En el proceso de estudio de la prevención y el tratamiento de hongos patógenos por el parasitismo por Trichoderma, la enzima quitinasa que degrada la pared celular juega un papel importante en la degradación de la pared celular de los microorganismos antagonistas. El sistema quitinasa es similar a la celulasa y la quitinasa se puede dividir en endoquitinasa, exoquitinasa y quitobiasa. Las quitinasas se dividen en tres categorías según el producto final de la reacción enzimática: ① Endoquitinasa (EC3.2.1.14), este tipo de enzima puede escindir quitina y oligómeros de quitina a voluntad y liberar una mezcla soluble de bajo peso molecular (GlcNAc) 2 , es decir, diacetilquitobiosa, es el componente principal; ② La quitobiasa puede escindir la quitina y los oligómeros de quitina [(GlcNAc) n] del extremo no reductor, liberando El producto final es principalmente (GlcNAc) 2; EC3.2.1.52), al igual que la quitobiasa, puede escindir la quitina y los oligómeros de quitina del extremo no reductor, liberando el monómero de N-acetilglucosamina (GlcNAc), que también es la única enzima que puede hidrolizar (GlcNAc) 2 (Yang et al. , 2003). La quitinasa fúngica pertenece a la familia de las glucósidos hidrolasas 18 (GH 18). Las quitinasas se pueden dividir en tres subgrupos según los diferentes sustratos de quitinasa (Seidl, 2008; Seidl et al., 2005): El subgrupo A generalmente no contiene dominios de unión a carbohidratos (unión a carbohidratos). Módulos, CBM); la subfamilia B generalmente contiene un CBM en el extremo C de la subfamilia C, además de contener múltiples CBM, también hay uno o dos dominios CBM50 unidos a CBM18 en el extremo N. El pesado parásito Trichoderma contiene las subfamilias B y C, y el saprofito Trichoderma contiene la subfamilia C. Los genes de quitinasa que codifican la subfamilia C de Trichoderma virens y Trichoderma virens son TAC y TVC, respectivamente (Gruber et al., 2005). En Trichoderma aeruginosa, solo tvc4 se expresa en esporas y los 15 genes TVC se expresan en hifas después de 15 h de germinación. Sin embargo, solo tvc4, tvc6, tvc7 y tvc9 se expresan después de 25 h de germinación, y la abundancia de expresión es significativa. mayor que el de las 15 h reducido (Gruber et al., 2011a, 2011b). La adición de glucosa al medio de cultivo puede inducir la expresión de tvc4, tvc6 y tvc7. Tanto el rojo Congo como el blanco de calcoflúor pueden unirse al glucano y a la quitina polimerizada en las paredes celulares de los hongos, y agregarlos al medio de cultivo puede inducir estrés en la pared celular. Trichoderma virens es extremadamente sensible al rojo Congo. Aunque el rojo Congo a 1 μg/ml no cambió el patrón de expresión de la subfamilia C de quitinasa, aumentó significativamente el nivel de expresión. En el estrés de la pared celular causado por el agente blanqueador fluorescente Calcofluor, el patrón de expresión de la subfamilia C fue significativamente diferente del del rojo Congo. Ambos reactivos de estrés de la pared celular pudieron regular positivamente la expresión de tvc4 y regular negativamente la expresión de tvc5 y tvc11.
En el proceso de estudio de la síntesis y secreción de quitinasa, se encontró que en el mutante de pérdida de función Δtga1 de Trichoderma viride tga1, la actividad quitinasa se redujo significativamente, acompañada por los genes nag1 y ech42. Reducción de los niveles de transcripción. En Trichoderma viride P1, tga1 codifica la subunidad a de la proteína G. El mutante de pérdida de función tga1 perdió por completo su actividad de reparasitismo contra R. solani, B. cinerea y S. sclerotiorum. Sin embargo, el caldo de fermentación Δtga1 contiene más sustancias que inhiben la germinación de las esporas de botrytis (Reithner et al., 2005). En un experimento para detectar la tolerancia al ácido fusárico (AG), una toxina secretada por Fusarium spp., 400 ppm de AG pueden inhibir significativamente la transcripción del gen nag1 y regular negativamente débilmente la expresión del gen ech42, pero no inhiben la expresión de Fusarium spp. S17TH secreta quitinasa (Sharma et al., 2012).
Resumen
El principal método de reproducción de Trichoderma es la reproducción asexual simple. Sin embargo, el proceso de transmisión de señales entre varios componentes y las moléculas resultantes son muy complejos.
Incluso en condiciones de laboratorio, los investigadores han descubierto que el proceso de esporulación puede ser impredecible. La formación de esporas se ve estrictamente afectada por una combinación de una gran cantidad de factores inciertos, como la luz, daños mecánicos, fuentes de carbono, fuentes de nitrógeno, pH ambiental, iones de calcio, ritmos periódicos, autometabolitos, etc. (Figura 4.4). Que las células de Trichoderma puedan producir esporas en condiciones de luz y daño mecánico depende principalmente de las condiciones nutricionales más que del estímulo en sí.
Figura 4.4 Esquema de la vía de transducción de señales de la esporulación en células de Trichoderma
Nota: Diferentes colores representan diferentes especies de Trichoderma, azul: Trichoderma atroviride (T.atroviride amarillo: Trichoderma virens); (T.virens); rojo: Trichoderma reesei (T.reesei); magenta: Trichoderma virens y Trichoderma virens; verde: Trichoderma virens y Trichoderma reesei; marrón: Trichoderma viride (T.viride); receptor hipotético; R: subunidad reguladora de PKA; C: subunidad catalítica de PKA; BLR1 y BLR2: receptores de luz azul Cuerpo 1 y 2. Las flechas indican regulación positiva y las líneas horizontales indican regulación negativa. Las líneas sólidas indican procesos probados, las líneas de puntos indican una regulación hipotética
(Steyaert et al., 2010c)
Identifica diferencias en la adaptabilidad metabólica de especies específicas de Trichoderma e incluso cepas al medio ambiente. contribuirá al diseño, producción y aplicación de cepas de control biológico. Aunque se han logrado grandes avances en el estudio de los mecanismos de respuesta a la luz en Trichoderma y otros hongos, aún falta una comprensión integral de este sistema: cómo se regulan sus funciones en diferentes condiciones ambientales. También será importante descubrir los componentes de señalización que interactúan directa o indirectamente con las señales luminosas para aclarar cómo se transmiten e integran las señales luminosas en otras vías fisiológicas. El análisis de la expresión genética de todo el genoma muestra que la luz induce a los hongos a protegerse de los efectos nocivos de la luz y los hongos, a su vez, activan varios mecanismos para asegurar la transmisión de señales luminosas. Pero la conexión entre las señales luminosas y otras respuestas al estrés requiere más estudios. Comprender estos procesos no sólo permitirá el desarrollo de innumerables aplicaciones de Trichoderma utilizando estas propiedades, sino que también proporcionará una mayor comprensión de cómo el hongo logra sobrevivir con éxito en su hábitat natural.