Effektive Kontrolle des Weizenstängelrots durch Chaetomium globosum

Chaetomium ist eine wichtige Gruppe von pflanzenpathogenen Pilzen, die eine der häufigsten Gruppen von Schlauchpilzen sind und Cellulose und organische Substanz effektiv abbauen und eine Vielzahl von Mikroorganismen antagonisieren können. In diesem Genus gibt es C. globosum, C. cupreum und C. cochliodes, usw. Die am meisten untersuchten sind C. globosum, C. cupreum und C. cochliodes. Unter ihnen gehört C. globosum zu Ascomycota, Sordariomycetes, Sordariales, Chaetomiaceae, Trichoderma. Die Schlauchpilzschale ist kugelförmig, oval oder eiförmig, mit einer apikalen Öffnung; die Schlauchpilzschale ist mit Borsten versehen, unverzweigt, unregelmäßig und locker gewunden; die Schlauchpilze sind keulenförmig oder leicht spitz und leicht zerstreut; die Schlauchpilzschale enthält Ascosporen, und jede Ascospore enthält 8 Ascosporen; die Ascosporen sind braun, zitronenförmig und haben eine Länge von 9-12 µm, eine Breite von 8-10 µm und eine Dicke von 6-8 µm.

Trichoderma reesei ist ein häufiger endophytischer Pilz, der weit verbreitet in Luft, Boden und anderen natürlichen Umgebungen vorkommt und mehrere Funktionen wie die Produktion von antimikrobiellen Wirkstoffen, die Förderung des Pflanzenwachstums, die Induktion von Pflanzenresistenzen, den Wettbewerb um ökologische Nischen und Nährstoffe sowie die Re-Parasitisierung hat. Trichoderma globigii hat eine gute biocontrol-Wirkung gegen verschiedene Pflanzenkrankheiten, kann Pflanzencellulose abbauen und nutzen und produziert eine große Anzahl biologisch aktiver Sekundärmetabolite, was ein größeres Potenzial für die Anwendung in den Bereichen Landwirtschaft, Medizin und Industrie hat.

Die Forscher identifizierten den Stamm 12XP1-2-3 als Trichoderma bulbifaciens durch die Beobachtung seiner Kulturmorphologie und mikroskopischen Eigenschaften, kombiniert mit der phylogenetischen Analyse der ITS- und tef1-Gensequenzen. Die Plattenkonfrontation zeigte, dass der Stamm das Wachstum des Myzels von Fusarium pseudoharzianum signifikant hemmen konnte, mit einer Hemmungsrate von 65,9%; er konnte auch eine Vielzahl von Fusarium-Pathogenpilzen wie Fusarium laminarum, Fusarium graminearum und anderen Fusarium-Arten hemmen. Darüber hinaus nahm die Sporenkeimungsrate von Fusarium globosum nach der Behandlung mit steriler Fermentationsbrühe ebenfalls signifikant ab, die Keimungsrate betrug nur 42,4%, und die Hemmungsrate der Sporenkeimung erreichte 55,3%; das Myzelwachstum der pathogenen Pilze auf der PDA-Platte mit steriler Fermentationsbrühe nahm signifikant ab.

Abb. 1 Hemmungseffekt von Trichoderma globulus 12XP1-2-3 auf Fusarium pseudoharzianum.

Die Verwendung von Trichoderma globulus 12XP1-2-3 Sporen-Suspension zur Beschichtung von Weizensamen wurde in Töpfen überprüft und es wurde festgestellt, dass die Isolationsraten der an Wurzel und Stängel inokulierten Stämme nach dem Auftreten von Weizensämlingen 75% bzw. 80% betrugen, was darauf hindeutet, dass der Stamm eine hohe Kolonisierungseffizienz auf Weizenpflanzen aufweist. Die Sporen-Suspensionsbeschichtung des Stammes hatte jedoch keinen Einfluss auf die Wachstumsparameter des Weizens, was darauf hindeutet, dass der wachstumsfördernde Effekt des Stammes nicht offensichtlich war. Anschließend, 7 Tage nach der Inokulation mit Fusarium pseudoharzianum, erreichte die Krankheitsinzidenz bei Weizenpflanzen der Kontrollbehandlung ohne Trichoderma globosum-Beschichtung 66,6%, während die meisten beschichteten Weizenpflanzen keine offensichtlichen Krankheitssymptome zeigten, mit nur 3,9% der erkrankten Pflanzen. Nach 35 Tagen nach der Pathogeninokulation war der Krankheitsindex der Behandlungsgruppe immer noch signifikant niedriger als der der Kontrollgruppe, und die Krankheitspräventionsrate betrug 37,3%. Somit verzögerte die Vorinokulation von Weizen mit Trichoderma globigii 12XP1-2-3 signifikant das Auftreten von Krankheitssymptomen und reduzierte kontinuierlich den Krankheitsindex. Um zu überprüfen, ob die Inokulation mit T. globulus eine Immunresistenz bei Weizen induzieren könnte, wurde die Expression von 21 Genen, die mit der Krankheitsresistenz zusammenhängen, 7 und 21 Tage nach der Inokulation untersucht, und es wurde festgestellt, dass die Expression der meisten mit der Krankheitsresistenz zusammenhängenden Gene während der Vorinokulationsperiode nicht aktiviert wurde, aber die meisten Krankheitsresistenzgene 21 Tage nach der Inokulation signifikant hochreguliert waren.

Abb. 2 Wirkung der Beschichtung mit Trichoderma globulus 12XP1-2-3 auf die Kontrolle der Basalstängelfäule bei Weizen

Durch die Feldversuche in drei Standorten in drei Jahren wurde nachgewiesen, dass die Weizengruppe, die mit Trichoderma globigii geimpft wurde, während des gesamten Weizenwachstumszeitraums in verschiedenen Wachstumsmerkmalen gut abschnitt. Obwohl die Pflanzenhöhe, Wurzellänge, Frischgewicht und Trockengewicht von Weizenpflanzen in verschiedenen Wachstumsperioden nicht signifikant von denen der Blankokontrolle und der mit Phenylether-Metronidazol beschichteten Behandlungen abwichen, war der Chlorophyllgehalt von Weizenblättern, die mit Trichoderma bulbifaciens geimpft waren, signifikant höher als bei den anderen beiden Behandlungen, was das Potenzial der Verwendung der Beschichtung mit dem Stamm 12XP1-2-3 zur Förderung des Weizenwachstums weiterhin bestätigt. Die Daten aus verschiedenen Jahren zeigten, dass die Wirksamkeit von mit Sporensuspensionen des Stammes und Phenylether-Metronidazol beschichteten Weizensamen gegen den Weizenstängelbasalstamm auch zwischen Jahren, Standorten und Sorten variierte. Nach den Feldversuchen wurde festgestellt, dass die Verwendung von Trichoderma globulus 12XP1-2-3 auf Weizensamen in verschiedenen Jahren und an verschiedenen Standorten in der Lage war, das Auftreten von Weizenstängelbasalstamm und den durch die Krankheit verursachten Ertragsverlust signifikant zu reduzieren. Insgesamt betrug die Präventionswirkung gegen Weizenstängelbasalstamm nach der Beschichtungsbehandlung 25,0%-73,1%, und die grundlegende Präventionswirkung war der von Phenylether-Metronidazol nahezu gleichwertig; und der Ertragszuwachs von Weizen nach der Beschichtung war signifikant, mit einer Spanne von 3,2%-11,9%, was signifikant höher war als bei der chemischen Fungizidbeschichtung.

Trichoderma bulbifaciens hat ein gutes Potenzial für die biologische Schädlingsbekämpfung, aber seine Forschung und Entwicklung steckt noch in den Anfängen. Für den Mechanismus der biologischen Schädlingsbekämpfung und die Entwicklung und Anwendung der Forschung sollte weiter gestärkt werden, um eine eingehende Untersuchung seiner Interaktionen mit Pflanzen, Pathogenen und anderen Umweltfaktoren und Gesetzen durchzuführen, damit die besten Trichoderma bulbifaciens-Biocontrol-Formulierungen erstellt werden können und Trichoderma bulbifaciens in der Anwendung der Pflanzenschutzmittel und Förderung des Wachstums des Bodens und der Strohabbau und anderer Anwendungen des Potenzials besser spielen können.

Übersetzt mit DeepL.com (kostenlose Version)