Trichoderma beneficial effects on wheat plants: biostimulation under drought and biocontrol of Fusarium head blight

Abstract

[EN] Current agriculture needs to find a solution for the dilemma of maintaining high productivity to feed the constantly growing population, but in a sustainable way avoiding the indiscriminate use of agrochemicals. Wheat is one of the most important crops for humankind and its production can be affected by several issues including abiotic stresses such as drought, or fungal diseases as Fusarium head blight (FHB) produced by Fusarium spp., including F. graminearum (Fg). These issues also represent a concern in the actual context of climate change, that could worsen such drought conditions and favour the FHB development. Therefore, new solutions as the use of beneficial microorganisms can be a suitable alternative to agrochemicals. Trichoderma is a fungal genus including species that are of interest to agriculture as direct biological control agents (BCA) against different phytopathogens. Trichoderma spp. are able to mycoparasite other fungi, produce secondary metabolites (SMs) and enzymatic activities with effect on fungi, chromists, bacteria, nematodes or insects, and compete for niche and resources. Moreover, these fungi can establish symbiotic relationships with plants activating their local and systemic defences against biotic and abiotic stresses. This PhD thesis has been focused on the interactions of Trichoderma spp. with wheat plants and pathogens, and on the role played by the hexagonal peroxisome protein 1 gene (hex1) in these relationships; having as main objective the selection of Trichoderma strains susceptible of being applied to wheat crops.

[ES] La agricultura actual necesita encontrar una solución al dilema de mantener una alta productividad para alimentar a una población en constante crecimiento, pero de una forma sostenible, evitando el uso indiscriminado de agroquímicos. El trigo, uno de los cultivos más importantes para la humanidad, y su producción, pueden verse afectados por diversas cuestiones, incluyendo estreses abióticos como la sequía o enfermedades como la fusariosis de la espiga (FHB), producida por especies de Fusarium, incluyendo F. graminearum (Fg). Estas cuestiones representan también una preocupación en un contexto de cambio climático, el cual podría agravar las condiciones de sequía y favorecer el desarrollo de la FHB. Por lo tanto, nuevas soluciones como el uso de microorganismos beneficiosos puede ser una alternativa adecuada a los agroquímicos. Trichoderma es un género fúngico que incluye especies usadas como agentes de control biológico (BCA) frente a diferentes fitopatógenos de interés agrícola. Las especies de Trichoderma son capaces de micoparasitar otros hongos, producir metabolitos secundarios (SMs) y actividades enzimáticas con efecto sobre hongos, cromistas, bacterias, nematodos o insectos, y competir por el nicho y los recursos. Además, Trichoderma puede establecer relaciones simbióticas con la planta, activando sus defensas locales y sistémicas frente a estreses bióticos y abióticos. Esta Tesis Doctoral se centró en las interacciones de Trichoderma con plantas de trigo y patógenos, y en el papel que desempeña el gen de la proteína hexagonal del peroxisoma 1 (hex1) en estas relaciones; teniendo como objetivo principal la selección de cepas de Trichoderma susceptibles de ser aplicadas en el cultivo del trigo.