Progress in Plant Protection

Trichoderma viride strains stimulating the growth and development of winter rapeseed (Brassica napus L.)
Szczepy Trichoderma viride stymulujące wzrost i rozwój rzepaku ozimego (Brassica napus L.)

Zuzanna Znajewska, e-mail: znajewsk@doktorant.umk.pl

Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Zakład Genetyki, Lwowska 1, 87-100 Toruń, Polska

Grażyna B. Dąbrowska, e-mail: browsk@umk.pl

Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Zakład Genetyki, Lwowska 1, 87-100 Toruń, Polska

Olga Narbutt, e-mail: olga.narbutt@umk.pl

Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Zakład Genetyki, Lwowska 1, 87-100 Toruń, Polska
Streszczenie

The aim of the study was to examine the potential of Trichoderma viride as a factor stimulating the growth of winter rapeseed (Brassica napus L.). It was proved that T. viride strains that differ in growth rate and represent various antagonism towards plant pathogens, stimulate root growth and inhibit the elongation of hypocotyls of winter rapeseed seedlings. It was found that the presence of T. viride in winter rapeseed promoted the intense development of lateral roots. Treating seeds of winter rapeseed with spores of T. viride 154 and T. viride DAR5 had a positive effect on the growth and development of plants in the pot experiment. It was demonstrated that both Trichoderma strains increased fresh and dry biomass. Higher than fourfold increase of the fresh biomass and three and a half increase of dry biomass of winter rapeseed were recorded in the presence of T. viride DAR5 in comparison to the control plants. Population density of bacteria was higher while the fungi lower in the rhizosphere of winter rapeseed plants treated with T. viride as compare to the control.

 

Celem badań było sprawdzenie potencjału Trichoderma viride do stymulowania wzrostu rzepaku ozimego. Wykazano, że szczepy T. viride różniące się tempem wzrostu i wykazujące różny antagonizm w stosunku do patogenów roślin, stymulują wzrost korzeni, a hamują elongację hypokotyli siewek rzepaku. Stwierdzono, że obecność T. viride u rzepaku promowała intensywny rozwój korzeni bocznych. Szczepienie nasion rzepaku sporami grzybów T. viride 154 i T. viride DAR5 wpływało pozytywnie na wzrost i rozwój roślin w eksperymencie donicowym. Wykazano zwiększenie świeżej i suchej biomasy przez oba szczepy Trichoderma. W obecności T. viride DAR5 zanotowano ponad czterokrotny wzrost świeżej biomasy oraz ponad trzykrotny suchej masy rzepaku w porównaniu do roślin kontrolnych. W ryzosferze roślin rzepaku szczepionych sporami T. viride liczebność populacji bakterii była wyższa, a grzybów niższa w porównaniu do kontroli.

Słowa kluczowe

winter rapeseed; Brassica napus; seed treatment; Trichoderma; plants growth stimulation; rzepak ozimy; szczepienie nasion; stymulacja wzrostu roślin

Referencje

Ali A., Haider M.S., Ashfaq M. 2014. Effect of culture filtrates of Trichoderma spp. on seed germination and seedling growth in chickpea – an in-vitro study. Pakistan Journal of Phytopathology 26 (1): 1–5.

 

Asaduzzaman M., Alam M.J., Islam M.M. 2010. Effect of Trichoderma on seed germination and seedling parameters of chili. Journal of Science Foundation 8 (1–2): 141–150. DOI: 10.3329/jsf.v8i1-2.14637.

 

Benítez T., Rincón A.M., Limón M.C., Codón A.C. 2004. Biocontrol mechanisms of Trichoderma strains. International Microbiology 7 (4): 249–260.

 

Dąbrowska G., Hrynkiewicz K., Mierek-Adamska A., Goc A. 2012. Wrażliwość odmian jarych i ozimych rzepaku na metale ciężkie i bakterie glebowe. [The sensitivity of spring and winter varieties of oilseed rape to heavy metals and rhizobacteria]. Rośliny Oleiste – Oilseed Crops 33 (2): 201–220. DOI: 10.5604/12338273.1058112.

 

Dąbrowska G., Hrynkiewicz K., Trejgell A. 2014. Do arbuscular mycorrhizal fungi affect metallothionein MT2 expression in Brassica napus L. roots? Acta Biologica Cracoviensia Series Botanica 54 (1): 34–39. DOI: 10.2478/v10182-012-0003-1.

 

Dąbrowska G., Hrynkiewicz K., Trejgell A., Baum C. 2017. The effect of plant growth-promoting rhizobacteria on the phytoextraction of Cd and Zn by Brassica napus L. International Journal of Phytoremediation 19 (7): 597–604. DOI: 10.1080/15226514.2016.1244157.

 

Dąbrowska G., Zdziechowska E. 2015. Rola bakterii ryzosferowych w stymulacji procesów wzrostu i rozwoju oraz ochronie roślin przed czynnikami środowiska. [The role of rhizobacteria in the stimulation of the growth and development processes and protection of plants against environmental factors]. Progress in Plant Protection 55 (4): 498–506. DOI: 10.14199/ppp-2015-083.

 

Dąbrowska G., Znajewska Z., Mierek-Adamska A., Hrynkiewicz K. 2016. Trichoderma as potential factor for biocontrol of the soil microbiome. p. 1–92. Biodiversity conservation on farmlands at crossroads: international conference. Institute of Soil Science and Plant Cultivation – State Research Institute in Puławy, 27–28 September 2016, p. 54.

 

Druzhinina I.S., Seidl-Seiboth V., Herrera-Estrella A., Horwitz B.A., Kenerley C.M., Monte E., Mukherjee P.K., Zeilinger S., Grigoriev I.V., Kubicek C.P. 2011. Trichoderma: the genomics of opportunistic success. Nature Reviews Microbiology 9 (10): 749–759. DOI: 10.1038/nrmicro2637.

 

Farina R., Beneduzi A., Ambrosini A., de Campos S.B., Lisboa B.B., Wendisch V., Vargas L.K., Passaglia L.M.P. 2012. Diversity of plant growth-promoting rhizobacteria communities associated with the stages of canola growth. Applied Soil Ecology 55: 44–52. DOI: 10.1016/j.apsoil.2011.12.011.

 

Fujita M., Fujita Y., Noutoshi Y., Takahashi F., Narusaka Y., Yamaguchi-Shinozaki K., Shinozaki K. 2006. Crosstalk between abiotic and biotic stress responses: a current view from the points of convergence in the stress signaling networks. Current Opinion in Plant Biology 9 (4): 436–442. DOI: DOI: 10.1016/j.pbi.2006.05.014.

 

Hammer Ø., Harper D.A.T., Ryan P.D. 2001. PAST: paleontological statistics software package for education and data analysis. Palaeontologia Electronica 4 (1): 1–9.

 

Izdebski W., Jakubowski Z., Skudlarski J., Zając S., Maznev G.E., Zaika S.A. 2014. Stan i perspektywy produkcji rzepaku w Polsce i na Ukrainie w aspekcie produkcji biopaliw transportowych. [Status and prospects of rapeseed production in Poland and Ukraine in terms of transportation biofuels production]. Zeszyty Naukowe Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie. Problemy Rolnictwa Światowego 14 (29): 80–89.

 

Janczak K., Hrynkiewicz K., Znajewska Z., Dąbrowska G. 2018. Use of rhizosphere microorganisms in the biodegradation of PLA and PET polymers in compost soil. International Biodeterioration and Biodegradation 130: 65–75. DOI: 10.1016/j.ibiod.2018.03.017.

 

Keswani C., Mishra S., Sarma B.K., Singh S.P., Singh H.B. 2014. Unraveling the efficient applications of secondary metabolites of various Trichoderma spp. Applied Microbiology and Biotechnology 98 (2): 533–544. DOI: 10.1007/s00253-013-5344-5.

 

Kosicka D., Wolna-Maruwka A., Trzeciak M. 2014. Aspekty stosowania Trichoderma sp. w ochronie roślin i rozkładzie materii organicznej. [Aspects of the use of Trichoderma sp. in crop protection and distribution of organic matter]. Kosmos Problemy Nauk Biologicznych 63 (4): 635–642.

 

Kowalska J. 2014. Organically grown Brassica napus – use of border strips and Trichoderma. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B – Soil & Plant Science 64 (6): 529–536. DOI: 10.1080/09064710.2014.929730.

 

Liu N.Y., Bao Z.R., Li J., Ao X.Y., Zhu J.Y., Chen Y.H. 2017. Identification of differentially expressed genes from Trichoderma atroviride strain SS003 in the presence of cell wall of Cronartium ribicola. Genes & Genomics 39 (5): 473–484. DOI: 10.1007/s13258-016-0512-5.

 

Maag D., Kandula D.R.W., Müller C., Mendoza-Mendoza A., Wratten S.D., Stewart A., Rostás M. 2014. Trichoderma atroviride LU132 promotes plant growth but not induced systemic resistance to Plutella xylostella in oilseed rape. BioControl 59 (2): 241–252. DOI: 10.1007/s10526-013-9554-7.

 

Mar Vázquez M., César S., Azcón R., Barea J.M. 2000. Interactions between arbuscular mycorrhizal fungi and other microbial inoculants (Azospirillum, Pseudomonas, Trichoderma) and their effects on microbial population and enzyme activities in the rhizosphere of maize plants. Applied Soil Ecology 15 (3): 261–272. DOI: 10.1016/S0929-1393(00)00075-5.

 

Martyniuk S. 2011. Skuteczne i nieskuteczne preparaty mikrobiologiczne stosowane w ochronie i uprawie roślin oraz rzetelne i nierzetelne metody ich oceny. Postępy Mikrobiologii 50 (4): 321–328.

 

Mastouri F., Björkman T., Harman G.E. 2010. Seed treatment with Trichoderma harzianum alleviates biotic, abiotic, and physiological stresses in germinating seeds and seedlings. Phytopathology 100 (11): 1213–1221. DOI: 10.1094/PHYTO-03-10-0091.

 

Mączyńska A., Głazek M., Krzyzińska B., Banachowska J. 2001. Porażenie przez grzyby chorobotwórcze roślin rzepaku ozimego w latach 1999 i 2000. [Occurrence of winter oilseed rape pathogens in 1999 and 2000 years]. Rośliny Oleiste 22: 127–138.

 

Mierek-Adamska A., Znajewska Z., Goc A., Dąbrowska G.B. 2018. Molecular cloning and characterization of Ipomoea nil metallothioneins. Turkish Journal of Botany 42: 247–256. DOI: 10.3906/bot-1707-26.

 

Mishra B.K., Mishra R.K., Mishra R.C., Tiwari A.K., Yadav R.S., Dikshit A. 2011. Biocontrol efficacy of Trichoderma viride isolates against fungal plant pathogens causing disease in Vigna radiata L. Archives of Applied Science Research 3 (2): 361–369.

 

Nawrocka J., Małolepsza U. 2013. Diversity in plant systemic resistance induced by Trichoderma. Biological Control 67 (2): 149–156. DOI: 10.1016/j.biocontrol.2013.07.005.

 

Nieto-Jacobo M.F., Steyaert J.M., Salazar-Badillo F.B., Nguyen D.V., Rostás M., Braithwaite M., De Souza J.T., Jimenez-Bremont J.F., Ohkura M., Stewart A., Mendoza-Mendoza A. 2017. Environmental growth conditions of Trichoderma spp. affects indole acetic acid derivatives, volatile organic compounds, and plant growth promotion. Frontiers in Plant Science 8: 102. DOI: 10.3389/fpls.2017.00102.

 

Okorski A., Oszako T., Nowakowska J.A., Pszczółkowska A. 2014. Możliwości biologicznej ochrony roślin przed chorobami w szkółkarstwie, ze szczególnym uwzględnieniem lęgniowców (Oomycetes) i grzybów z rodzaju Fusarium. [The possibilities of biologically protecting plants against diseases in nurseries, with special consideration of Oomycetes and Fusarium fungi]. Leśne Prace Badawcze 75 (3): 301–321. DOI: 10.2478/frp-2014-0029.

 

Oskiera M., Szczech M., Bartoszewski G. 2015. Molecular identification of Trichoderma strains collected to develop plant growth-promoting and biocontrol agents. Journal of Horticultural Research 23 (1): 75–86. DOI: 10.2478/johr-2015-0010.

 

Perek A., Krzymińska J., Świerszczyńska I. 2013. Porównanie antagonistycznego oddziaływania grzybów z rodzaju Trichoderma oraz grzybów drożdżoidalnych na patogeny z rodzaju Fusarium w warunkach in vitro. [Comparison of the antagonistic effect of Trichoderma spp. and yeasts on pathogenic Fusarium spp. in in vitro conditions]. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering 58 (4): 99–103.

 

Sadowski C., Pańka D., Lenc L., Domoradzki M. 2005. Badania nad możliwością wykorzystania biopreparatów do otoczkowania nasion warzyw ekologicznych. [Research on possibility of use of biopreparations for organic vegetable seed coating]. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 45 (2): 1055–1057.

 

Smolińska U., Gołębiewska E., Kowalska B., Kowalczyk W., Szczech M. 2014. Materiały odpadowe jako nośniki antagonistycznych grzybów Trichoderma. [Waste materials as growing media for antagonistic Trichoderma fungi]. Inżynieria i Ochrona Środowiska 17 (1): 5–20.

 

Sobolewski J., Gidelska A., Szczech M., Robak J. 2013. Trichoderma spp. jako zaprawa nasienna przeciwko zgorzelom siewek roślin warzywnych. [Trichoderma spp. as a seed dressing bioproduct against damping-off seedlings of vegetables crops]. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 53 (2): 340–344. DOI: 10.14199/ppp-2013-093.

 

Thiem D., Szmidt-Jaworska A., Baum C., Muders K., Niedojadło K., Hrynkiewicz K. 2014. Interactive physiological response of potato (Solanum tuberosum L.) plants to fungal colonization and Potato virus Y (PVY) infection. Acta Mycologica 49 (2): 291–303. DOI: 10.5586/am.2014.015.

 

Wang B., Liu L., Gao Y., Chen J. 2009. Improved phytoremediation of oilseed rape (Brassica napus) by Trichoderma mutant constructed by restriction enzyme-mediated integration (REMI) in cadmium polluted soil. Chemosphere 74 (10): 1400–1403. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2008.11.027.

Progress in Plant Protection (2018) : 0-0
Data pierwszej publikacji on-line: 2018-10-24 15:17:30
http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2018-036
Pełny tekst (.PDF) BibTeX Mendeley Powrót do listy