Molecular ecological aspects of Trichoderma that should be considered prior its application in agriculture and industry

Abstract

The mycoparasitic filamentous fungus Trichoderma is frequently listed among the most economically significant microorganisms because of its key role in the production of industrial enzymes such as cellulases and hemicellulases that besides other roles are proposed for the second generation biofuel production. Even more importantly Trichoderma is intensively used in agriculture as an agent of biological control of plant pathogenic fungi (biocontrol) and as biofertilizer. On the contrary there are also known adverse effects of the mycoparasitic activity of Trichoderma as some species of the genus are pathogenic to the commercial mushrooms. Furthermore, at least two species of the genus are important to mankind as opportunistic pathogens of immunocompromised humans. The focus of this thesis is put on the possible negative effects of the genus Trichoderma such as (i) the investigation of causative agent(s) of the mushroom green mold disease; (ii) production of putatively toxic secondary metabolites and (iii) ability to cause invasive mycoses in humans. Some properties, like mycoparasitism, are characteristic of a wide variety of species in the genus. Other properties, like opportunistic attacks on mammals with immunodeficiency or green mold disease, seem to be restricted to certain taxa. Thus, the great diversity of applications combined with ecological adaptability of the genus Trichoderma makes for a deeper understanding of its ecology and diversity the worthwhile.

Dem filamentösen und mykoparasitären Pilz Trichoderma kommt eine Schlüsselrolle in der industriellen Produktion von Enzymen zu und wird unter Anderem verwendet, um Cellulasen und Hemicellulasen zu produzieren. Trichoderma wird dabei häufig im gleichen Atemzug mit anderen wirtschaftlich relevanten Mikroorganismen erwähnt. Durch seine Rolle als Enzymproduzent wird Trichoderma bei der zur Produktion von Biotreibstoffen der zweiten Generation eine bedeutende Rolle zugeschrieben. Darüber hinaus findet der Pilz Anwendung in der Landwirtschaft, wo er als Mittel zur biologischen Kontrolle von pflanzenpathogenen Pilzen (Biocontrol) eingesetzt wird als auch als Biodünger Verwendung findet. In der Gattung Trichoderma finden sich aber auch Vertreter, die als mykoparasitäre Pathogene von kommerziell genutzter Pilze bekannt sind. Auch im Humanbereich spielen zwei Arten dieses Genus als opportunistische Krankheitserreger, vor allem bei immungeschwächten Menschen, eine Rolle. Der Fokus dieser Arbeit ist auf mögliche negative Auswirkungen durch Vertreter der Gattung Trichoderma gerichtet. Die Arbeit untersucht (i) den Zusammenhang zwischen den ursächlichen Substanzen die die grüne Schimmel-Krankheit bei Pilzen verusachen, (ii) ob Trichoderma potentiell toxische Sekundärmetaboliten bildet und (iii) wie Trichoderma invasive Mykosen bei Menschen hervorruft. Manche negativen Eigenschaften, wie Mykoparasitismus, sind charakteristisch für eine Vielzahl von Trichoderma Specien. Andere, wie die opportunistische Pathogenität für immungeschwächte Säugetiere oder die grüne Schimmelpilz-Krankheit, sind widerum auf wenige Taxa beschränkt. Die Vielzahl an Einsatzmöglichkeiten sowie die ökologische Anpassungsfähigkeit von Trichoderma machen diesen Pilz ein lohnenswertes Forschungsobjekt, um tieferes Verständnis für seine Ökologie und Vielfältigkeit zu entwickeln.