عموميات حول جنس Trichoderma

أدخل مصطلح  Trichoderma    في علم الفطريات التطبيقي سنة 1794 عن طريق Person . كما أشارBisset,1991a) )للفطريات المجهرية  التي اعتبرت منذ 200 عام كـ Gastéromycètes .

تنتمي هذه الكائنات الحية الدقيقة إلى مجموعة كبيرة من الفطريات التي ليس لها تكاثرا جنسيا معروفا. ينتج جنس Trichoderma العديد من الإنزيمات والمواد الحيوية الفعالة كما يستعمل كعامل للمقاومة البيولوجية وذلك لقدرته على التضاد المباشر مع أجناس فطرية أخرى، مستعملا عدة ميكانيزمات (تطفل فطري، تنافس، أيض حيوي و تحليل الهيفات)، وذلك لترقية النباتات العائلة ( Kubicek et Harman, 2002).

1 – مورفولوجيا فطر Trichoderma

تتضح الهيئة الماكروسكوبية لجنس Trichoderma    بعد تنميته على بيئة غذائية داخل أطباق بتري حيث تبدو المستعمرة الفطرية ذات مظهر سبخي بصورة خفيفة أو مندمجة، تعطي الجراثيم الكونيدية مسليوم أبيض كذلك تظهر المستعمرة في الأيام الأولى شفافة وفي اليوم الرابع من نموها يظهر اللون الأخضر على الأجزاء الهوائية للمسليوم، يتوافق هذا مع تشكل خطوط دائرية أخرى منتظمة مركزية.

يظهر المسليوم تحت المجهر الضوئي مركبا من هيفات صفراء، مقسمة متفرعة ذات جدران ملساء، الحوامل الكونيدية مخروطية أوهرمية كثيرة التفرعات، تحمل الفياليدات ذات هيئة فلاسكات والتي تحمل بدورها الجراثيم الكونيدية (Landreau, 2001)  (شكل1).

2- تصنيف جنس Trichoderma

حسب ( Bissett , 2004 ) أن الوضع التصنيفي لهذا الفطر يكون كالآتي:

Embranchement : Amastigomycota

Sous-embranchement : Ascomycotina

Classe : Sordariomycètes

Ordre : Hypocréales

Famille : Hypocreaceae

Genre : Hypocrea mitosporique Trichoderma

3- الوسط البيئي لفطر Trichoderma

يتميز فطر Trichoderma  بقدرته على التأقلم مع مختلف الظروف المناخية، يوجد بكثرة في الطبيعة وفي الوسط الترابي (Esposito et Silva,1998). نتيجة لنموه السريع وقدرته على استعمال مختلف المواد الغذائية. يتطور تقريبا على كل ترب الغابات وعلى النباتات المتحللة وهذا يجعله جدير بالملاحظة. يلوث بكثرة الدبال  ويكون نادر التطفل على النباتات الحية ( Roquebert , 1996 ).

بينت بعض الدراسات أن جنس Trichoderma يعتبر من بين ثلاثة أنواع الفطرية الموجودة في التربة ويأتي في المرتبة الثالثة بعد Aspergillus وPenicilliumحيث يمثل وجود Trichoderma  في الوسط الترابي بـ 6 % من العدد الكمي للأجناس الفطرية  (Landreau, 2001 ).

4 – تعريف فطر  T. viride

فطر viride T. هو نوع من جنس Trichoderma  ينتج الجراثيم بطريقة لا جنسية، عن طريق الانقسام الميتوزي (Jaklisch et al. , 2006). يكثر انتشاره على الدبال وله مقاومة.  يعتبر فطر متضاد ضد الكائنات الحية الدقيقة المتواجدة في التربة، يتميز بفاعليته من أجل مراقبة البذور و الأمراض التي يكون مصدرها التربةBisset,1991a) ). يوجد مصطلح آخر لـ T.virideهو T.ligronum.  أما الهيئة الكاملة parfaite لهذا الفطر تتمثل في

Hypocrea aurantiaca, Hypocrea coprosma, Hypocrea rufer

Hypocrea albo-medullosa, Hypocrea atrogelatinosa

                ( Domsch et al.,1993).

5- تواجد فطر T. viride

ينتشر فطر viride .T في المناطق الاستوائية. تم عزله من مختلف المواد من بينها الطحالب، الخشب،  مواد البلاستيك، المنتجات الغذائية (النجيليات، القمح، الشعير، الخرطال، الذرة، الطماطم الخ….) التربة، الورق والقطن Domsch et al.,1993)).

6 – مورفولوجيا فطرT. viride

يكون الثالوس Thalle لـ Trichoderma تقريبا شفافا ثم يصبح أبيضا أو خضرا مع تقدم عمر المستعمرة الفطرية كذلك وجود كتل زغبية ذات لون أخضر تتكون من الجراثيم، هذه الأخيرة تكون بيضاوية، يصل قطرها بين 3.6 – 4.5 ميكرون، تكون الحوامل الكونيدية متفرعة حيث تكون هرمية الشكل. تتميز هذه الحوامل بقصر طولها، خضراء اللون في النهايات الطرفية على خلاف القاعدة. أما الفياليدات تبدو متجمعة في هيئة باقة. كما سجل وجود الجراثيم الكلاميدية مؤلفة من كريات ملساء بينية أو نهائية في المستعمرات المتقدمة في السن ( Samson et al., 1994)  (شكل 2).

7- بيولوجيا فطر T. viride

تتراوح درجة الحرارة المثلى لنمو T. viride بين (20 – 28) م°، أحسن نمو يلاحظ بصورة خاصة على درجات حرارة بين (6 – 32) م°. في بعض الحالات الاستثنائية قد ينمو على درجة حرارة 37م°،  ويتوقف عن النمو عند 0م°. في حالة التربة الساخنة التي تتراوح فيها درجة الحرارة ( 49 – 55 ) م° ، تعتبر هذه الدرجة بالنقطة الحرارية المتسببة في موت الفطر. يتراوح  pH النمو لفطر T. viride بين 3 – 9 و الـ pH الأمثل بين 4.5 – 5.5Subramanian, 1983)).

8 – دورة حياة فطر T. viride

يتكاثر فطر T. viride تكاثرا جنسيا حيث تمثل الحوامل الكونيدية المرحلة السائدة من التكاثر في ظروف خاصة، تنبت الجراثيم  لتعطي المسليوم الذي يتكون من هيفات متفرعة، تتشكل عليها الجراثيم الكونيدية (Rifai, 2004).

9 – المنتجات الأيظية لفطر T. viride

يتميز فطر T. viride بقدرته على إفراز كمية معتبرة من المنتجات الأيظية منها :

  ,B-cellulase,endo 13émodine  ,cellulase,cellobiase ,amylase gliotoxine, polypeptide, protease, endo B-1-4hydrolase,exo-gluconase B-glucosidase, trichothécènes, trichodermine   (Xiaoyil et al., 2012).

10 – قدرة فطر T. virideعلى التضاد

1.10- الأيض الحيوي  Antibiose

بينت عدة دراسات قدرة Trichoderma على إنتاج المضادات الحيوية والسموم التي تكون طيارة وغير طيارة، لها تأثيرا مباشرا على الكائنات الحية الأخرى مثبطا بذلك نموها ( Johanne, 2002 ).

أشار Berber et al ( 2009 ) في أبحاثه الحديثة إلى إنتاج المركبات الطيارة المنتجة من طرف فطر T. vivide والمتمثلة في L-hydroxy-3-Methyl anthraqinone ذات فاعلية كبيرة، التي توقف أو تحد من تطور العديد من الفطريات الممرضة الموجودة في التربة. كما يؤثر trichothécènes وtrichodermine على جراثيم فطريات العفن والبكتيريا. بالمقابل فأن هذه المنتجات من المحتمل أن تشترك في المقاومة البيولوجية ضد فطريات العفن( Elena, 2004 ).

2.10- التنافس La compétition

يحدث التنافس بين الكائنات الحية، بسبب قلة العناصر الغذائية الضرورية لتطورها في المحيط الخارجي. يظهر هذا التنافس في قدرة الكائن الحي على استغلال كل العناصر بسرعة محددا بذلك تواجدها. و التي يتعذر الحصول عليها من قبل الكائنات الحية الأخرى (Bolton et al.,1993).

يظهر التنافس بين فطر T. viride والفطريات الممرضة للنبات عند استعمال المصادر الغذائية الموجودة في الوسط المحي، حيث تستخدم Trichoderma هذا السلوك من أجل احتلال المكان قبل وصول الكائنات الحية غير المرغوب فيها (Johanne, 2002). هذه الطريقة في التنافس، تساعد الفطر المتضاد على كبح نمو بعض الفطريات الممرضة الموجودة على سطح الترب، هذا ما يقلل من خطورة الأمراض.

يتميز فطر T. viride بقدرته العالية على التنافس مع العديد من الفطريات الممرضة مثل : Verticillium, Rhizoctonia, Pythium, Alternaria…..الخ Samson et al.), 1994).

3.10- التطفل الفطري Mycoparasitisme

يتطفل فطر Trichoderma على الفطريات الممرضة، مما يؤدي إلى تحطيم العامل الممرض وهذا بسبب إلتفاف هذا الفطر حول الفطر الممرض ثم يتوغل فطر Trichoderma إلى الداخل أو بإفراز إنزيمات التحليل (Johanne, 2002). إن تطبيق ميكانيزم التطفل الفطري من طرف فطر Trichoderma  يمكن تلخيصه في الخطوات التالية :

• مرحلة التحفيز :

تعتبر الخطوة الأولى، يتم من خلالها اقتراب فطر Trichoderma من الفطر الممرض الذي يفرز مركبات تحث على تجاوب فطر المقاومة البيولوجية عن طريق chimiotropisme في حين تتجه هيفات عائله مباشرة نحوه. مع العلم أن طبيعة هذا التحفيز لم تعرف إلى حد الآن (شكل 4،3).

• مرحلة التعارف :

يتعرف الفطر الممرض على فطر Trichoderma  بسبب وجودLectines . حيث يتم الالتصاق عن طريق ارتباط agglutinine للفطر الممرض مع بعض السكريات الموجودة في الجدار الخلوي لفطر Trichoderma.

• مرحلة الالتفاف:

يحدث الالتفاف بين هيفات الفطر الممرض وفطر المقاومة البيولوجية حيث تكبر هيفات فطر Trichoderma على طول هيفات العائل أو تلتف حولها وتفرز مختلف الإنزيمات  مثل إنزيمات التحليل Lytique (سليلازcellulase ، كتيناز chutinase، جليكناز glucanase بكتيناز pectinase ومضادات حيوية مثل gliotassine الذي يشترك في ميكانيزم التطفل الفطري Chet,1987)).  كذلك بين Inbar et Chet,1992)) أن الالتفاف حول هيفات العائل يستلزم التعارف المسبق لسكريات lectine التي ترتبط عن طريق روابط agglutinine لـ    Sclerotina rolfsii. تتميز سلالات Trichoderma بقدرتها على مهاجمة فطر Sclérotina rolfsii، الذي يتعرف علىD-glucose   و D-manose وهي عبارة عن سكريات تتواجد في الجدار الخلوي لفطر Trichoderma.

شكل 3 : مراحل التطفل الفطري عند فطر Trichoderma

4.10- التضاد L’antagonisme

يتمثل في تثبيط إنبات جراثيم الفطريات الممرضة. تعرف هذه الظاهرة باسم  mycostase ، سواء عن طريق تحليل  مسليوم الفطريات mycolyse)) أو تحليل المستعمرات البكتيرية bactériolyse)) Curl et Truelove,1986)).

تم توضيح خصائص التضاد من طرف Chet et al.,1997)). أما في سنة 1971 قام كل من  Webster et  Dennis بتوضيح مختلف ميكانيزمات التضاد التي تتمثل في التطفل الفطري، الأيض الحيوي والتنافس على الأغذية أو احتلال الوسط المحيط .

عدة أبحاث تناولت أهمية فطر Trichodermaوقدرته على التضاد ضد عدد كبير من الفطريات الممرضة (Comporta, 1985) . كما بينت أبحاث (Baker, 1988)  أن بعض سلالات Trichoderma لها قدرة على تطبيق فعالية تحفيز نمو بعض النباتات .

درس (Lynch et al  1991) تأثير Trichoderma على نمو الحبوب في غياب العامل الممرض، كذلك تحفيز نمو نبات الخس من جهة أخرى إن لهذا الفطر قدرة عالية على مقاومة فطرFusarium، Pythium   و Rhizoctonia.

5.10- التداخل بين فطر Trichoderma والنبات

عرف فطرTrichoderma  بقدرته على اجتياح جذور النباتات ومن جهة أخرى، عند معالجة الثمار، الأزهار، الأوراق، والجذور بجراثيم فطر Trichoderma تسمح هذه الأخيرة بتكوين حاجز واقي حول الجذور، تعيق بذلك دخول الفطريات الممرضة داخل أنسجة الجذور Harman, 2000)).

إن توغل فطر Trichoderma في الأنسجة الداخلية للجذور، يحدد بقائه على مستوى الطبقات السطحية فقط أو الطبقة الثانوية للخلايا الجذرية Yedidia et al.,1999)).

يفرز فطر Trichoderma ثلاثة أنواع من المركبات التي تحرض على مقاومة النبات ضد العوامل الممرضة. تتمثل هذه المركبات في البروتينات، تتميز بقدرتها على تحليل محتويات العوامل الممرضة (تعمل عمل الإنزيمات) ، سكريات أحادية oligosaccharide  و أخيرا  بعض المركبات ذات الوزن الجزئي الضعيف التي تتحرر من الأغشية الخلوية لفطر Trichoderma                       Harman et al., 2004)). إن وجود العوامل الممرضة وعوامل المحيط البيئي (درجة حرارة، رطوبة….) تساعد من فاعلية فطر Trichoderma لأنه يجتاح المكان قبل وصول الفطريات الممرضة. تتمثل فاعلية هذا لفطر في حماية الجذور ضد الفطريات الممرضة ( خاصية واقية)، تسمح له بتكوين غلاف على مستوى الجذور وذلك لمنع توغل العوامل الممرضة داخل الجذور. يمكن أن ينشط فطر Trichoderma النبات بغياب الكائنات الممرضة Johanne, 2002 )).

6.10- تأثير فطر Trichoderma على ميتابوليزم النبات

أكدت عدة دراسات أن اجتياح فطر Trichoderma لجذور النبات يساعد على زيادة إفراز إنزيمات الدفاع منها peroxidases , chitinases, B-1.3-glucanase : Harman et al., 2004)).

إن تثبيت فطر Trichodermaعلى جذور النبات يحفز على زيادة امتصاص الماء و بعض العناصر الغذائية (النحاس، الحديد، الفسفور، المنغنيز و الصوديوم) من محلول التربة هذه الزيادة في امتصاص العناصر الغذائية، تؤكد على تحسين ميكانيزم امتصاص هذه العناصر (Yedidia et al.,2001). من جهة أخرى، بينWindham et al.,1986)) إن تواجد فطر Trichodermaمع جذور النبات يقلل من أمراض الجذور و ذلك عن طريق تنشيط تجاوب دفاع النبات.