Vai trò nấm đối kháng Trichoderma trong kiểm soát các sinh vật

Nấm Trichoderma spp. hiện diện gần như trong tất cả các loại đất và trong một số môi trường sống khác. Chúng là loại nấm được nuôi cấy thông dụng nhất. Chúng hiện diện với mật độ cao và phát triển mạnh ở vùng rễ của cây, một số giống có khả năng phát triển ngay trên rễ.

Những giống này có thể được bổ sung vào trong đất hay hạt giống bằng nhiều phương pháp. Ngay khi chúng tiếp xúc với rễ, chúng phát triển trên bề mặt rễ hay vỏ rễ phụ thuộc vào từng giống. Vì vậy, khi được dùng trong xử lý hạt giống, những giống thích hợp nhất sẽ phát triển trên bề mặt rễ ngay cả khi rễ phát triển dài hơn 1m phía dưới mặt đất và chúng có thể tồn tại và còn hiệu lực cho đến 18 tháng sau khi sử dụng. Tuy nhiên không nhiều giống có khả năng này.

Ngoài sự hình thành khuẩn lạc trên rễ, nấm Tricho (Trichoderma) còn tấn công, ký sinh và lấy chất dinh dưỡng từ các loài nấm khác. Bởi vì nơi Tricho phát triển tốt nhất là nơi có nhiều rễ khỏe mạnh, vì Tricho sở hữu nhiều cơ chế cho việc tấn công các loài nấm gây bệnh cũng như cơ chế cho việc nâng cao sự sinh trưởng và phát triển của cây. Nhiều phương pháp mới trong kiểm soát sinh học và nâng cao sự sinh trưởng của cây hiện nay đã được chứng minh rõ ràng. Quá trình này được điều khiển bởi nhiều gen và sản phẩm từ gen khác nhau. Sau đây là một số cơ chế chủ yếu: Ký sinh nấm, kháng sinh, cạnh tranh chất dinh dưỡng và không gian; sự chịu đựng các điều kiện bất lợi bằng việc gia tăng sự phát triển của cây và rễ; làm hòa tan và cô lập chất dinh dưỡng vô cơ, cảm ứng sự kháng bệnh, bất hoạt enzyme gây bệnh.

Hầu hết các giống Tricho không sinh sản hữu tính mà thay vào đó là cơ chế sinh sản vô tính. Tuy nhiên, có một số giống sinh sản hữu tính đã được ghi nhận nhưng những giống này không thích hợp để sử dụng trong các phương pháp kiểm soát sinh học. Phương pháp phân loại truyền thống dựa trên sự khác nhau về hình thái chủ yếu là ở bộ phận hình thành bào tử vô tính, gần đây nhiều phương pháp phân loại dựa trên cấu trúc phân tử đã được sử dụng. Hiện nay, nấm Tricho ít nhất 33 loài.

Khả năng kiểm soát bệnh

Rất nhiều giống Tricho có khả năng kiểm soát tất cả các loài nấm gây bệnh khác. Tuy nhiên một số giống thường có hiệu quả hơn những giống khác trên một số bệnh nhất định. Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy, nấm Tricho giết nhiều loại nấm gây thối rễ chủ yếu như: Pythium, Rhizoctonia và Fusarium. Quá trình đó được gọi là: kí sinh nấm (mycoparasitism). Tricho tiết ra một enzym làm tan vách tế bào của các loài nấm khác. Sau đó nó có thể tấn công vào bên trong loài nấm gây hại đó và tiêu thụ chúng. Chủng sử dụng trong T-22 tiết ra nhiều enzym chính yếu, endochitinase, hơn các chủng hoang dại, do đó, T-22 sinh trưởng tốt hơn và tiết ra nhiều enzym hơn các chủng hoang dại. Sự kết hợp này cho phép nó bảo vệ vùng rễ của cây trồng chống lại các loại nấm gây thối rễ trên đồng ruộng.

Những phát hiện mới hiện nay cho thấy rằng một số giống có khả năng hoạt hóa cơ chế tự bảo vệ của thực vật, từ đó những giống này cũng có khả năng kiểm soát những bệnh do các tác nhân khác ngoài nấm.

Ứng dụng của nấm đối kháng Trichoderma

Lương thực và ngành dệt

Tricho là những nhà máy sản xuất nhiều enzyme ngoại bào rất có hiệu quả. Chúng được thương mại hóa trong việc sản xuất các cellulase và các enzyme khác phân hủy các polysaccharide phức tạp. Nhờ vậy chúng thường được sử dụng trong thực phẩm và ngành dệt cho các mục đích tương tự.

Chất kiểm soát sinh học

Hiện nay loài nấm này đã được sử dụng một cách hợp pháp cũng như không được đăng ký trong việc kiểm soát bệnh trên thực vật. Các chế phẩm nấm Tricho được sản xuất và sử dụng như là chất kiểm soát sinh học một cách có hiệu quả. Hình thức sử dụng dưới dạng chế phẩm riêng biệt hoặc được phối trộn vào phân hữu cơ để bón cho cây trồng vừa cung cấp dinh dưỡng cho cây vừa tăng khả năng kháng bệnh của cây.

Kích thích sự tăng trưởng của cây trồng

Những lợi ích mà những loài nấm này mang lại đã được biết đến từ nhiều năm qua bao gồm việc kích thích sự tăng trưởng và phát triển của thực vật do việc kích thích sự hình thành nhiều hơn và phát triển mạnh hơn của bộ rễ so với thông thường. Những cơ chế giải thích cho các hiện tượng này chỉ mới được hiểu rõ ràng hơn trong thời gian gần đây. Hiện nay, một giống nấm Tricho đã được phát hiện là chúng có khả năng gia tăng số lượng rễ mọc sâu (sâu hơn 1 m dưới mặt đất). Những rễ sâu này giúp các loài cây như bắp hay cây cảnh có khả năng chịu được hạn hán.

Một khả năng có lẽ đáng chú ý nhất là những cây bắp có sự hiện diện của nấm Tricho dòng T22 ở rễ có nhu cầu về đạm thấp hơn đến 40% so với những cây không có sự hiện diện của loài nấm này ở rễ.

Nguồn gen để sử dụng trong chuyển gen

Nhiều vi sinh vật kiểm soát sinh học đều có chứa một số lượng lớn gen mã hoá các sản phẩm có hoạt tính cần thiết sử dụng trong kiểm soát sinh học. Nhiều gen có nguồn gốc từ Tricho đã được tạo dòng và có tiềm năng ứng dụng rất lớn trong chuyển gen để tạo ra cây có khả năng kháng được nhiều bệnh. Chưa có gen nào được thương mại hóa, tuy nhiên có một số gen hiện đang được nghiên cứu và phát triển.

Khả năng ứng dụng ở Việt Nam

Các kết quả nghiên cứu của Trường Đại học Cần thơ, Viện Lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long, Công ty thuốc sát trùng Việt Nam, Viện Sinh học Nhiệt đới đã cho thấy hiệu quả rất rõ ràng của nấm Tricho trên một số cây trồng ở ĐBSCL và Đông nam Bộ. Các nghiên cứu cho thấy nấm Tricho có khả năng tiêu diệt nấm Furasium solani (gây bệnh thối rễ trên cam quýt, bệnh vàng lá chết chậm trên tiêu) hay một số loại nấm gây bệnh khác như Sclerotium rolfsii, Fusarium oxysporum, Rhizoctonia solani. Công dụng thứ hai của nấm Tricho là khả năng phân huỷ cellulose, phân giải lân chậm tan. Lợi dụng đặc tính này người ta đã trộn Tricho vào quá trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh để thúc đẩy quá trình phân huỷ hữu cơ được nhanh chóng. Các sản phẩm phân hữu cơ sinh học có ứng dụng kết quả nghiên cứu mới này hiện có trên thị trường đã được nông dân các vùng trồng cây ăn trái, cây tiêu, cây điều và cây rau hoan nghênh và ứng dụng hiệu quả.