Nemin signaux nematodes à champignons prédateux

Les chercheurs ont identifié le nemin il y a des décennies comme l'indice chimique qui pousse certains champignons à construire des pièges pour capturer les nematodes.La découverte de 1959 a expliqué comment ces champignons passent de se nourrir de matière dégradante à la prédation active lorsque les nematodes apparaissent dans le sol.

Les champignons prédaceus, également appelés champignons piégés par des nématodes, vivent dans le sol dans le monde entier. Ils incluent des espèces dans les genres comme Arthrobotrys et Dactylella. Sans nématodes à proximité, ils poussent comme des moisissures ordinaires. Lorsque l'indice arrive, ils produisent des structures spécialisées qui piègent et tuent les vers.

Découverte de la substance morphogène

David Pramer et N. R. Stoll ont rapporté le travail dans Science. Ils ont travaillé avec le nematode Neoaplectana glaseri cultivé dans la culture sans vers. Les filtres de ces cultures contenaient un principe actif qui a provoqué les conoïdes d'Arthrobotrys à former des boucles piégées. Ils ont nommé le principe nemin.

La substance agit à de faibles concentrations. Il déclenche un changement de développement dans le champignon plutôt que de servir de nutriment. Des travaux ultérieurs ont confirmé que plusieurs espèces de nematodes libèrent des facteurs similaires, bien que l'identité chimique exacte reste élucide dans les premières études.

Les biologistes du sol ont plus tard noté que la littérature plus ancienne traitait le nemin comme un inducteur spécifique mais mystérieux. vues modernes le décrivent comme un ou plusieurs composés sécrétés par les nematodes qui mettent en garde les champignons de la proie potentielle.

Comment fonctionne la formation de trap

Le processus commence lorsque les excrétions de nematodes atteignent l'hypha fongique. En quelques heures, le champignon modifie son schéma de croissance. Il produit des nœuds adhésifs, des anneaux de contrainte ou des filets tridimensionnels en fonction de l'espèce.

Les pièges adhésifs s'accrochent à la cuticule de la nematode au contact. Les pièges de l'anneau se ferment rapidement lorsqu'un ver entre, souvent dans un dixième d'une seconde. Les filets se composent d'hyphées bouclées recouvertes d'adhésif. Une fois capturées, la nematode lutte mais le champignon pénètre son corps avec des liens d'infection et digère le contenu.

Différents champignons favorisent différents appareils. Arthrobotrys oligospora forme généralement des filets. D'autres espèces s'appuient sur des anneaux ou des boutons. Le choix de la structure influence l'efficacité de la capture contre les tailles et les comportements spécifiques des nematodes.

Photo by Arno Vermote on Unsplash

• Nœuds adhésifs : petites projections qui collent les nematodes passants.
• Anneaux contraignants : trois cellules qui gonflent et se serrent autour du ver.
• Réseaux adhésifs : boucles ramifiées qui entravent plusieurs proies.

Rôle dans les écosystèmes du sol

Les nematodes se déplacent à travers les pores du sol à la recherche de racines végétales ou de matière organique. De nombreuses espèces endommagent les cultures en se nourrissant des racines. D'autres recyclent les nutriments en consommant des bactéries et des champignons.

La présence de nemin donne aux champignons un avantage dans les patchs riches en nematodes. Les pièges ne se forment que lorsque cela est nécessaire, économisant de l'énergie lorsque la proie est absente. Cette stratégie inducible apparaît dans les champignons sur les sols tempérés et tropicaux.

Les observations sur le terrain montrent une densité de piège plus élevée près des racines des plantes où les nématodes se regroupent.L'interaction fait partie du réseau alimentaire du sol qui influence la santé des plantes et le cycle des nutriments.

Applications agricoles

Les nématodes végétaux-parasitaires causent des milliards de pertes de cultures chaque année.Les nématides chimiques font face à des restrictions en raison de préoccupations environnementales et de santé.Les chercheurs ont examiné les champignons piégés par les nématodes comme agents de biocontrôle vivants.

Les formulations contenant Arthrobotrys ou des espèces similaires ont été testées sur les tomates, les bananes et d'autres cultures. Le succès varie selon les conditions du sol, la température et les espèces de nematodes.

Une approche mélange les spores de champignons avec la matière organique qui soutient à la fois les populations de champignons et de nematodes assez longtemps pour que les pièges se forment.

Les bactéries peuvent mobiliser les champignons capturant les nematodes pour tuer les nematodesdécrit comment certaines bactéries du sol augmentent la formation de pièges de champignons et la mortalité des nematodes.

Compréhension actuelle et directions de recherche

Les extraits de nemine originaux proviennent de cultures spécifiques de nematodes. Des enquêtes ultérieures ont révélé qu'ils induisaient une activité chez de nombreux nematodes vivants et végétaux parasites. Certains champignons répondent à plusieurs signaux, tandis que d'autres montrent une spécificité plus étroite.

Des études génétiques ont identifié des gènes impliqués dans le développement du piège. Facteurs environnementaux tels que les niveaux de nutriments et le pH modulent également la réponse.

L'intérêt demeure élevé car ces champignons offrent une option auto-soutenable dans la gestion intégrée des ravageurs. Ils persistent dans le sol et répondent à la proie sans applications répétées dans certains systèmes.

Biologie du sol et antagonistes des nématodesrésume des décennies de travail sur l'induction des pièges et la performance sur le terrain.

Photo by Gabriel TRESCH on Unsplash

Considérations pratiques pour l'utilisation

Les agriculteurs ou les chercheurs qui considèrent ces champignons ont besoin de cultures viables et de méthodes de livraison appropriées. Les spores ou le mycélium appliqués au sol ou aux graines doivent survivre jusqu'à l'apparition des nematodes.

Les résultats dépendent de la correspondance du champignon avec les nématodes locaux et le climat. Certaines souches fonctionnent mieux dans les sols sablonneux, d'autres dans l'argile.

Les combinaisons avec d'autres contrôles biologiques ou des taux chimiques réduits montrent des promesses dans les essais. Aucune méthode unique n'élimine tous les dommages aux nématodes, mais ces champignons ajoutent un outil utile lorsqu'ils sont correctement intégrés.