O gênero Trichoderma foi descrito em 1794 por Persoon e Gray, para quatro espécies de fungos e, em 1969, foi realizada a primeira revisão taxonômica e reclassificado por Rifai. A partir daí, um maior número de espécies foi agregado ao gênero, chegando à atualidade com cerca de 83 taxons (espécies, formas e variedades), incluindo Trichoderma e Hypocrea (Samuels, 2006). No entanto, A taxonomia do grupo mostra-se bastante complexa e artificial, devido à falta de parâmetros mais consistentes na interpretação dos limites interespecíficos. Os caracteres morfológicos tradicionais se apresentam insuficientes para uma descrição estrita e objetiva das espécies incluídas no gênero, análises complementares vêm sendo utilizadas para esclarecer estas questões. Trabalhos apontam para a viabilidade de métodos moleculares, especificamente a utilização de marcadores do tipo RAPD, seqüências específicas do genoma (ITS) e de sistemas enzimáticos (isoenzimas) na análise de relações filogenéticas entre os diferentes agrupamentos ou ‘agregados’, conforme designação de Rifai (1969) (Corabi- Adell, 2004).
Hypocrea é o gênero que constitui uma das duas fases, denominada de teleomórfica. Nesta fase, o gênero Hypocrea é classificado como ascomiceto da ordem Hypocreales, onde predomina uma etapa sexual. Muitas espécies de Hypocrea produzem uma forma anamórfica típica de Trichoderma em cultura, enquanto outras espécies produzem anamorfos com padrões de dicotomização de conidióforos mais irregulares não se enquadrando exatamente como Trichoderma, mas sim caracterizados diversas vezes como Gliocladium corda; Verticillium nees, ou Acremonium (Bisset, 1991).
A segunda fase, denominada anamórfica, prevalece uma etapa assexual, que parece ser independente da fase teleomórfica, seja em nível de indivíduo ou de população que tendem a produzir dois ou mais tipos de esporos, um dos quais podem ser meióticos, sexuais, chamados de ascósporos. (Harman et al., 2004).
Fungos do gênero anamórfico Trichoderma são simbiontes endofíticos de plantas, amplamente utilizados como biocontrole de fitopatógenos e como auxiliares no crescimento e rendimento de plantas (Mastouri et al., 2010). O potencial das espécies de Trichoderma como bioagente de controle de doenças de plantas foi conhecido em 1930, e, em anos subsequentes, a capacidade para o controle de muitos fitopatógenos foi sendo descoberta (Howell, 2003).
Em termos ecológicos poucos estudos vêm sendo realizados sobretudo em relação à diversidade da espécie, biologia (ciclo vital) e de seu papel na microbiota dos diversos ecossistemas onde sua ocorrência tem sido registrada. Num aspecto geral caracteriza-se por ser um fungo de solo, tipicamente sapróbio, embora também possa ser encontrado parasitando outros fungos (micoparasitismo), denotando, portanto, grande capacidade adaptativa. Utiliza um amplo espectro de compostos como fonte única de carbono e nitrogênio e, normalmente, coloniza solos ácidos, embora também ocorra em solos úmidos e levemente básicos.
As interações parasitárias ou inibitórias que ocorrem entre Trichoderma e diversos fungos fitopatogênicos têm sido largamente estudadas e demonstram que vários isolados têm a capacidade de excretar enzimas hidrolíticas como quitinases e β-1,3- glicanases em meios suplementados com laminarina ou quitina (Elad et al., 1982).
A espécie T. harzianum (Ascomycota, Hypocreales, Hypocreaceae) é um eficiente antagonista de fungos e bactérias, além de produzir esporos e clamidósporos, que podem ser utilizados para o preparo de formulações comerciais (Corabi-Adell, 2004). Apresenta crescimento rápido, sendo vantajosa a sua utilização como agente de biocontrole em larga escala (Ferrigo et al., 2014).
Em meio de cultura, as suas colônias crescem rapidamente, apresentando, inicialmente, superfície lisa e quase translúcida, tornando-se posteriormente flocosas e compactas. A coloração da colônia em vários tons de verde é, normalmente, devido à pigmentação dos conídios e à quantidade de conídios produzidos, podendo ainda ser influenciada pelo pH (potencial hidrogeniônico) do meio de cultura. O micélio é composto por hifas hialinas, muito ramificadas e de parede lisa Um pigmento amarelo pode ser secretado no ágar, especialmente no meio PDA (Potato Dextrose Agar). Quando cultivado estaticamente o aspecto observado é verde brilhante como mostrado na Figura 12.
Figura 2: Crescimento fúngico do fungo Trichoderma harzianum em placa de Petri.
Para sobreviver e proliferar dispõe de uma série de mecanismos, além do ataque a outros fungos, como a degradação de carboidratos complexos. Como quitina e β-1,3- glicanas são os principais componentes estruturais das paredes celulares dos fungos, foi sugerido que as hidrolases produzidas pelo Trichoderma estão envolvidas na degradação das células de fungos patogênicos, através da alteração nos componentes da parede (Sivan; Chet, 1986). Estudos confirmaram através de bioensaios que as enzimas quitinolíticas endoquitinase e quitobiosidase, extraídas de T. harzianum, apresentam atividade anti-fúngica, verificadas pela inibição da germinação de esporos e do alongamento do tubo germinativo (Lorito et al., 1993). Além de mecanismos bioquímicos foi demonstrado por Chang et al. (1997) que genes de plantas relacionados à patogênese podem ser afetados pela presença de seu extrato micelial.
Porém, o uso para degradação de biomassa lignocelulósica ainda é pouco explorado, e são poucos trabalhos que abordam a produção de celulases por Trichoderma
harzianum (Castro et al., 2010; Colussi et al., 2011; Delabona et al., 2012; Rubeena et
al., 2013; Horta et al., 1014), sendo que a principal espécie utilizada com este propósito é a Trichoderma reesei. Interessantemente, Saddler e colaboradores em 1985 já havia comparado os sobrenadantes de culturas de T. harzianum E58 e de T. reesei Rut C30, que é um hipercelulolítico mutante, encontrando atividade celulolítica ligeiramente mais alta em T. harzianum.
O fungo T. harzianum P49P11 foi isolado no solo da Floresta Amazônica em 2009 entre 110 espécies de fungos e demonstrou crescimento apenas em celulose microcristalina, se tornando um forte candidato para produção de enzimas degradantes da celulose (Delabona et al. 2012)
A enzima celobiohidrolase I de T. harzianum IOC-3844 foi caracterizada bioquímica e biofisicamente por Colussi et al. (2011) e revelou um potencial para aplicações biotecnológicas, mostrando alta atividade contra Avicel. Generoso e colaboradores (2012) clonaram uma endoglucanase III (EGIII) de T.harzianum IOC- 3844 em Pichia pastoris para expressão heteróloga da enzima, e obtiveram altas concentrações de enzima expressas, além de características apropriadas para uso em coquetéis enzimáticos. Horta et al. (2014) delineou o perfil transcriptômico de T.
harzianum IOC-3844 quando crescido em diferentes substratos (lactose, avicel e bagaço
de cana delignificado), permitindo a identificação de sequências de genes com potencial aplicação à hidrólise enzimática. Mello e Polikarpov (2014) clonou CBH1 de
Trichoderma harzianum e verificou aumento da hidrólise da celulose quando
suplementada em coquetel comercial.
Dessa forma, o fungo Trichoderma harzianum tem mostrado habilidade de produzir enzimas envolvidas na degradação da biomassa vegetal, quando cultivado em materiais lignocelulósicos. Apesar disto ainda faltam estudos que maximizem a excreção dessas proteínas para aumentar a produtividade e diminuir o custo destas enzimas na hidrólise de polissacarídeos que é um dos objetivos deste projeto.