CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG CỦA NẤM TRICHODERMA

1. Cơ chế ký sinh nấm

Ký sinh nấm là sự tấn công trực tiếp của một loài nấm trên loài nấm khác và thường được định nghĩa là sự đối kháng trực tiếp, bao gồm 4 bước liên tiếp. Bước đầu tiên được gọi là sự phát triển có tính chất hướng hóa (chemotrophic growth), tức là tiết ra một tác nhân kích thích hóa học gây ra bởi nấm ký chủ đã hấp dẫn chủng nấm ký sinh (nấm đối kháng). Bước thứ hai được gọi là sự nhận diện đặc hiệu (specific recognition), tức chủng nấm ký sinh nhận diện được bề mặt tế bào của nấm ký chủ. Bước thứ ba bao gồm hai quá trình tách biệt nhau. Quá trình thứ nhất được gọi là sự quấn (coiling), tức sợi nấm ký sinh Trichoderma bao quanh sợi nấm ký chủ. Quá trình thứ hai bao gồm sự tương tác và tiếp xúc sợi nấm gắn kết với nhau (intimate hyphal interaction and contact), tức sợi nấm Trichoderma phát triển hoàn toàn dọc theo sợi nấm ký chủ. Bước thứ tư và cũng là bước cuối cùng bao gồm sự tiết các enzyme phân giải đặc biệt, chúng sẽ phân hủy vách tế bào của nấm ký chủ.
Các nghiên cứu cấu trúc siêu vi (ultrastructural) và mô hóa học (histochemical) đã chứng minh rằng các enzyme của Trichoderma gây ra sự phân giải vách tế bào nấm ký chủ tại vị trí tiếp xúc giữa sinh vật đối kháng và ký chủ. Sự hiện diện của chitin và hoặc các sợi β-glucan, gắn chặt trong chất nền protein, trong vách các tế bào nấm bệnh đề xuất rằng sự phân giải hệ sợi nấm của chúng trong quá trình ký sinh có thể được thực hiện nhờ β-glucanase, chitinase và protease. Sự hình thành các enzyme này đã được nghiên cứu trong quá trình tương tác vật ký sinh – ký chủ giữa các loài Trichoderma spp. với một số nấm gây bệnh cây trồng nhất định, cũng như dưới điều kiện mô phỏng nhân tạo của quá trình ký sinh nấm (khi Trichoderma spp. được cho phát triển trên các môi trường có chứa hệ sợi nấm vô trùng hoặc các vách tế bào nấm bệnh). Nghiên cứu cho thấy, hoạt động thủy phân của các chủng Trichoderma khảo sát đối với vách tế bào nấm bệnh có tương quan với mức độ mà chúng bị ức chế. Bên cạnh đó, hoạt động phối hợp giữa các enzyme phân giải với chất kháng sinh là một nhân tố khác có thể nâng cao khả năng ức chế mầm bệnh cây trồng của Trichoderma.

2. Cơ chế kháng sinh

 Kiểu tương tác này được định nghĩa là sự đối kháng gián tiếp vì ở đây sự đối kháng diễn ra mà không yêu cầu phải có sự tiếp xúc. Người ta đã chứng minh rằng Trichoderma có khả năng tiết ra một lượng lớn các chất chuyển hóa thứ cấp khác nhau có thể ức chế nấm và vi khuẩn. Cơ chế kháng sinh thường diễn ra phối hợp với ký sinh nấm. Theo đó, các chất kháng sinh có thể ức chế sự tạo thành vách tế bào, làm gia tăng hoạt động của những enzyme thủy phân. Các chất kháng sinh cũng có thể tác động tới nấm mục tiêu thông qua một loạt các cơ chế khác nhau, như kìm hãm sự phát triển, sự sản xuất các chất chuyển hóa, sự hấp thu các chất dinh dưỡng và sự hình thành bào tử. Cũng giống như cơ chế ký sinh nấm, kháng sinh có đặc trưng cho từng loài và các loài Trichoderma khác nhau có khả năng kiểm soát sinh học không giống nhau. Thậm chí, các chủng Trichoderma khác nhau trong cùng một loài cũng biểu hiện những hoạt tính tiêu diệt nấm mục tiêu khác nhau.

3. Cơ chế cạnh tranh 

Tương tác cạnh tranh giữa Trichoderma và vi sinh vật đất có thể được xem là sự đối kháng gián tiếp. Trichoderma có thể ức chế hoặc làm giảm sự phát triển của mầm bệnh cây trồng thông qua việc cạnh tranh về không gian, cơ chất enzyme, chất dinh dưỡng và oxygen. Với bản chất phát triển nhanh và khả năng sinh trưởng tốt trên nhiều loại cơ chất khác nhau Trichoderma chính là những sinh vật chiếm lĩnh môi trường sống trong đất rất hiệu quả và có khả năng thay thế cho các sinh vật có khả năng xâm chiếm kém hơn. Tuy nhiên, khả năng xâm chiếm của chúng bị ảnh hưởng rất lớn bởi những nhân tố môi trường đất, bao gồm pH, nhiệt độ và nước.

4. Cơ chế thúc đẩy sự phát triển và gia tăng sức đề kháng của cây trồng

Trichoderma thúc đẩy sự phát triển của cây trồng thông qua việc kích thích trực tiếp sự hấp thu các chất dinh dưỡng của chúng hoặc việc tiết các chất chuyển hóa có khả năng đẩy nhanh sự phát triển cây trồng như các hormone tăng trưởng. Với bản chất đối kháng nấm bệnh cây trồng của hầu hết các loài Trichoderma, chúng có thể thúc đẩy sự phát triển của cây trồng một cách gián tiếp thông qua việc ức chế các mầm bệnh và vì thế, làm gia tăng sự sinh trưởng của cây trồng.

5. Cơ chế tiết enzyme thủy phân của nấm Trichoderma

Việc các loài Trichoderma có thể phân giải nhanh và hiệu quả đối với hầu như bất kỳ loại hợp chất hữu cơ nào là nhờ vào lượng enzyme thủy phân mà chúng có khả năng tạo ra. Các vật liệu hữu cơ bao gồm: đường, hormon và heteropolysaccharide. Vài loại enzyme thủy phân của các loài Trichoderma đối kháng khác nhau đã được tạo dòng.