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Attività cellulosolitica di specie di Trichoderma e interazione pianta-patogeno

Leonardi P. Righini H. Roberti R.
Articolo Immagine
ISSN:
0390-0460
Rivista:
Micologia Italiana
Anno:
2014
Numero:
1-2-3
Fascicolo:
Micologia Italiana N.1-2-3/2014

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Il genere Trichoderma comprende numerose specie fungine capaci di contenere malattie dell’apparato radicale delle piante attraverso vari meccanismi che agiscono nei confronti del patogeno in maniera diretta o indiretta attraverso la pianta. Nei riguardi della pianta, la produzione di enzimi cellulosolitici consentono a Trichoderma di instaurare un rapporto di tipo benefico a livello radicale. In questa ricerca si è voluto verificare l’attività cellulosolitica di ceppi di Trichoderma, studiare il loro antagonismo nei confronti di Fusarium culmorum e Rhizoctonia solani e la loro interazione con i due patogeni inoculati artificialmente su piantine di mais. L’attività cellulosolitica di 64 ceppi di Trichoderma è stata saggiata utilizzando come substrato il sale sodico della carbossimetilcellulosa per evidenziare l’attività endo-b-1,4-glucanasica. Tutti i ceppi, ad eccezione di due, hanno manifestato un’attività enzimatica variabile, da leggera ad elevata. Tre ceppi, caratterizzati da attività nulla (J40), attività media (MART2) ed elevata attività (SAL1), sono stati utilizzati per studiarne l’interazione con ciascun patogeno, in vitro, con la tecnica del confronto duale su substrato agarizzato, e in vivo, per studiare l’interazione Trichoderma- pianta-patogeno somministrando Trichoderma per concia alle cariossidi di mais, e inoculando i due patogeni, singolarmente, sulla radichetta. In vitro, i ceppi MART2 e SAL1 hanno dimostrato di inibire la crescita radiale di entrambi i patogeni in misura maggiore rispetto a J40. Tutti i tre ceppi hanno evidenziato rapporti di parassitismo, visibili al microscopio come avvolgimenti ifali sul micelio dei due patogeni, lisi cellulare e collasso delle pareti. In vivo, i tre ceppi di Trichoderma sp. hanno contenuto in varia misura i due patogeni: In particolare, essi hanno ridotto la malattia causata da R. solani in maniera uguale tra di loro, mentre nei confronti di F. culmorum, J40 e MART2 sono stati più efficacia di SAL1. I tre ceppi di Trichoderma spp. hanno anche dimostrato di colonizzare le radici delle piantine. In conclusione i tre ceppi di Trichoderma saggiati in queste prove potrebbero essere dei buoni candidati per ulteriori studi sul biocontrollo di malattie dell’apparato radicale delle piante.

The genus Trichoderma comprises a great number of species and strains able to contain plant diseases through multiple mechanisms, which can act directly towards the pathogen (competition, parasitism and antibiosis) or indirectly through the plant. Concerning the plant, Trichoderma spp. may be defined as beneficial microorganisms, since they promote growth and stimulate defensive mechanisms. The production of enzymes such as cellulases serves likely several functions in Trichoderma strains used in biocontrol. The lytic properties of cellulases may be connected to direct inhibition of Chromista pathogens or to colonization of plant roots. The aim of this study was to verify the cellulolytic activity of some Trichoderma strains, their antagonism against Fusarium culmorum and Rhizoctonia solani in vitro, on potato dextrose agar, and in vivo, on maize seedlings. The cellulolytic activity (endo-1,4-b-glucanase) of 64 strains was tested through the degradation of Na-carboximethylcellulose as substrate. All strains, except two, showed variable enzyme activity from low to high level. Three strains, J40, MART2 and SAL1, were selected for their different cellulolytic activity (no activity, medium activity and high activity, respectively) and were used to study their interaction with each pathogen ì) in vitro, using the dual culture plate assay and ìì) in vivo, by their application on corn seed to control the disease caused by the two pathogens, artificially inoculated on roots. In vitro, MART2 and SAL1 strains inhibited colony radial growth of both pathogens more than J40. All three strains inhibited more F. culmorum than R. solani. Moreover, all strains showed at microscope examination parasitism action mechanism against F. culmorum and R. solani hyphae consisting in, coils, cell lysis and cell wall collapse. In vivo, all Trichoderma strains reduced the severity of disease caused by both pathogens. They were similarly effective against R. solani, whereas J40 and MART2 were more effective against F. culmorum disease. SAL1 was more effective against R. solani than F. culmorum. J40, MART2 and SAL1 exhibited root colonization ability. In conclusion, the three tested Trichoderma strains could be good candidate for further studies on plant disease biocontrol.