Trichoderma viridis induziert die Produktion von flüchtigen organischen Verbindungen in Tomaten, um Grauschimmel zu widerstehen

Trichoderma viridis induziert die Produktion flüchtiger organischer Verbindungen in Tomaten, um Grauschimmel zu widerstehen.

Botrytis cinerea (Botrytis cinerea) ist eine Art luftgetragener pflanzenpathogener Pilze, die mehr als 200 Kulturpflanzen infizieren kann. Aufgrund ihrer wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Bedeutung gehört sie zu den zehn wichtigsten pflanzlichen Pilzpathogenen der Welt und belegt den zweiten Platz. Trichoderma trichoderma ist ein bodenbürtiger fadenförmiger Pilz, von dem einige vorteilhafte Beziehungen zu Pflanzen aufbauen können und eine wichtige Rolle bei der Förderung des Pflanzenwachstums, dem Schutz von Pflanzen vor abiotischem Stress und der Verbesserung der Widerstandsfähigkeit des Wirts gegen verschiedene Pathogene spielen. Einige Trichoderma-Stämme hemmten das Myzelwachstum und die Konidienkeimung pathogener Bakterien, indem sie um Nährstoffe und Besiedlungsraum konkurrierten, und hemmten die Infektion und Besiedlung von Botrytis botrytis durch die Produktion von Aktivitäten von antifungalen Metaboliten, Hydrolasen und flüchtigen organischen Verbindungen. Die von Trichoderma trichoderma produzierten Sekundärmetaboliten wie Pyranon, Olebutenolacton und antibakterielle Peptide spielen ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Hemmung der Proliferation von B. cinerea. Die Abwehrreaktion und Resistenz gegen B. cinerea, die durch Trichoderma induziert werden, sind jedoch noch nicht vollständig verstanden. In den letzten Jahren wurde der Rolle flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs), die von Pflanzen als Reaktion auf den Befall mit Botris cinerea produziert und freigesetzt werden, in der Krankheitsprävention und -kontrolle mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Während bekannt ist, dass Pflanzen-VOCs eine wichtige Rolle beim Schutz von Pflanzen vor Pathogenen spielen, ist ihre Rolle bei der durch Trichoderma induzierten Resistenz gegen verschiedene Pathogene, einschließlich Bovis griseus, relativ unklar. Zu diesem Zweck untersuchten die Forscher die Stoffwechselveränderungen flüchtiger Substanzen in mit T. virens behandelten Tomatenpflanzen und deren Beziehung zur Resistenz gegen Grauschimmelkrankheiten.

Es wurde festgestellt, dass T. virens TRS 106, ein Biocontrol-Agent gegen Grauschimmel, den Krankheitsindex der Tomatensorten Perkoz und Remiz signifikant reduzieren konnte. Diese Studie verglich die Krankheitssymptome in Tomatenblättern, die allein mit Botrytis cinerea (Bc) oder gleichzeitig mit Bc + TRS mit Trichoderma viridis beimpft wurden. Es wurde festgestellt, dass Botrytis cinerea innerhalb von 48 Stunden erfolgreich die Pflanzen infizierte. Nach 72 Stunden war der infizierte Bereich der Blätter der Remiz-Pflanzen größer als der der Perkoz-Pflanzen. Im Vergleich zu Bc-Pflanzen wurden die Blattkrankheitssymptome von Bc + TRS behandelten Pflanzen gelindert und der Krankheitsindex signifikant verringert. Weitere Analysen ergaben, dass Pflanzen, die mit T. virens TRS 106 behandelt wurden, die Freisetzung von aromatischen und grünen flüchtigen organischen Verbindungen (einschließlich Salicylat- und Hexanolderivaten) signifikant erhöhten und signifikante Abwehrwirkungen gegen B. cinerea hatten. Die GCxGC TOF-MS-Methode wurde verwendet, um die Spitze der Tomatenpflanze zu bestimmen, und es wurde festgestellt, dass Tomatenblätter 100 Arten flüchtiger organischer Verbindungen freisetzen können, darunter annotierte und vermutete Annotationen, die hauptsächlich in 6 Kategorien unterteilt sind. Besonders zu beachten sind 2-Hexenal, (2E,4E)-2,4-Hexadienal, 2-Hexen-1-ol, 3,6,6-Trimethyl-2-cyclohexen-1-on, 1-Octen-3-ol, 1,5-Octen-3-ol, 2-Octenal, Octenal, 2-Penten-1-ol, (Z)-6-Nonenal, Propenol und Acetophenon; 2-Hydroxyacetophenon, β-Tea-Baum, β-Laurene, 2-Caren, Delta-Olive und Caryophyllen; Substanzen wie β-Ionisches Keton, 2-Methyltetrahydrofuran, 2-Ethyl- und 2-Amylfuran, Ethyl-, Butyl- und Hexylacetat, die nur nach signifikanter erhöhter Freisetzung oder Induktion in mit Trichoderma behandelten Perkoz-, Remiz- oder beiden Pflanzen nachgewiesen werden können, können mit der Pflanzenkrankheitsresistenz in Verbindung stehen.

Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) werden von Blättern, Blüten, Früchten und Wurzeln von Pflanzen freigesetzt und spielen eine wichtige Rolle bei der Kommunikation zwischen Pflanzen und Mikroorganismen. Mikrobielle VOCs gehören zu einer breiten chemischen Klasse, wie Alkoholen, Carbonylverbindungen, Kohlenwasserstoffen, aromatischen Verbindungen sowie schwefel- und stickstoffhaltigen Verbindungen, die eine hohe strukturelle Variabilität aufweisen. Da eine Vielzahl von flüchtigen organischen Verbindungen das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzenpathogenen hemmen, die Aktivierung des pflanzlichen Abwehrsystems induzieren und das Pflanzenwachstum und die -entwicklung fördern können, haben sie große Vorteile für Pflanzen und ihre Anwendungen in der Landwirtschaft.

Abbildung 1 Trichoderma hat den Krankheitsindex von Grauschimmel signifikant reduziert.

Abb. 2 Unterschiede der flüchtigen organischen Verbindungen zwischen verschiedenen Behandlungen