Biotechnological aspects of Trichoderma spp.

Abstract

Der filamentöse Pilz Trichoderma atroviride wird in der Landwirtschaft als Pflanzenschutzmittel verwendet und greift dabei andere Schadpilze an bzw. stärkt durch direkte Interaktion mit den Wurzeln das Abwehrsystem der Pflanze. Das Augenmerk dieser Arbeit lag auf der Charakterisierung zweier potentiell Chitin-bindender Proteinen von T. atroviride. Das zur Cerato-Platanin-Familie gehörende Protein EPL1 lagert sich an Luft/Wasser Grenzschichten ab und formt dort Proteinschichten, die durch Mischen in Wasser wieder löslich werden. EPL1 vergrößert die Polarität von wässrigen Lösungen und polaren Oberflächen und kann an Chitin binden. Das Protein TAL6 weist sieben LysM-Motive auf und bindet an Chitin und Chitin-ähnliche Polymere, nicht aber an Chitooligosaccharide. TAL6 inhibiert weiters die Keimung verschiedener Trichoderma-Arten. Die Species Trichoderma reesei wird vor allem für die Zellulasenproduktion eingesetzt. Ein Genomvergleich des Zellulase-negativen Stammes QM9978 zu seinem Ausgangsstamm QM6a identifizierte etwa 40 Mutationen in verschiedenen Genen. Analyse dieser Mutationen in Zellulase-negativen wie positiven Nachkommen des Stammes QM9978 mit einem im Mating Type veränderten QM6a Stamm, identifizierte eine einzige Mutation, die für den Zellulase-negativen Phänotyp verantwortlich ist und dazu führt, dass der neue Zellulaseregulator VIB1 nicht gebildet wird.

The filamentous fungus Trichoderma atroviride is used in agriculture as plant protection, it attacks plant pathogenic fungi and the direct interaction with plants stimulates the plant defense response. In this study we focused on the characterization of two potential chitin-binding proteins of T. atroviride. The protein EPL1 from T. atroviride belongs to the cerato-platanin family. It self-assembles at air/water interfaces and it formed protein layers, which could be readily re-dissolved in water. EPL1 increases the polarity of aqueous solutions and polar surfaces and is able to bind to chitin. The protein TAL6 from T. atroviride contains seven LysM motifs, bound to various forms of polymeric chitin, but not to chito-oligosaccharides. Further, TAL6 inhibited the germination of Trichoderma species. The species Trichoderma reesei is particularly renowned for its high production capacity of cellulases. Using a comparative genome analysis about 40 mutations were discovered which differentiate the cellulase negative strain QM9978 from its cellulase positive ancestor QM6a. To identify the mutation(s), responsible for the cellulase negative phenotype, strain QM9978 was crossed with a QM6a derivative and the progenies were screened for cellulase production. Thereby a single mutation was identified which led to the cellulase negative phenotype of QM9978. This mutation results in the inability of QM9978 to produce the newly identified cellulase regulator VIB1.