Одним из наиболее изучаемых почвенных грибов в настоящее время является род Trichoderma. Причиной этого интереса является большая практическая и экологическая значимость рода. Виды Trichoderma являются продуцентами ферментов (целлюлаз, хитиназ, пектиназ, ксиланаз, серинзависимых протеиназ и др.), используемых в целлюлозно-бумажной и пищевой промышленности, в преобразовании отходов, содержащих целлюлозу, в глюкозу. На основе антибиотиков, токсинов, ферментов грибов этого рода получают препараты для биологического контроля болезней и стимуляции роста растений, получения трансгенных растений.
Представителей рода Trichoderma можно найти практически во всех почвах. Их считают ответственными за эффект биологического контроля фитопатогенов в супресивных почвах, на которых зерновые, а также кустарники и деревья не подвергаются действию патогена и выделению в окружающую среду микотоксинов. Обнаружена способность метаболитов Trichoderma подавлять жизне деятельность насекомых-вредителей сельхоз. культур.
Использование грибов рода Trichoderma в качестве агентов биоконтроля фитопатогенных микроорганизмов сегодня чрезвычайно востребовано. Биологическое регулирование численности фитопатогенов с помощью Tricho-derma может происходить косвенно:
- в результате конкуренции за питательные вещества и пространство;
- в результате способности выделять метаболиты, которые препятствуют прорастанию спор фитопатогена (фунгистазис);
- способности к прямому уничтожению клетки фитопатогена (антибиоз).
Почвенный гриб Trichoderma resei выделяет такие антибиотические вещества, как: триходермин, глитоксин, виридин, сацуккалин и др., гидролитические ферменты, а также другие биоактивные вещества, подавляющие и уничтожающие фитопатогены. Гидролитические ферменты, в том числе целлюлаза, гемицеллюлаза, способны разлагать растительные остатки, преобразуя органические вещества в подвижные формы неорганических соединений – азота, фосфора, калия, обогащая тем самым почву, улучшая питание растений. Trichoderma способствует процессам аммонификации и нитрификации в почве. Вырабатывает гормоноподобные соединения, обладает выраженной ростостимулирующей активностью, повышает иммунитет растения, повышает устойчивость к стрессовым факторам, в том числе к заболеваниям.
Грибы рода Trichoderma способны защищать растения от действия патогенов не только с помощью подавления фитопатогенных микроорганизмов, а также путем индуцирования системной и локальной резистентности растений. Инвазия штаммов Trichoderma во внешние слои клеток корня может привести к развитию системной резистентности растений (СРР), которая затрагивает не только корни, но и надземные части растений.
Штаммы грибов рода Trichoderma способны колонизировать корни растений, улучшать рост растений и увеличивать урожайность культур, но долговременное улучшение роста и развития растений могут вызывать только ризосферокомпетентные штаммы. Эффект биоконтрольного агента штаммов грибов рода Trichoderma сохраняется дольше, чем эффект пестицидов, и, в отличие от пестицидов, данный штамм улучшает состояние корневой системы растения, защищает ее от фитопатогенов, а также выполняет трофическую функцию.
Для создания препаратов на основе штаммов грибов рода
Trichoderma разрабатываются составы питательных сред и параметры технологических процессов выращивания биомассы, определяются показатели контроля качества и стабильность показателей в процессе хранения препарата на основе грибов рода Trichoderma.
В основе технологии получения препаратов заложены два основных способа выращивания:
твердофазное культивирование на твердой питательной среде и жидкофазное выращивание биомассы в ферментерах на жидкой питательной среде в условиях аэрации и перемешивания. Использование твердофазного выращивания позволяет получать биомассу гриба с высоким титром живых клеток КОЕ≥1х10
9 кл/мл, но метаболиты (продукты жизнедеятельности гриба) в препарат не попадают, они диффундируют в агар. При жидкостном выращивании биомассы гриба в ферментерах мы получаем меньший титр живых клеток биомассы (КОЕ≤1х10
8 кл/мл), но в препарате содержатся также продукты метаболизма жизнедеятельности гриба. Чтобы оценить качество препаратов, получаемых с использованием разных способов выращивания биомассы гриба, мы провели исследования по оценке биологической эффективности и ростостимулирующей активности вариантов препаратов на основе Триходермы.
Данные представлены в таблице.
Как следует из табличных данных, оба способа культивирования позволяют получать биомассу с высокой степенью биологической активности против семенной инфекции и хорошим ростостимулирующим эффектом (все ростовые показатели опытных групп выше контроля). Метаболиты гриба Trichoderma, не содержащие клеток гриба, также обладают биологической эффективностью, а ростостимулирующие свойства у них более выражены, чем у клеток гриба Trichoderma.
Таким образом, метаболиты гриба Trichoderma, т. е. бесклеточная культуральная жидкость, также может использоваться в качестве биопрепарата или входить в состав комплексных биопрепаратов. Отсутствие в ней живых клеток гриба Trichoderma делает ее использование более универсальным, т. к. не зависит от погодных условий (температуры, влажности, рН почвы и других).