Fungal endophytic communities associated to the phyllosphere of grapevine cultivars under different types of management

Fungal endophytes present in different asymptomatic grapevine plants (Vitis vinifera L.) located in different vineyards within Alentejo, a highly important viticulture region in Portugal, were identified in this study. Sampled grapevine plants included the three most representative cultivars in the region, Syrah, Cabernet Sauvignon, and Aragonez, growing under two different modes of management, conventional and biological. Sixteen fungal taxa were identified through sequencing of the internal transcribed spacer region. Total number of endophytic fungi isolated showed significant differences both in management mode and in cultivars, with higher numbers in grapevines under conventional mode and from Syrah cultivar. The composition of fungal endophytic communities did not show significant differences among cultivars, but differences were observed between fungal communities isolated from grapevines under biological or conventional modes. The most fungal taxa isolated from grapevines cultivated under biological mode were Alternaria alternata, Cladosporium sp., and Nigrospora oryzae, and under conventional mode Botrytis cinerea, Epicoccum nigrum, and Epicoccum sp. These differences suggest that the different products used in grapevine production have impacts in fungal endophytic composition. Further investigation of the identified fungi with respect to their antagonistic characteristics and potential use in plant protection to ensure food safety is now in course.

Pesquisa de fungos endofíticos presentes em videira (Vitis vinifera L.) com capacidade para inibir o crescimento do agente causal da podridão negra (Guignardia bidwellii)

Neste trabalho testou-se o potencial antagonista de 16 fungos endofíticos isolados de videiras (Vitis vinifera L.), de castas representativas do Alentejo produzidas em modo de proteção integrada e em modo biológico, contra Guignardia bidwellii. Os isolados identificados após ITS-PCR e sequenciação pertencem aos géneros Epicoccum, Alternaria, Botrytis, Athelia, Phoma e Gibberella. Os isolados testados mostraram atividade antagonista contra G. bidwellii quer por inibição direta, quer através da produção de compostos voláteis, à exceção dos dois isolados de B. cinerea. No entanto, todos os isolados produziram alguns compostos voláteis com reconhecida atividade antimicrobiana, tais como benzaldeído, 3-metil-1-butanol e derivados de ácido propanoico. Foi ainda observado que seis dos isolados produziram também metabolitos não voláteis com capacidade de inibir o crescimento de G. bidwellii. Os resultados obtidos vêm mostrar o potencial dos fungos endofíticos como agentes de luta biológica no controlo de G. bidwellii, podendo constituir novas alternativas no âmbito de Proteção de Plantas; ABSTRACT: Endophytic fungi present in grapevines (Vitis vinifera L.) with the ability to inhibit the growth of the causal agent of black rot (Guignardia bidwellii) In this work the antagonistic potential of 16 endophytic grapevine fungi isolates (Vitis vinifera L.), from representative cultivars of the Alentejo region produced either under integrated pest management or organic mode, was tested against Guignardia bidwellii. Isolates were identified through ITS-PCR and sequencing, as belonging to the genera Epicoccum, Alternaria, Botrytis, Athelia, Phoma and Gibberella. Isolates showed antagonist activity against G. bidwellii either by direct inhibition or through the production of volatile compounds, with the exception of two isolates of B. cinerea. Nevertheless, all isolates produced volatile compounds with known antimicrobial activity such as benzaldehyde, 3-methyl-1-butanol and propionic acid derivatives. Additionally, six isolates produced non-volatile metabolites with the ability to inhibit G. bidwellii growth. These results show the potential that endophytic fungi have as agents for biological control of G. bidwellii, opening new options in the field of Plant Protection.

Fitoextracção de cádmio de solos contaminados, com plantas seleccionadas

A remediação de locais contaminados com metais pesados usando plantas hiperacumuladoras aparenta ser uma alternativa bastante viável. Neste trabalho comparou-se a acumulação e tolerância ao cádmio (Cd), ambas baseadas nas respostas ao stress oxidativo em três espécies de plantas diferentes: Brassica juncea (L.) Czem., Nicotiana tabacum L. e Solanum nigrum L., descritas na literatura como plantas bastante tolerantes ou até com características híper acumuladoras. As plantas cresceram num solo contaminado com diferentes concentrações de Cd (O- 35 mg kg-1) durante um período de 90 dias. O factor de translocação (FT), utilizado para medir a translocação efectiva do Cd da raiz para a parte aérea, variou consideravelmente entre as espécies desenvolvidas. A N. tabacum foi a planta que apresentou os maiores valores de FT. Neste trabalho foi a única planta que preencheu todas as condições para ser considerada hiperacumuladora para todos os níveis de contaminação do solo. Por outro lado, a S. nigrum apresentou os maiores valores de concentração de Cd nos tecidos, com um FT > 1, na presença de 5 mg Cd kg·1 de solo. Apesar da B. juncea ter apresentado um resultado de FT inferior às restantes, foi a única planta com valores crescentes de FT com o aumento da contaminação de Cd. O stress oxidativo nas plantas desenvolvidas foi avaliado pela peroxidação lipídica e pelas actividades da catalase (CAT), ascorbato peroxidase (APX), guaiacol peroxidase (GPX) e superóxido dismutase (SOO), quer na raiz quer na parte aérea. Foi observado um aumento significativo (versus controlo) na peroxidação lipídica e actividade enzimática da CATe APX na parte aérea da B. juncea, N. tabacum e S. nigrum para os níveis de contaminação mais elevados, 15 e/ou 35 mg Cd kg-1 A B. juncea apresentou maior sensibilidade na resposta da GPX, para todas as concentrações de Cd no solo. A peroxidação lipídica e a actividade da CAT foram superiores na parte aérea em relação à raiz para todas as plantas em todas as contaminações de Cd presentes no solo. A actividade da SOO não apresentou respostas consistentes para nenhuma das plantas. ABSTRACT: Remediation of sites contaminated with heavy metals using hyper accumulators seems a promising alternative to engineering approaches. ln this work, we compared cadmium (Cd) accumulation and tolerance (based on responses to oxidative stress) in three different species, Brassica juncea (L) Czem., Nicotiana tabacum L. and Solanum nigrum L., described in the literature as very tolerant or even as hyper accumulators. The plants were grown in soil spiked with different Cd concentrations (O- 35 mg kg- 1) over a period of 90 days. The translocation factor (TF), used to measure the effectiveness of translocating Cd from roots to shoots, depended greatly on the species. N. tabacum was the plant which exhibited the highest TF values. lt was the only plant under study that fulfilled the conditions of a hyper accumulator for all levels of soil contamination. On the other hand, S. nigrum presented the highest Cd concentration in plant tissues, with TF > 1 in the presence of 5 mg Cd kg-1 of soil. Although B. juncea had presented the lowest TF and Cd concentrations, it was the only plant with TF values increasing with the level of cadmium. Oxidative stress in plants was evaluated by lipid peroxidation and activities of catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX), guaiacol peroxidase (GPX) and superoxide dismutase (SOO), both in roots and shoots. A significant enhancement (versus control) on lipid peroxidation and enzymatic activity of CAT and APX in shoots of B. juncea, N. tabacum and S. nigrum was observed for the highest levels of Cd in soil, 15 and/or 35 mg Cd kg-1. B. juncea presented the most sensitive response of GPX, for all levels of Cd in soil. Lipid peroxidation and CAT activity were greater in shoots than in roots for all plants and soil Cd concentrations. SOO activity did not present consistent trends for any plant.

Estratégias de fitorremediação de duas minas abandonadas - Tinoca e Mostardeira

O presente trabalho teve como objectivo a implementação de estratégias de remediação de duas minas abandonadas na região do Alto Alentejo, a mina da Tinoca e a mina da Mostardeira. Neste trabalho foram realizados ensaios de fitoremediação com as espécies Brassica juncea (L.) Czern, Solanum nigrum L., Piptatherum miliaceum (L.)Coss. e Spergularia purpurea (Persoon)G. Don fil. As misturas utilizadas como suporte para desenvolvimento das plantas resultaram da mistura (1:1) de resíduos de escombreira e solo. Estas misturas foram realizadas para as duas minas independentemente. A estas misturas foram adicionados correctivos minerais e um correctivo orgânico. Dos estudos realizados observou-se que medidas de atenuação/diluição não se mostraram suficientemente eficazes para permitir uma estabilização da zona superficial em causa, pelas espécies de plantas estudadas. Por outro lado, a adição de um correctivo orgânico, juntamente com a subida do pH do solo, conduziu a um melhoramento das características físicas e químicas das misturas originais facilitando a sua revegetação. ABSTRACT: This study was designed to implement remediation strategies in two abandoned mines in the region of Alto Alentejo, the Tinoca mine and Mostradeira mine. Phytoremediation tests were carried out with the species Brassica juncea (L.) Czern, Solanum nigrum L., Piptatherum miliaceum (L.) Coss. and Spergularia purpurea (Persoon) G. Don fil. The mixtures used to support plant growth resulted from the admixture (1:1) of waste tailings and soil and were performed independently for the two mines. Soil mineral correctives and organic fertilizers were added to these mixtures. The study showed that mitigation/dilution measures were not sufficiently effective to allow the stabilization of the area with the plant species studied. However, the addition of an organic corrective, along with the rise of soil pH, led to an improvement in the physical and chemical properties of the original amendment soil mixtures, hence facilitating its phytorestoration.