Genetic and biochemical diversity among Trichoderma isolates in soil samples from winter wheat fields of the Great Hungarian Plain

One hundred and sixteen Trichoderma isolates were collected from chopped roots of winter wheat of five agricultural fields in the Great Hungarian Plain. The isolates were identified by the sequence analysis of the internal transcribed spacer (ITS) region with TrichOKEY 2.0 and BLAST similarity searches. The Trichoderma species detected in the samples were T. atroviride, T. brevicompactum, T. gamsii, T. harzianum, T. koningiopsis/T. ovalisporum, T. longibrachiatum/H. orientalis, T. pleuroticola, T. rossicum, T. spirale, T. tomentosum/T. cerinum and T. virens. Beneficial taxa widely used as biocontrol agents against plant pathogenic fungi (e.g. T. harzianum, T. virens, T. atroviride) could be isolated from the samples examined during this study, indicating that the winter wheat rhizosphere may be a rich source of potential biocontrol isolates. Several species could be characterized with well-defined isoenzyme patterns during cellulose-acetate electrophoresis, suggesting that this method can be used for the analysis of biochemical diversity between and within particular species of the genus Trichoderma

A gombatermesztésben súlyos problémaként ismert „zöldpenész” megbetegedést előidéző Trichoderma törzsek taxonómiai, mikopatológiai és epidemiológiai vizsgálata = Taxonomical, mycopathological and epidemiological investigation of Trichoderma strains causing ""green mold"" disease, a serious problem in mushroom cultivation

Eredményeink alapján a termesztett csiperke zöldpenészes fertőzését Magyarországon a Trichoderma aggressivum f. europaeum okozza, míg a laskagomba zöldpenészes megbetegedéséért a T. pleurotum és T. pleuroticola fajok felelősek. Környezeti tényezők micéliumnövekedésre gyakorolt hatásának vizsgálata alapján a laskagombatermesztésben az átszövetési szakasz utáni fázisra 15-18°C közötti hőmérséklet és 8-9 közötti pH javasolható, mely lassíthatja a zöldpenészt okozó Trichoderma törzsek növekedését. Kidolgoztunk egy antagonizmus-tesztek képanalízisén alapuló módszert a zöldpenészt okozó Trichoderma törzsek agresszivitási fokának számszerűsítésére. Enzimológiai vizsgálataink alapján a két laskagombapatogén Trichoderma faj számos ponton eltérő stratégiát alkalmaz a termesztésben fennálló körülményekhez történő alkalmazkodás céljára. A laskagombapatogén Trichoderma fajok epidemiológiai nyomonkövetésére kidolgoztunk egy multiplex PCR-alapú technikát, mely lehetővé teszi a két faj gyors kimutatását és egymástól történő elkülönítését. A módszer segítségével igazoltuk, hogy a laskagomba zöldpenészes fertőzésének terjesztésében szerepet játszhatnak a termesztő telepeken jelenlevő rovarok, és azonosítottuk a fertőzés egy lehetséges forrását: a T. pleuroticola faj előfordul a vadon termő laskagomba természetes környezetében is. Eredményeink alapján bizonyos, gombatermesztésből izolált baktériumok (pl. Bacillus törzsek) ígéretesek lehetnek a zöldpenésszel szembeni biológiai védekezés céljára. | Our results revealed that the green mould infection of cultivated champignons in Hungary is caused by Trichoderma aggressivum f. europaeum, while T. pleurotum and T. pleuroticola are responsible for the green mould disease of oyster mushroom. Based on the effects of environmental factors on mycelial growth, a temperature between 15-18°C and a pH between 8-9 can be suggested for the period of spawn run in order to slow down the growth of Trichoderma strains. We established a method based on the image analysis of antagonism tests for the quantification of the aggressivity level of Trichoderma strains causing green mould disease. Our enzymological studies revealed that the two oyster mushroom pathogenic Trichoderma species apply different strategies for the adaptation to the cultivation environment. A multiplex PCR-based technique has been developed for the epidemiological monitoring of oyster mushroom pathogenic Trichoderma species, which enables the fast detection of the two species and their differentiation from one another. This method was applied to prove that the insects present in mushroom farms can play a role in the dissemination of the disease and to identify a potential source of the infection: T. pleuroticola was found to occur also in the the natural environment of wild-growing oyster mushroom. Based on our results, certain bacteria isolated from mushroom cultivation (e.g. Bacillus strains) are promising candidates for the biological control of green mould disease

Természetes élőhelyekről és klinikai anyagból származó Trichoderma törzsek összehasonlító ökofiziológiai és molekuláris szintű vizsgálata = Comparative ecophysiological and molecular investigation of Trichoderma strains derived from natural habitats or clinical samples

A pályázat keretében szaprofita és klinikai mintákból izolált Trichoderma törzseket vizsgáltunk meg és hasonlítottunk össze. A potenciális virulenciafaktorok közül megfigyeltük a fiziológiás hőmérsékleti és pH tartományban való növekedés képességét, aminosavak egyedüli szénforrásként és nitrogénforrásként való hasznosítását, továbbá a vizsgált törzsek antifungális szerekkel szembeni rezisztenciáját. A proteázok tanulmányozása során kitűnt, hogy az enzimek aktívnak bizonyultak fiziológiás pH-n, és egyes törzsek 37 °C-on nagyobb mennyiségben szekretálták a vizsgált enzimtípusokat, mint 25 °C-on. Több törzs esetében a toxikus metabolitok termelésére való képesség is megfigyelhető volt. A szaprofita törzsekben dsRNS és dsDNS molekulákat mutattunk ki, ugyanakkor a klinikai izolátumok mentesnek bizonyultak ezen elemektől. ITS-szekvenciaanalízis segítségével reidentifikáltunk több klinikai izolátumot. A taxonómiai vizsgálatok céljából a törzsek izoenzimmintázata alapján dendrogrammot készítettünk. A mitokondriális DNS vizsgálata során megállapítottuk a törzsek mtDNS-ének méretét, valamint megvizsgáltuk RFLP-mintázatukat. Az ezen adatokból készített dendrogramm nyújtotta a legnagyobb felbontást a kísérletek során, azonban ennél a módszernél sem váltak el egymástól a szaprofita és a klinikai izolátumok a dendrogrammon. A kutatás folytatásaként nemzetközi együttműködésben megkezdtük a patogenitásért felelőssé tehető gének felkutatását génexpressziós vizsgálatok segítségével. | The aims of our project were to gain information about Trichoderma strains isolated either from natural environment or from clinical samples. Amoung the potencial virulence factors, the ability for growth at human physiological temperature and pH, the utilization of amino acids as both cabon and nitrogen sources, and the resistance to antifungal agents were investigated. The proteases seemed to retain their activity at physiological pH, and in some cases higher amounts were secreted at 37 °C than at 25°C. Moreover, the ability to produce toxic metabolites was also charasteristic for certain strains. From the extrachromosomal genetic elements, the presence of dsRNA and dsDNA molecules were detected in the saprophytic strains, while the clinical isolates were free from these elements. The reidentification of certain clinical strains was carried out by means of ITS sequence analysis. To study the taxonomic relationships, the types of isoenzyme patterns were determined and a dendrogram was prepared from the data. The size of the mitochondrial DNA of the strains were determined and the mtDNA RFLP patterns were investigated. The dendrogram developed form the mtDNA RFLP data had the highest discriminatory power in the experiments, nevertheless, the saprophytic and clinical isolates did not form separate clusters on the dendrograms. To continue the research, in an international collaboration we have started the investigation of pathospecific gene expressions