Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η διερεύνηση της δυνατότητας βιοελέγχου των
φυτοπαθογόνων μυκήτων Rhizoctonia solani και Fusarium oxysporum f.sp.
lycopersici από ενδημικά στελέχη στρεπτομυκήτων του Ελλαδικού χώρου.
Συνολικά εξετάστηκαν 606 στελέχη στρεπτομυκήτων, απομονωμένων από διαφορετικά
ενδιαιτήματα της Ελλάδας, που ανήκουν στη συλλογή του Εργαστηρίου
Μικροβιολογίας, του Τμήματος Βιολογίας, του Πανεπιστημίου Αθηνών, ως προς την
ικανότητά τους να ανταγωνίζονται in vitro τους φυτοπαθογόνους μύκητες
Rhizoctonia solani και Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici σε στερεές
καλλιέργειες και επιλέχθηκαν δώδεκα στελέχη με κριτήριο την έκταση της
αναστολής της αύξησης των φυτοπαθογόνων μυκήτων. Διερευνώντας το μηχανισμό με
τον οποίο τα επιλεγμένα στελέχη στρεπτομυκήτων ανταγωνίζονται τους
εξεταζόμενους παράγοντες βιοελέγχου, εκχυλίσματα καλλιεργειών τους
συμπυκνώθηκαν και διαχωρίστηκαν τόσο με βάση το μοριακό τους βάρος όσο και με
την πολικότητά τους. Τα κλάσματα που προέκυψαν εξετάστηκαν ως προς την
αντιμυκητιακή τους δράση και δείχθηκε ότι οι βιοενεργοί μεταβολίτες είναι
πολικές ενώσεις. Δείχθηκε, επίσης, ότι οι ίδιοι στρεπτομύκητες αναστέλλουν την
ανάπτυξη καθενός από τους δύο φυτοπαθογόνους μύκητες με διαφορετικό τρόπο.
Έτσι, η αντιμυκητιακή δράση τους εξειδικεύεται, αφού αφενός η ανάπτυξη του
Rhizoctonia solani αναστέλλεται από τους μικρομοριακούς μεταβολίτες των
επιλεγμένων στρεπτομυκήτων, αφετέρου η ανάπτυξη του Fusarium oxysporum από τον
συνδυασμό μικρομοριακών και μεγαλομοριακών μεταβολιτών των ίδιων στρεπτομυκήτων.
Σε πειράματα ανταγωνισμού in vivo, διερευνήθηκε η αποτελεσματικότητα των
επιλεγμένων στρεπτομυκήτων στον έλεγχο συμπτωμάτων παθογένειας που προκάλεσε ο
μύκητας Rhizoctonia solani σε φυτά φασολιού και επεισοδίων μαρασμού που
προκάλεσε ο μύκητας Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici σε φυτά τομάτας.
Ελέγχθηκαν διάφοροι τρόποι εφαρμογής των εξεταζόμενων παραγόντων βιοελέγχου στο
εκάστοτε προσβεβλημένο φυτό, με σκοπό να προταθεί η πλέον εύκολη αλλά και
αποτελεσματική χρήση τους στο πεδίο. Με δοκιμασίες in vivο, επίσης, μελετήθηκε
η ικανότητα των επιλεγμένων στρεπτομυκήτων να προστατεύουν τα εξεταζόμενα φυτά-
στόχους από τους αντίστοιχους φυτοπαθογόνους μύκητες μέσω της προώθησης της
αύξησης των φυτών. Από τη συνολική θεώρηση των αποτελεσμάτων των in vivo
δοκιμασιών βιοελέγχου αποδείχθηκε ότι αποτελεσματικότερος παράγοντας βιοελέγχου
του φυτοπαθογόνου μύκητα Rhizoctonia solani DSM843 ήταν το στέλεχος
στρεπτομύκητα GRE 25, που ανήκει στο είδος Streptomyces rochei, ενώ του
φυτοπαθογόνου μύκητα Fusarium oxysporum DSM62059 ήταν τα στελέχη GRE 25
(Streptomyces rochei) και OL 7 (Streptomyces sp.). Αποδοτικότερος τρόπος χρήσης
των παραγόντων βιοελέγχου in vivo δείχθηκε ότι ήταν η εκ των προτέρων κάλυψη
των φυτικών σπόρων με σπόρια των Στρεπτομυκήτων. Επιπλέον, προέκυψε ότι οι
στρεπτομύκητες GRE 25 (Streptomyces rochei) και OL 7 (Streptomyces sp.)
προωθούν τόσο τη φύτρωση όσο και τις υπόλοιπες παραμέτρους ανάπτυξης των φυτών
τομάτας και μπορούν να χαρακτηριστούν ως αυξητικοί παράγοντες για το φυτό αυτό.
Ο στρεπτομύκητας GRE 25 (Streptomyces rochei), ήταν ο ιδανικότερος παράγοντας
βιοελέγχου του Rhizoctonia solani σε όλες τις δοκιμασίες, χωρίς όμως να έχει τη
δυνατότητα προώθησης της αύξησης των φυτών φασολιάς.
(EL)
The aim of the present thesis was to examine specifically the biocontrol
capacity of the phytopathogenic fungi Rhizoctonia solani and Fusarium
oxysporum f.sp. lycopersici via indigenous strains of Streptomycetes.
In order to achieve the goal mentioned above, a total of 606 Streptomycetes,
which were isolated from different habitats of Greece and belong to the
collection of the Microbiology Laboratory of the Faculty of Biology of the
University of Athens, have been examined in relation to their ability to
control the growth of the phytopathogenic fungi Rhizoctonia solani and
Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici in vitro, in solid cultures. Under the
criterion of their high anti-fungal activity twelve micro-organisms were
selected for further examination.Culture extracts from the selected
Streptomycetes have been concentrated and fractionated based on both their
molecular weight and their polarity. The fractions occurred were examined in
relation to their anti-fungal activity and it was shown that the bioactive
metabolites are polar compounds. The results also showed that the same
Streptomycetes inhibit the growth of each of the two phytopathogenic fungi
differently, i.e. their anti-fungal activity is specialized, since some of
their micro-molecular metabolites inhibit the former and a combination of
micro- and mega-molecular metabolites the latter.The effectiveness of the
selected Streptomycetes in controlling both the symptoms of pathogenic
behaviour caused by the fungus Rhizoctonia solani in bean plants and cases of
wilting caused by the fungus Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici in tomato
plants was also examined through in vivo experiments. Different application
methods of the examined biocontrol agents were tested in each infected plant,
in order to estimate the easiest and most effective use in the field; at the
same time the capability of the selected Streptomycetes to protect the plants
against the fungi, promoting their growth, was also examined via in vivo
trials. From the total evaluation of the results of the in vivo biocontrol
trials it has been concluded that the most effective biocontrol agent against
the phytopathogenic fungus Rhizoctonia solani DSM843 was Streptomyces GRE 25
(Streptomyces rochei), while against the phytopathogenic fungus Fusarium
oxysporum DSM62059 was Streptomyces GRE 25 (Streptomyces rochei) and OL 7
(Streptomyces sp.). Additionally, the most efficient way to use the
Streptomycetes was by covering the plant seeds with their spores prior
planting. The Streptomycetes GRE 25 and OL 7 promoted the sprouting of the
plants. They also promoted the rest growth parameters of tomato plants and,
therefore, they could be characterized as tomato growth promoters. However, the
Streptomyces GRE 25 could not promote the growth of bean plants. Subsequently,
the mechanism of its activity as an effective biocontrol agent against
Rhizoctonia solani in the field remains to be discussed.
(EN)
University of Athens
