Nemin signalisiert Nematoden zu predaceous Pilzen
Forscher identifizierten Nemin vor Jahrzehnten als den chemischen Hinweis, der bestimmte Pilze dazu veranlasst, Fallen zu bauen, um Nematoden zu fangen.Die 1959er Entdeckung erklärte, wie diese Pilze von der Fütterung auf zerfallendem Material zu aktiver Rauberei wechseln, wenn Nematoden im Boden erscheinen.
Predaceous Pilze, auch genannt Nematode-trapping Pilze, leben im Boden weltweit. Sie umfassen Arten in Gattungen wie Arthrobotrys und Dactylella. Ohne Nematoden in der Nähe wachsen sie wie gewöhnliche Schimmel. Wenn der Hinweis ankommt, produzieren sie spezialisierte Strukturen, die die Würmer verstopfen und töten.
Entdeckung der morphogenen Substanz
David Pramer und N. R. Stoll berichteten von der Arbeit in der Wissenschaft. Sie arbeiteten mit dem Nematode Neoaplectana glaseri, der in einer wormfreien Kultur angebaut wurde. Filter aus diesen Kulturen enthielten ein aktives Prinzip, das dazu führte, dass die Arthrobotrys-Konoide gefangene Schleifen bilden. Sie nannten das Prinzip Nemin.
Die Substanz wirkt bei niedrigen Konzentrationen. Es löst einen Entwicklungswechsel im Pilz aus, anstatt als Nährstoff zu dienen. Spätere Arbeiten bestätigten, dass mehrere Nematodenarten ähnliche Faktoren freisetzen, obwohl die genaue chemische Identität in frühen Studien unklar blieb.
Bodenbiologen bemerkten später, dass ältere Literatur Nemin als einen spezifischen, aber geheimnisvollen Induktor behandelte.Moderne Ansichten beschreiben es als eine oder mehrere Verbindungen, die von Nematoden ausgeschieden werden, die Pilze auf mögliche Beute warnen.
Wie die Trap-Formation funktioniert
Der Prozess beginnt, wenn die Exkretionen der Nematoden die Pilzhyphäe erreichen. Innerhalb von Stunden ändert der Pilz sein Wachstumsmuster. Es produziert klebrige Knöpfe, verengende Ringe oder dreidimensionale Netze je nach Art.
Klebstofffälle klammern sich an die Nematode-Kuttik auf Kontakt. Ringfälle schließen sich schnell, wenn ein Wurm eintritt, oft innerhalb eines Zehntels einer Sekunde. Netze bestehen aus geklebten Hyphäen, die mit Klebstoff beschichtet sind. Sobald sie gefangen sind, kämpft die Nematode, aber der Pilz dringt seinen Körper mit Infektionsfäden ein und verdaut den Inhalt.
Verschiedene Pilze bevorzugen verschiedene Geräte. Arthrobotrys oligospora bilden häufig Netze. Andere Arten verlassen sich auf Ringe oder Knöpfe. Die Wahl der Struktur beeinflusst die Effizienz der Erfassung gegen bestimmte Nematodengrößen und Verhaltensweisen.
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- Klebende Knöpfe: kleine Projektionen, die vorübergehende Nematoden kleben.
- Verengende Ringe: Drei Zellen, die sich um den Wurm herum aufblasen und verschließen.
- Klebende Netze: Verzweigte Schleifen, die mehrere Beute verfangen.
Die Rolle des Bodens in Ökosystemen
Nematoden bewegen sich durch Bodenporen auf der Suche nach Pflanzenwurzeln oder organischer Materie. Viele Arten schädigen Kulturen, indem sie auf Wurzeln füttern. Andere recyceln Nährstoffe, indem sie Bakterien und Pilze konsumieren.
Das Vorhandensein von Nemin gibt den Pilzen einen Vorteil in Nematode-reichen Pflastern. Traps bilden sich nur bei Bedarf und sparen Energie, wenn Beute fehlt. Diese induktive Strategie erscheint bei Pilzen über gemäßigte und tropische Böden.
Feldbeobachtungen zeigen eine höhere Falleintensität in der Nähe von Pflanzenwurzeln, in denen Nematoden zusammenkommen.Die Interaktion bildet einen Teil des Bodennahrungsnetzes, das die Pflanzengesundheit und den Nährstoffzyklus beeinflusst.
Landwirtschaftliche Anwendungen
Pflanzen-parasitäre Nematoden verursachen jedes Jahr Milliarden an Ernteverlusten. Chemische Nematiziden stehen aufgrund von Umwelt- und Gesundheitsbedenken mit Beschränkungen konfrontiert.
Formulierungen, die Arthrobotrys oder ähnliche Arten enthalten, wurden auf Tomaten, Bananen und anderen Kulturpflanzen getestet. Der Erfolg variiert je nach Bodenbedingungen, Temperatur und Nematode-Arten.
Ein Ansatz mischt Pilzsporen mit organischer Materie, die sowohl Pilz- als auch Nematodenpopulationen lange genug unterstützt, um sich zu bilden, und ein anderer verwendet Bakterien, die Pilzaktivität stimulieren, wie in Studien über Bakterien-Pilz-Nematoden-Interaktionen gezeigt.
Bakterien können Nematoden fangen Pilze mobilisieren, um Nematoden zu tötenbeschreibt, wie bestimmte Bodenbakterien die Pilzfallebildung und die Nematodensterblichkeit erhöhen.
Aktuelles Verständnis und Forschungsrichtungen
Die ursprünglichen Nemin-Extrakte stammten aus spezifischen Nematodenkulturen. Spätere Umfragen fanden Aktivität in vielen frei lebenden und pflanzlichen parasitären Nematoden. Einige Pilze reagieren auf mehrere Signale, während andere eine engere Spezifität zeigen.
Genetische Studien haben Gene identifiziert, die an der Falleentwicklung beteiligt sind.Umweltfaktoren wie Nährstoffniveaus und pH modulieren auch die Reaktion.
Das Interesse bleibt hoch, weil diese Pilze eine selbsthaltende Option im integrierten Schädlingsmanagement bieten.Sie bestehen im Boden und reagieren auf Beute ohne wiederholte Anwendungen in einigen Systemen.
Bodenbiologie und Antagonisten von NematodenZusammenfasst jahrzehntelange Arbeit an Falleinduktion und Feldleistung.
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Praktische Überlegungen zur Verwendung
Landwirte oder Forscher, die diese Pilze betrachten, benötigen lebensfähige Kulturen und geeignete Liefermethoden. Sporen oder Myzel, die auf Boden oder Samen aufgetragen werden, müssen überleben, bis Nematoden erscheinen.
Die Ergebnisse hängen von der Übereinstimmung des Pilzes mit den lokalen Nematoden und dem Klima ab. Einige Stämme funktionieren besser in sandigen Böden, andere in Ton. Überwachung der Fallebildung nach der Anwendung hilft, die Aktivität zu bewerten.
Kombinationen mit anderen biologischen Kontrollen oder reduzierten chemischen Raten zeigen vielversprechend in Studien.Keine einzige Methode beseitigt alle Schäden an Nematoden, aber diese Pilze fügen ein nützliches Werkzeug hinzu, wenn sie richtig integriert werden.