. [4]
В почвенных грибах рода Trichoderma развивались мицелий возбудителей на различных растительных остатках, богатых клетчаткой.  Триходерма образует хорошо развитый мицелий сначала белый, затем зеленый.  Гриб размножается с помощью спор (конидий), образующихся на канданозах.  Условная структура разветвленная, споры имеют сферическую форму, собранные в головке в количестве 10-20 штук.  Голова расположена на конце канданоза.  Помимо конидий, гриб может образовывать покоящиеся споры или хламидоспоры.  Они бесцветные, окрашены в зеленый цвет.  Диаметр принимающего мусора в 3 или 4 раза больше обычного аргумента.  На искусственных питательных средах гриб образует колонии почти круглой формы и зеленого цвета. [5]
 Оптимальная температура для развития Trichoderma harzianum составляет 24-25 ° C, максимум 32 ° C, минимум 8 ° C. [5]
В настоящее время существует как минимум два механизма биологического контроля грибов рода Trichoderma.  Это вызвало системную резистентность (SAR) и компетентность в ризосфере, которые обеспечивают долговременную защиту культуры на значительном расстоянии от зоны заражения. [3]
 Увеличение урожайности растений наблюдается в результате заселения микроорганизмами корней растений.  Было отмечено, что после обработки семян конидиями Trichoderma или внесения их непосредственно в почву введенные конидии успешно заселяют поверхность корней, увеличивая их площадь всасывания и создавая биологический барьер для патогенов. Наблюдаемый эффект часто не зависит от типа почвы или географического местоположения исследуемой культуры.  
Количество жизнеспособных пропагул интродуцированных видов гриба Trichoderma и статус доминирующих видов сохранялись в течение всего сезона, а иногда и нескольких лет.  Важно отметить, что некоторые штаммы Trichoderma способны колонизировать корни растений в разных типах почв с различным pH и содержанием гумуса.  Полная колонизация корней произошла, когда пропагулы Trichoderma вводили обработку семян, в гранулированной форме на поверхности вспаханных почв или при вспашке и вспашке.  Хороший эффект наблюдался также при добавлении гранул препарата в почвенную смесь для теплицы или в виде суспензий конидий в посадочную почву в теплице.  Во всех случаях грибы демонстрировали хемотаксис и росли в направлении формирующейся корневой поверхности растения. [1]
 В результате заселения ризосферы грибами рода Trichoderma наблюдалось подавление болезней растений, ускорение роста, повышение урожайности, повышение устойчивости к болезням.  Возможно, что введенные штаммы триходермы влияют на метаболизм растений.  Таким образом, мы можем сказать, что микроорганизмы увеличивают размер корневой системы, рост и здоровье растений, контролируя ризосферную микрофлору и влияя на метаболизм растения. [1]
Биопрепарат на основе триходермы способен подавлять не только возбудителя корневой, семенной и почвенной инфекции, но и развитие болезней плодов и листьев при нанесении препарата на их поверхность.  Препарат может быть эффективным против мучнистой росы (Botrytis speea) в теплице, плесени, возбудителей болезней газонных трав, таких как коричневое пятно (Rhizoctonia solani), Pythium spp.  и малерны бляшки (Sclerotinia homoeocarpa).  Для борьбы с такими болезнетворными микроорганизмами конидии триходермы следует производить каждые десять дней.  При высокой заболеваемости триходерма может заселять новые здоровые листья, плоды и цветы, зрелые ягоды, которые растут на цветках, а не на листьях клубники.  Получены интересные результаты о переносе пропагул пчел Trichoderma, потому что конидии Trichoderma меньше, чем пыльца, поэтому они прилипают к телячьим пчелам, как пыльцевые зерна. [1]
Для применения биопрепаратов на основе триходермы есть некоторые ограничения: они являются профилактическими, так как они, как правило, не способны контролировать уже развившееся заболевание.  Отмечено, что развитие изолятов Trichoderma подавляется при высоких популяционных уровнях патогенов.  Биологические препараты могут использоваться только в определенных пределах или как часть общей стратегии. На фоне высокой инфекционной нагрузки биопрепараты на основе триходермы менее активны против системных заболеваний, чем против местных (например, они эффективны против плесени корня Fusarium, но не против увядания Fusarium). [16]