Koristne glive za zatiranje ogorčic (nematopatogene glive)

Eva Kovačec, Janja Zajc; november 2023

Uvod

Nematopatogene glive so skupina gliv, ki imajo sposobnost okuževanja, parazitiratiranja in končno tudi ubijanja ogorčic oziroma nematod. Razvile so zapletene mehanizme za okužbo in izkoriščanje nematod za lastno preživetje in razmnoževanje. Te glive igrajo ključno vlogo pri regulaciji populacij nematod v različnih ekosistemih. Razumevanje interakcij med ogorčicami in nematopatogenimi glivami je aktivno področje raziskav ne le za bazično biologijo temveč tudi za praktične aplikacije v kmetijstvu za biotični nadzor škodljivcev. Nematopatogene glive uporabljajo različne mehanizme delovanja z direktnim učinkom v interakciji z ogorčicami kot so parazitizem, tekmovanje za prostor in hranila ter antibioza. Poleg tega pa imajo pozitivne zaščitne učinke tudi na rastline s spodbujanjem njihove sistemske odpornosti. To skupino gliv delimo na endoparazite ogorčic, ki parazitirajo v ogorčicah in nematofagne glive, ki jedo ogorčice ali njihova jajca.

Endoparazitske glive napadajo ogorčice s pomočjo spor, ki se prilepijo na kutikulo ali pa jih žival zaužije kot hrano. Ko je spora enkrat pritrjena oz. zaužita, le-ta vzklije in hife se razmnožijo znotraj telesa gostitelja. Vse stopnje razvoja endoparazita se v celoti dogajajo v telesu gostitelja, izven njega poženejo le reproduktivne strukture za razmnoževanje gliv. Nematode, ki jih je napadla endoparazitska gliva, so lahko aktivne še dan ali dva po začetni okužbi in v tem času se gibajo in hranijo na bolj ali manj običajen način. Endoparazitske glive večinoma pripadajo glivam rodu Harposporium, ki imajo konidije prilagojene tako, da kalijo v ogorčicah šele po tem, ko so zaužite.

Način delovanja

Nematofagne glive imajo neverjetne sposobnosti za lovljenje ogorčic in zmanjšanje velikosti populacije rastlinsko-parazitskih ogorčic. Raziskave nematofagnih gliv in njihovih interakcij z ogorčicami so razkrile več mehanizmov njihovih interakcij na molekularnem, celičnem, organizemskem in ekološkem nivoju. Nematofagne glive lahko delimo v skupine glede na mehanizme, ki jih uporabljajo za napad na ogorčice:

(i) glive, ki lovijo ogorčice in proizvajajo obsežne mreže iz hif, klobčiče in/ali obroče kot lovilne naprave za lovljenje in zadrževanje živih ogorčic;

(ii) parazitske glive na jajčecih in cistah ogorčic, kot fakultativni paraziti rastejo in parazitirajo na sedentarnih stopnjah ogorčic;

(iii) glive, ki proizvajajo toksine in druge strupene spojine, ki so aktivne proti nematodam.

Večina ogorčic se premika v okolju v vseh stopnjah razvoja, z izjemo jajčec, kar predstavlja izziv za relativno počasi rastoče in nepremične glive. Kljub temu, so številne glive razvile sofisticirane plenilske strukture tako, da lahko parazitirajo na mobilnih stopnjah ogorčic:

(1) lovilne strukture za imobilizacijo nematod;

(2) adhezivni konidiji za pritrditev in naselitev psevdocelomov ogorčic;

(3) akantociste, bodičaste kroglice, in stefanociste, ki poškodujejo kutikulo ogorčic in jo nato zaužijejo;

(4) strelne celice, ki izstrelijo prstaste cevke neposredno na ogorčice.

Predstavniki gliv družine Orbiliaceae (npr. Arthrobotrys dactyloides, Arthrobotrys superba, Arthrobotrys oligospora, in Monacrosporium gephyropagum) ustvarjajo pasti iz konidijev oz. nespolnih spor. Klobčiče za adhezijo lahko tvorijo glive iz dveh skupin, in sicer predstavniki zigomicetnega rodu Zoophagus in bazidiomicetnega rodu Nematoctonus. Adhezivne hife imajo glive iz skupine Zygomycetes, natančneje iz rodu Stylopage in Cystopage, medtem ko Hirsutella rhossiliensis in Hirsutella minnesotensis tvorita adhezivne spore, ki parazitirajo jačeca. Stefanociste proizvajajo bazidiomicete rodu Hypoderma, akantociste tvori Stropharia rugosoannulata, bodičaste kroglice Coprinus comatus iz skupine Agaricales, strelne celice pa oomicete rodu Haptoglossa.

Uporaba v biotičnem varstvu

Primer glive, ki se uporablja v biokontroli ogorčic je gliva Purpureocillium lilacinum. Prvič so jo opazili leta 1966 na jajčecih nematod, kmalu za tem pa opazili, da lahko parazitira jajčeca ogorčice Meloidogyne incognita. Znanstveniki so jo natančno preučili in ugotovili, da proizvaja mnogo encimov (serin proteinaze, hitinaze, proteaze) in mikotoksin (paecilotoksin), kar je vzrok njenega učinkovitega boja proti ogorčicam. Gliva okuži jajčeca nematod tako, da tvori preproste apresorije na jajčni lupini, s pomočjo katerih penetrira v jajčeca in uniči zarodek. Za tem tvori konidiofore, ki ji omogočajo nadaljne širjenje in okužbo sosednjih jajčec.

Nematopatogene glive imajo različne stopnje specifičnosti gostiteljev: medtem, ko nekatere lahko okužijo širok razpon vrst ogorčic, so druge bolj specifične glede gostiteljev. Nekatere nematopatogene glive so zaradi svojega nabora učinkovitih lastnosti v boju z ogorčicami potencialno uporabne kot sredstvo biotičnega varstva za nadzor škodljivih nematod, na čemer se opravlja veliko raziskav z namenom komercializacije.

Tako kot pri ostalih skupinah koristnih gliv, tudi tukaj velja, da je potrebno natančno slediti navodilom proizvajalca o primernih pogojih skladiščenja in nanosa sredstva.

Uporabljeni viri

Lawal I.,Fardami A.Y., Ahmad F., Yahaya S., Abubakar A., Sa’id M.A., Marwana M., Maiyadi K.A. (2022). A Review on Nematophagus Fungi: A Potential Nematicide for the Biocontrol of Nematodes. Journal of Environmental Bioremediation and Toxicology, 5(1) 26-31. Doi: 10.54987/jebat.v5i1.677.

Barron G.L. Fungal parasites and predators of rotifers, nematodes, and other invertebrates. V:

Biodiversity of Fungi, Inventory and Monitoring Methods. Elsevier Academic Press, Amsterdam (2004), str. 435-450.

Zhang Y., Li S., Li H., Wang R., Zhang K.Q., Xu J. (2020) Fungi-Nematode Interactions: Diversity, Ecology, and Biocontrol Prospects in Agriculture. Journal of Fungi, 6(4):206. Doi:10.3390/jof6040206.