DOI: https://doi.org/10.1007/s10658-026-03192-8
تاريخ النشر: 2026-02-27
المؤلف: Jayne Deboni da Veiga وآخرون
الموضوع الرئيسي: تفاعلات النباتات والميكروبات والمناعة
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة فعالية ثلاثة أنواع من الفطريات Trichoderma—*T. asperellum*، *T. endophyticum*، و*T. harzianum*—كعوامل لمكافحة البيولوجية ضد الفطر الممرض *Macrophomina phaseolina*، الذي يؤثر بشكل كبير على إنتاج فول الصويا. تقيم الأبحاث تأثيرات هذه الأنواع من Trichoderma على معالجة البذور، إلى جانب منظم نمو النباتات Stimulate® والمبيد الحشري Thiamethoxam. تشير النتائج إلى أن جميع الأنواع الثلاثة من Trichoderma تظهر خصائص مضادة للفطر *M. phaseolina*، مع ظهور *T. endophyticum* كالأكثر وعدًا. ومن الجدير بالذكر أن *M. phaseolina* قللت بشكل كبير من إنبات بذور فول الصويا بنسبة تقارب 80%، لكن المعالجة بأنواع Trichoderma حسنت من الإنبات وحيوية الشتلات في البذور المصابة.
في البذور السليمة، أثر *T. harzianum* سلبًا على الإنبات، بينما عزز *T. endophyticum* مع Stimulate® حيوية الشتلات. تشير النتائج إلى أنه بينما تكون *T. asperellum* و*T. endophyticum* و*T. harzianum* فعالة في إدارة *M. phaseolina* في البذور المصابة، فإن استخدام *T. harzianum* غير موصى به للبذور السليمة. علاوة على ذلك، تستنتج الدراسة أن Thiamethoxam وStimulate® لا تعززان الإنبات أو النمو في أي من البذور المصابة أو السليمة، مما يبرز إمكانيات أنواع Trichoderma كاستراتيجية قابلة للتطبيق للتحكم في تعفن الفحم في محاصيل فول الصويا.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على أهمية فول الصويا (Glycine max) كمحصول غذائي واقتصادي عالمي حيوي، مع مساحة مزروعة تبلغ 139.85 مليون هكتار وإنتاج قدره 394.73 مليون طن. إن قيمته الغذائية العالية والعديد من المنتجات المشتقة من حبوبه تؤكد على دوره في الأمن الغذائي العالمي. ومع ذلك، فإن محاصيل فول الصويا عرضة لمجموعة متنوعة من الممرضات، وخاصة الفطر Macrophomina phaseolina، الذي يسبب تعفن الفحم ويمكن أن يؤدي إلى خسائر كبيرة في المحصول تتراوح بين 30-50%. هذا الممرض مقاوم، حيث ينتج ميكروسكليروتيا يمكن أن تبقى حية في بيئات مختلفة لمدة تصل إلى 15 عامًا، مما يعقد استراتيجيات الإدارة.
تتناول المقدمة أيضًا التحديات التي تطرحها *M. phaseolina*، خاصة في سياق تناوب المحاصيل وتأثير تغير المناخ، الذي زاد من حدوث وشدة تعفن الفحم. لقد أثبتت استراتيجيات الإدارة الحالية، بما في ذلك المبيدات الفطرية، عدم فعاليتها، ولا توجد أصناف فول صويا مقاومة متاحة. نتيجة لذلك، تهدف الدراسة إلى استكشاف طرق المكافحة البيولوجية باستخدام أنواع مختلفة من Trichoderma، وتحديدًا *T. asperellum* و*T. endophyticum* و*T. harzianum*، للتحكم في تعفن الفحم وتعزيز نمو فول الصويا. بالإضافة إلى ذلك، ستقيم الأبحاث توافق هذه الأنواع من Trichoderma مع منظم نمو النباتات Stimulate® والمبيد الحشري Thiamethoxam، فضلاً عن فعاليتها المشتركة في معالجة بذور فول الصويا المصابة بـ *M. phaseolina*.
طرق البحث
توضح قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يتناول المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، معدات، وعينات بيولوجية، مما يضمن إمكانية تكرار التجارب. يتم وصف المنهجيات بطريقة منهجية، مع تسليط الضوء على التقنيات المستخدمة لجمع البيانات وتحليلها، مثل الاختبارات الإحصائية أو النماذج الحاسوبية.
بالإضافة إلى ذلك، قد يحدد القسم حجم العينة، ظروف التحكم، وأي اعتبارات أخلاقية ذات صلة بالبحث. من خلال توفير إطار واضح للطرق، يمكّن هذا القسم الباحثين الآخرين من تكرار الدراسة والتحقق من النتائج، وهو أمر حاسم لتقدم المعرفة في هذا المجال.
النتائج
أشارت نتائج اختبارات التوافق إلى أن *Trichoderma asperellum* أظهرت أعلى نمو خيطي عند تعرضها للمبيد الحشري Thiamethoxam ومنظم النمو Stimulate®، خاصة عند كلا الجرعتين المختبرتَين لمعالجة البذور مقارنةً بالتحكم. ومن الجدير بالذكر أن Stimulate® عززت فقط نمو *T. asperellum* عند الجرعة المنخفضة الموصى بها للتطبيق الورقي. على النقيض من ذلك، أظهرت *Trichoderma harzianum* تثبيطًا كبيرًا في النمو في وجود كل من Thiamethoxam وStimulate®، خاصة عند الجرعات الأعلى.
في المقابل، لم تظهر *T. endophyticum* اختلافات نمو ملحوظة في وجود Thiamethoxam؛ ومع ذلك، تعرضت لتثبيط النمو عند تعرضها لـ Stimulate® عند كلا الجرعتين لمعالجة الأوراق والبذور. تشير هذه النتائج إلى استجابة مختلفة لأنواع Trichoderma تجاه المركبات المختبرة، حيث تأثرت *T. asperellum* بشكل إيجابي، بينما أظهرت *T. harzianum* و*T. endophyticum* استجابات سلبية في ظل ظروف مماثلة.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم الإمكانات المضادة لثلاثة أنواع من Trichoderma—*T. endophyticum*، *T. asperellum*، و*T. harzianum*—ضد الممرض *Macrophomina phaseolina*، مما يكشف عن تأثيرات مثبطة كبيرة على النمو الخيطي. أظهرت *T. endophyticum* أعلى معدل تثبيط (أكثر من 66%) وكانت فعالة في استخدام آليات تحكم متعددة، بما في ذلك التطفل المفرط وإنتاج المركبات المضادة للميكروبات. أظهرت اختبارات التوافق أن *T. asperellum* ازدهرت في وجود منظم نمو النباتات Stimulate® والمبيد الحشري Thiamethoxam، بينما أظهرت *T. endophyticum* و*T. harzianum* انخفاضًا في النمو تحت ظروف مماثلة. كما سلطت الدراسة الضوء على أن *M. phaseolina* أثرت بشكل كبير على إنبات بذور فول الصويا، مما قلل المعدلات بنسبة 80%. ومع ذلك، حسنت العلاجات باستخدام أنواع Trichoderma، وخاصة مزيج *T. endophyticum* مع Stimulate®، معدلات الإنبات في البذور المصابة.
علاوة على ذلك، تم تعزيز الكتلة الحيوية الجافة للشتلات من البذور المصابة من خلال تطبيق علاجات Trichoderma، حيث حققت *T. endophyticum* ومزيجها مع Stimulate® أفضل النتائج. تشير النتائج إلى أن هذه الأنواع من Trichoderma لا تتحكم فقط في *M. phaseolina* ولكنها تعزز أيضًا نمو النباتات، مما يدل على إمكانياتها كعوامل مكافحة بيولوجية في زراعة فول الصويا. تؤكد الدراسة على أهمية اختيار عوامل مكافحة بيولوجية متوافقة وعلاجات كيميائية لتحسين استراتيجيات معالجة البذور لإدارة تعفن الفحم في فول الصويا.
DOI: https://doi.org/10.1007/s10658-026-03192-8
Publication Date: 2026-02-27
Author(s): Jayne Deboni da Veiga et al.
Primary Topic: Plant-Microbe Interactions and Immunity
Overview
This study investigates the efficacy of three Trichoderma species—*T. asperellum*, *T. endophyticum*, and *T. harzianum*—as biocontrol agents against the phytopathogen *Macrophomina phaseolina*, which significantly impacts soybean production. The research evaluates the effects of these Trichoderma species on seed treatment, alongside the plant growth regulator Stimulate® and the insecticide Thiamethoxam. Results indicate that all three Trichoderma species exhibit antagonistic properties against *M. phaseolina*, with *T. endophyticum* showing the most promise. Notably, *M. phaseolina* drastically reduced soybean seed germination by approximately 80%, but treatment with Trichoderma species improved germination and seedling vigor in infected seeds.
In healthy seeds, *T. harzianum* negatively impacted germination, while *T. endophyticum* combined with Stimulate® enhanced seedling vigor. The findings suggest that while *T. asperellum*, *T. endophyticum*, and *T. harzianum* are effective in managing *M. phaseolina* in infected seeds, the use of *T. harzianum* is not recommended for healthy seeds. Furthermore, the study concludes that Thiamethoxam and Stimulate® do not enhance germination or growth in either infected or healthy seeds, highlighting the potential of Trichoderma species as a viable strategy for controlling charcoal rot in soybean crops.
Introduction
The introduction highlights the significance of soybean (Glycine max) as a crucial global food and economic crop, with a cultivated area of 139.85 million hectares and a production of 394.73 million tons. Its high nutritional value and the multitude of products derived from its grains underscore its role in global food security. However, soybean crops are susceptible to various pathogens, particularly the fungus Macrophomina phaseolina, which causes charcoal rot and can lead to significant yield losses of 30-50%. This pathogen is resilient, producing microsclerotia that can survive in various environments for up to 15 years, complicating management strategies.
The introduction further discusses the challenges posed by M. phaseolina, particularly in the context of crop rotation and the impact of climate change, which has exacerbated the incidence and severity of charcoal rot. Current management strategies, including fungicides, have proven ineffective, and no resistant soybean cultivars are available. As a result, the study aims to explore biological control methods using different species of Trichoderma, specifically T. asperellum, T. endophyticum, and T. harzianum, to control charcoal rot and promote soybean growth. Additionally, the research will assess the compatibility of these Trichoderma species with the plant growth regulator Stimulate® and the insecticide Thiamethoxam, as well as their combined effectiveness in treating soybean seeds infected with M. phaseolina.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the experiments. The methodologies are described in a systematic manner, highlighting the techniques for data collection and analysis, such as statistical tests or computational models.
Additionally, the section may specify the sample size, control conditions, and any ethical considerations relevant to the research. By providing a clear framework of the methods, this section enables other researchers to replicate the study and validate the findings, which is crucial for advancing knowledge in the field.
Results
The results of the compatibility tests indicated that Trichoderma asperellum exhibited the highest mycelial growth when exposed to the insecticide Thiamethoxam and the growth regulator Stimulate®, particularly at both tested seed treatment doses compared to the control. Notably, Stimulate® only enhanced the growth of T. asperellum at the lower dose recommended for foliar application. Conversely, Trichoderma harzianum demonstrated significant growth inhibition in the presence of both Thiamethoxam and Stimulate®, especially at higher doses.
In contrast, T. endophyticum showed no significant growth differences in the presence of Thiamethoxam; however, it experienced growth inhibition when exposed to Stimulate® at both foliar and seed treatment doses. These findings suggest a differential response of Trichoderma species to the tested compounds, with T. asperellum being positively affected, while T. harzianum and T. endophyticum exhibited negative responses under similar conditions.
Discussion
In this study, the antagonistic potential of three Trichoderma species—*T. endophyticum*, *T. asperellum*, and *T. harzianum*—against the pathogen *Macrophomina phaseolina* was evaluated, revealing significant inhibitory effects on mycelial growth. *T. endophyticum* demonstrated the highest inhibition rate (over 66%) and was effective in employing multiple control mechanisms, including hyperparasitism and the production of antimicrobial compounds. Compatibility tests indicated that *T. asperellum* thrived in the presence of the plant growth regulator Stimulate® and the insecticide Thiamethoxam, while *T. endophyticum* and *T. harzianum* showed reduced growth under similar conditions. The study also highlighted that *M. phaseolina* severely impacted soybean seed germination, reducing rates by 80%. However, treatments with Trichoderma species, particularly the combination of *T. endophyticum* with Stimulate®, improved germination rates in infected seeds.
Furthermore, the dry biomass of seedlings from infected seeds was enhanced by the application of Trichoderma treatments, with *T. endophyticum* and its combination with Stimulate® yielding the best results. The findings suggest that these Trichoderma species not only control *M. phaseolina* but also promote plant growth, indicating their potential as biocontrol agents in soybean cultivation. The study underscores the importance of selecting compatible biocontrol agents and chemical treatments to optimize seed treatment strategies for managing charcoal rot in soybeans.