Relationships between Oak powdery mildew incidence and severity and commensal fungi

Oak (Quercus robur) powdery mildew is a common and damaging fungal disease. In a local survey at Reading, UK, oak powdery mildew was common on trees of all height classes but was most common on trees of 3-9m. A variety of other fungal species were commonly found growing in association with oak powdery mildew colonies. The abundance of such fungi was estimated through stratified sample surveys for 2.5 years. The taxa most commonly associated with oak powdery mildew were Acremonium sp., Trichoderma sp., Ampelomyces/Phoma sp. and Leptosphaerulina australis. Nearly 90% of mildew colonies were associated with L. australis, which is not generally considered as a mycoparasite or antagonist, in contrast with the other three fungi. Abundance varied between June and October surveys. Acremonium sp. abundance was greater in summer samplings whereas L. australis and Trichoderma sp. abundances were greater in autumn samplings. Ampelomyces/Phoma sp. was never observed in the absence of powdery mildew. Relationships between the mildew-associated fungi and oak powdery mildew appeared curved and differed significantly between sampling years. L. australis was positively correlated with the other three associated fungi studied when powdery mildew was also present. The variety and high population densities of the mildew associated fungi suggest that they may be important in determining the final density of oak mildew and the damage caused by it.

Hydrolytic Activity of Free and Immobilized Cellulase

Cellulase is an enzymatic complex which synergically promotes the degradation of cellulose to glucose. The adsorption behavior of cellulase from Trichoderma reesei onto Si wafers or amino-terminated surfaces was investigated by means of ellipsometry and atomic force microscopy (AFM) as a function of temperature. Upon increasing temperature from (24 +/- 1) to (60 +/- 1) degrees C, adsorption of cellulase became faster and more pronounced and the mean roughness of cellulase adsorbed layers increased. In the case of cellulase adsorbed onto Si wafers, Arrhenius`s plot allowed us to estimate the adsorption energy as 24.2 kJ mol(-1). The hydrolytic activity of free cellulase and cellulase immobilized onto Si wafers was tested using cellulose dispersions as substrates. The incubation temperature ranged from (37 +/- 1) to (60 +/- 1) degrees C. The highest efficiency was observed at (60 +/- 1) degrees C. The amount of glucose produced by free cellulase was similar to 20% higher than that obtained from immobilized cellulase. However, immobilizing cellulase onto Si wafers proved to be advantageous because they could be reused six times while retaining their original activity level. Such an effect was attributed to surface hydration, which prevents enzyme denaturation. The hydrolytic activity of cellulase immobilized onto amino-terminated surfaces was slightly lower than that observed for cellulase adsorbed onto Si wafers, and reuse was not possible.

Isolation of Brazilian marine fungi capable of growing on DDD pesticide

The fungi Aspergillus sydowii Ce15, Aspergillus sydowii Ce19, Aspergillus sydowii Gc12, Bionectria sp. Ce5, Penicillium miczynskii Gc5, Penicillium raistrickii Ce16 and Trichoderma sp. Gc1, isolated from marine sponges Geodia corticostylifera and Chelonaplysylla erecta, were evaluated for their ability to grow in the presence of DDD pesticide. Increasing concentrations of DDD pesticide, i.e., 5.0 mg (1.56 x 10(-12) mmol), 10.0 mg (3.12 x 10(-2) mmol) and 15.0 mg (4.68 x 10(-2) mmol) in solid and liquid culture media were tested. The fungi Trichoderma sp. Gc1 and Penicillium miczynskii Gc5 were able to grow in the presence of up to 15.0 mg of DDD, suggesting their potential for biodegradation. A 100% degradation of DDD was attained in liquid culture medium when Trichoderma sp. Gc1 was previously cultivated for 5 days and supplemented with 5.0 mg of DDD in the presence of hydrogen peroxide. However, the quantitative analysis showed that DDD was accumulated on mycelium and biodegradation level reached a maximum value of 58% after 14 days.

Transformação genética em cevada por bombardeamento de partículas

A presente Tese de Doutorado objetivou: (1) definir um método eficiente de transformação genética, por bombardeamento de partículas, para a obtenção de plantas transgênicas de cultivares brasileiras de cevada e (2) identificar gene(s) codificante(s) de quitinase(s) potencialmente capaz(es) de conferir resistência ao fungo patogênico de cevada Bipolaris sorokiniana. Culturas de calos obtidos a partir de escutelos imaturos das cultivares Brasileiras de cevada MN-599 e MN-698 (Cia. de Bebidas das Américas, AMBEV) foram bombardeadas com partículas de tungstênio e avaliadas quanto à expressão do gene repórter gusA através de ensaios histoquímicos de GUS e quanto ao efeito dos bombardeamentos na indução estruturas embriogênicas e regeneração de plantas. As condições de biobalística analisadas incluíram a região promotora regulando a expressão de gusA, tipo e pressão de gás hélio de dois aparelhos de bombardeamento, distância de migração das partículas, número de tiros e a realização de pré e pós-tratamento osmótico dos tecidos-alvo. No presente trabalho foram obtidos um número bastante alto de pontos azuis por calo, a indução de calos embriogênicos e embriões somáticos em uma freqüência de até 58,3% e a regeneração de 60 plantas, sendo 43 de calos bombardeados. As melhores condições observadas foram o promotor e primeiro íntron do gene Adh de milho (plasmídeo pNGI), o aparelho de bombardeamento “ Particle Inflow Gun” (PIG) utilizando-se a distância de migração de partículas de 14,8 cm, dois tiros disparados por placa e a realização de tratamento osmótico dos explantes com 0,2 M de manitol e 0,2 M de sorbitol 4-5 horas antes e 17-19 horas depois dos bombardeamentos. Das 43 plantas obtidas de calos bombardeadas, 3 apresentaram atividade de GUS na base das suas folhas. A utilização de primers sintéticos definidos a partir de genes de quitinases descritos na literatura em PCRs resultou na amplificação de dois fragmentos de aproximadamente 700 e 500 pb a partir de DNA total das cvs. MN-599 e MN-698 de cevada e um fragmento, com aproximadamente 500 pb, a partir do DNA total do isolado A4c de Trichoderma sp. Estes fragmentos foram purificados dos géis de agarose e diretamente seqüenciados de forma manual e automática. Os fragmentos de 700 e 500 pb amplificados do genoma da cultivar MN-599 foram identificados como genes de quitinases de cevada e o fragmento de 500 pb do isolado A4c de Trichoderma sp. não apresentou homologia com seqüências conhecidas de quitinases depositadas no EMBL/GenBank. A utilização de novos pares de primers, representando seqüências conservadas de quitinases do fungo Metarhizium anisopliae, resultou na amplificação de 3 fragmentos a partir do DNA total do isolado A4b de Trichoderma sp., que estão sendo purificados para realização de seqüenciamento.

Comunidades fúngicas endofítica, epifítica e rizosférica em diferentes ecossistemas

O presente trabalho teve por objetivo avaliar o efeito de três ecossistemas sobre, a ocorrência de fungos rizosféricos, endofíticos e epifíticos. As áreas de estudo estão localizadas em uma propriedade rural, situada na cidade de Venâncio Aires, RS. Os fungos endofíticos e epifíticos foram isolados de amostras de raízes de guajuvira, (Patagonula americana L.), coletadas na mata (área 1), de uva-do-japão (Hovenia dulcis Thunb.), na área intermediária (área 2) e de fumo ou de milho, na lavoura (área 3) e, os fungos rizosféricos isolados de solo coletado junto as raízes dos vegetais citados. As amostras foram coletadas nos meses de janeiro, maio, setembro e novembro de 2004 e 2005. Os fungos foram identificados segundo características morfológicas com auxílio de chaves de identificação. As áreas 2 e 3 foram mais similares com relação aos fungos rizosféricos e epifíticos, enquanto, que, as áreas 1 e 2 foram mais similares com relação aos fungos endofíticos. A diversidade dos fungos isolados das três áreas não diferiu ao longo dos dois anos de coleta. A presença de Fusarium spp., em vegetais sem sintomas de doença indica que, as mesmas podem ser raças avirulentas ou patógenos latentes em equilíbrio com o hospedeiro e o ambiente. A presença de fungos antagonistas, principalmente Trichoderma spp. também, são responsáveis por esse equilíbrio, o qual ocorre nas três áreas.

Interação de microorganismos na solubilização de fósforo e potássio de rochas para produção de biofertilizantes

he present model of agriculture is based on intensive use of industrial inputs, due to its rapid response, but it brings harmful consequences to the environment, and it is necessary the use of modern inputs. And an alternative is the use of rock biofertilizers in agriculture, a product easy to use, with higher residual effect and does not harm the environment. The objective of study was to evaluate the inoculation and co-inoculation of different microorganisms in the solubilization of rock phosphate and potash ground microbial evaluating the best performance in the production of biofertilizers comparing with rocks pure in soil chemical properties and, verify effect of inoculation of the bacterium Paenibacillus polymyxa in the absorption of minerals dissolved in the development of cowpea (Vigna unguiculata [L.] Walp.). The first bioassay was conducted in Laboratory (UFRN) for 72 days in Petri dishes, where the rock powder was increased by 10% and sulfur co-inoculated and inoculated with bacterial suspension of Paenibacillus polymyxa grown in medium tryptone soy broth, Ralstonia solanacearum in medium Kelman, Cromobacterium violaceum in medium Luria-Bertani and Acidithiobacillus thiooxidans in medium Tuovinen and Kelly,and fungi Trichoderma humatum and Penicillium fellutanum in malt extract. Every 12 days, samples were removed in order to build up the release curve of minerals. The second bioassay was conducted in a greenhouse of the Agricultural Research Corporation of Rio Grande do Norte in experimental delineation in randomized block designs, was used 10 kg of an Yellow Argissolo Dystrophic per pot with the addition of treatments super phosphate simple (SS), potassium chloride (KCl), pure rock, biofertilizers in doses 40, 70, 100 and 200% of the recommendation for SS and KCl, and a control, or not inoculated with bacteria P. polymyxa. Were used seeds of cowpea BRS Potiguar and co-inoculated with the bacterial suspension of Bradyrhizobium japonicum and P. polymyxa. The first crop was harvested 45 days after planting, were evaluated in the dry matter (ADM), macronutrients (N, P, K, Ca, Mg) and micronutrients (Zn, Fe, Mn) in ADM. And the second at 75 days assessing levels of macro end micronutrients in plants and soil, and the maximum adsorption capacity of P in soil. The results showed synergism in co-inoculations with P. polymyxa+R. solanacearum and, P. polymyxa+C. violaceum solubilizations providing higher P and K, respectively, and better solubilization time at 36 days. The pH was lower in biofertilizers higher doses, but there was better with their addition to P at the highest dose. Significant reduction of maximum adsorption capacity of phosphorus with increasing dose of biofertilizer. For K and Ca was better with SS+KCl, and Mg to pure rock. There was an effect of fertilization on the absorption, with better results for P, K and ADM with SS+KCL, and N, Ca and Mg for biofertilizers. Generally, the P. polymyxa not influence the absorption of the elements in the plant. In treatments with the uninoculated P. polymyxa chemical fertilizer had an average significantly higher for weight and number of grains. And in the presence of the bacteria, biofertilizers and chemical fertilizers had positive values in relation to rock and control. The data show that the rocks and biofertilizers could meet the need of nutrients the plants revealed as potential for sustainable agriculture

Controle alternativo de Colletotrichum acutatum agente causal da queda prematura dos frutos cítricos

A queda prematura dos frutos cítricos (QPFC), causada por Colletotrichum acutatum, dados os grandes prejuízos que têm causado aos produtores, constitui-se numa doença de grande importância econômica. O controle da doença é feito predominantemente mediante uso de fungicidas, que eleva o custo de produção e afeta negativamente o meio ambiente. Diante disso, este trabalho teve por objetivo buscar um método alternativo de controle da QPFC, mediante o uso de agentes de biocontrole ou de biofertilizantes. Diferentes concentrações de biofertilizantes (originários de duas fontes distintas e denominados de Bio1 e Bio 2); três isolados de Bacillus subtilis (ACB-69; 72 e 77) e três isolados de Trichoderma spp. (ACB-14; 37 e 39) foram testados, isoladamente ou em combinação, sob condições de laboratório, quanto à capacidade inibitória da germinação de conídios de C. acutatum. Estudaram-se, ainda, a produção de metabólitos termoestáveis por B. subtilis e o efeito sobre a germinação do patógeno. Quinze isolados de B. subtilis foram testados quanto à capacidade de prevenir a infecção por C. acutatum em flores destacadas de lima- ácida 'Tahiti' e, no campo, foram instalados dois experimentos, visando a testar ACBs e biofertilizantes no controle da doença. Verificou-se que o isolado ACB-72 (B. subtilis) e ACB-37 (T. pseudokoningii) foram os que mais inibiram a germinação do patógeno. Quanto à produção de metabólitos termoestáveis, ACB-69 e 77 foram os mais eficientes em produzir substâncias antifúngicas, e em quantidades suficientes para inibirem a germinação do patógeno. A mistura dos quatro isolados de Bacillus (ACBs: 69; 72; 77 e AP3) foi o que apresentou maior porcentagem de inibição (73%). Os biofertilizantes (Bio1 e Bio2), em concentrações acima de 10% e, quando em associação com isolados de Trichoderma spp., promoveram maiores inibições na germinação de C. acutatum. em testes com flores destacadas, verificou-se que, onde foram aplicados os ACBs 69; 76; 74 e 77, as porcentagens de pétalas sem sintomas de infecção por C. acutatum foram de 83; 92; 92 e 97%, respectivamente. Mediante avaliações a campo, verificou-se a potencialidade de B. subtilis e de biofertilizantes em controlar a doença.

Controle biológico de Colletotrichum acutatum, agente causal da queda prematura dos frutos cítricos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Degradabilidade in situ e observações microscópicas de volumosos em bovinos suplementados com enzimas fibrolíticas exógenas

Avaliou-se o efeito de enzimas fibrolíticas (celulase e xilanase) sobre a degradabilidade in situ da MS, PB, FDN, FDA e hemicelulose do feno de Tifton-85 (Cynodon spp.) cortado aos 30 e 90 dias e do bagaço de cana, utilizando-se seis bovinos com cânula no rúmen. As enzimas foram extraídas dos fungos Aspergillus niger e Trichoderma longibrachiatum e fornecidas, na quantidade de 0,75 g/kgMS.dia, por meio da cânula ruminal. Os tempos de incubação ruminal foram de 0, 3, 6, 12, 24, 48, 72 e 96 horas. Os resíduos de incubação foram avaliados por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV). O efeito da adição de enzimas sobre a degradação da MS e PB variou em função do volumoso estudado. A degradabilidade efetiva da MS do feno Tifton cortado aos 30 e 90 dias e do bagaço de cana sem a adição de enzimas foi de 61,85; 42,35 e 28,22%, respectivamente, e de 63,51; 40,64 e 31,43%, respectivamente, com a adição das enzimas. Não houve efeito das enzimas sobre a degradação da fibra. As observações ao MEV indicaram aumento da colonização bacteriana sobre a parede celular com a suplementação enzimática. A adição de enzimas fibrolíticas na dieta de ruminantes apresentou efeito pouco expressivo sobre os parâmetros de degradação ruminal dos volumosos estudados.

Taxa de passagem e parâmetros ruminais em bovinos suplementados com enzimas fibrolíticas

Avaliou-se o efeito da adição de enzimas fibrolíticas (celulase e xilanase) sobre as taxas de passagem de partículas e de diluição e os parâmetros ruminais (pH e nitrogênio amoniacal) em animais consumindo dietas contendo silagem de milho e feno de tifton 85 (Cynodon spp.) como volumoso. Oito bovinos com fístulas no rúmen e no duodeno foram distribuídos em dois quadrados latinos 4 x 4, com os tratamentos distribuídos em esquema fatorial 2 x 2 (duas fontes de volumoso e adição ou não de enzimas). O complexo enzimático foi proveniente de fonte comercial e extraído dos fungos Aspergillus niger e Trichoderma longibrachiatum, sendo fornecido na proporção de 12 g/animal/dia, misturado à ração total. Para as taxas de passagem, foram utilizados como marcadores das fases sólida e líquida o cromo-mordente e o cobalto-EDTA, respectivamente. Não houve efeito das enzimas sobre o pH e as concentrações de N-NH3, que apresentaram médias de 6,5 e 22,10 mg/100 mL, respectivamente. A taxa de passagem de partículas no rúmen não foi influenciada pela suplementação enzimática, com médias de 3,4 e 3,0%/h para as dietas contendo silagem de milho e feno de tifton, respectivamente. A taxa de diluição aumentou de 10,07 para 11,84%/h com a adição de enzimas. A suplementação com enzimas fibrolíticas em dietas formuladas com silagem de milho e feno de tifton como volumoso praticamente não alterou os parâmetros avaliados.

Eficiência de síntese microbiana e atividade enzimática em bovinos submetidos à suplementação com enzimas fibrolíticas

Avaliou-se o efeito da suplementação com enzimas fibrolíticas (celulase e xilanase) sobre a eficiência de síntese microbiana e a atividade enzimática da beta-1,4-endoglucanase (celulase) em animais consumindo dietas contendo silagem de milho e feno de tifton 85 (Cynodon spp.) como volumoso. Oito bovinos com fístulas no rúmen e no duodeno foram distribuídos em dois quadrados latinos 4 x 4, em esquema fatorial 2 x 2 (duas fontes de volumoso e adição ou não de enzimas). O complexo enzimático, proveniente de fonte comercial e extraído dos fungos Aspergillus niger e Trichoderma longibrachiatum, foi fornecido misturado à ração total na proporção de 12 g/animal/dia. A adição de enzimas às dietas contendo silagem de milho e feno de tifton 85 aumentou a atividade da beta-1,4-endoglucanase no fluido ruminal. Não houve efeito das enzimas sobre a eficiência de síntese de proteína microbiana, o fluxo de nitrogênio microbiano (N-mic) e nitrogênio não-amoniacal (NNA), com valores médios de 31,8 e 33,9 g de N/kg de MODR; 0,40 e 0,41 g de N/Mcal de EDR; 78,2 e 52,5 g/dia; 89,6 e 76,3 g/dia, respectivamente, para as dietas contendo silagem de milho e feno de tifton. A adição de enzimas fibrolíticas não influenciou os parâmetros ruminais de bovinos alimentados com feno e silagem de milho.

Consumo e digestibilidade aparente total em bovinos sob suplementação com enzimas fibrolíticas

Avaliou-se o efeito da suplementação com enzimas fibrolíticas (celulase e xilanase) sobre o consumo e a digestibilidade aparente total dos nutrientes de dietas compostas de silagem de milho e feno de tifton 85 (Cynodon spp.) cortado aos 90 dias. Oito bovinos (340 kg de PV) fistulados no rúmen foram distribuídos em dois quadrados latinos 4 x 4, em esquema fatorial 2 x 2 (fonte de volumoso e adição ou não de enzimas). O complexo enzimático testado foi proveniente de fonte comercial e extraído dos fungos Aspergillus niger e Trichoderma longibrachiatum, sendo fornecido na quantidade de 12 g/animal/dia, misturado à ração total. Não houve efeito da suplementação enzimática sobre o consumo de nutrientes para ambos os volumosos, porém, a adição de enzimas aumentou a digestibilidade total de FDN, FDA e CEL de 36,87; 36,21 e 46,89%, respectivamente, para 41,19; 40,01 e 50,46%, respectivamente.

Estudo da influência de pré-tratamentos de dois resíduos lignocelulósicos (bagaço do pedúnculo de caju e casca de coco) utilizados como substrato na indução à síntese de enzimas celulolíticas

Nowadays generation ethanol second, that t is obtained from fermentation of sugars of hydrolyses of cellulose, is gaining attention worldwide as a viable alternative to petroleum mainly for being a renewable resource. The increase of first generation ethanol production i.e. that obtained from sugar-cane molasses could lead to a reduction of lands sustainable for crops and food production. However, second generation ethanol needs technologic pathway for reduce the bottlenecks as production of enzymes to hydrolysis the cellulose to glucose i.e. the cellulases as well as the development of efficient biomass pretreatment and of low-cost. In this work Trichoderma reesei ATCC 2768 was cultivated under submerged fermentation to produce cellulases using as substrates waste of lignocellulosic material such as cashew apple bagasse as well as coconut bagasse with and without pretreatment. For pretreatment the bagasses were treated with 1 M NaOH and by explosion at high pressure. Enzyme production was carried out in shaker (temperature of 27ºC, 150 rpm and initial medium pH of 4.8). Results showed that T.reesei ATCC 2768 showed the higher cellulase production when the cashew apple bagasse was treated with 1M NaOH (2.160 UI/mL of CMCase and 0.215 UI/mL of FPase), in which the conversion of cellulose, in terms of total reducing sugars, was of 98.38%, when compared to pretreatment by explosion at high pressure (0.853 UI/mL of CMCase and 0.172 UI/mL of Fpase) showing a conversion of 47.39% of total reducing sugars. Cellulase production is lower for the medium containing coconut bagasse treated with 1M NaOH (0.480 UI/mL of CMcase and 0.073 UI/mL of FPase), giving a conversion of 49.5% in terms of total reducing sugars. Cashew apple bagasse without pretreatment showed cellulase activities lower (0.535 UI/mL of CMCase and 0,152 UI/mL of FPase) then pretreated bagasse while the coconut bagasse without pretreatment did not show any enzymatic activity. Maximum cell concentration was obtained using cashew nut bagasse as well as coconut shell bagasse treated with 1M NaOH, with 2.92 g/L and 1.97 g/L, respectively. These were higher than for the experiments in which the substrates were treated by explosion at high pressure, 1.93 g/L and 1.17 g/L. Cashew apple is a potential inducer for cellulolytic enzymes synthysis showing better results than coconut bagasse. Pretreatment improves the process for the cellulolytic enzyme production

Fungal diversity associated with Brazilian energy transmission towers

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Screening of culture condition for xylanase production by filamentous fungi

The objective of this research was to investigate xylanase production by filamentous fungi (Trichoderma viride) to determine the best cultivation conditions in the process, aiming toward optimization of enzyme production. The best temperature, as well as the best carbon source, for biomass production was determined through an automated turbidimetric method (Bioscreen-C). The enzyme activity of this fungus was separately evaluated in two solid substrates (wheat and soybean bran) and in Vogel medium, pure and by adding other carbon sources. Temperature effects, cultivation time, and spore concentrations were also tested. The best temperature and carbon source for enzyme and biomass production was 25 C and sorbitol, respectively. Maximum xylanase activity was achieved when the fungus was cultivated in wheat bran along with sorbitol (1%, w/v), using a spore concentration of 2 x 10(6) spores. mL(-1), pH 5.0, for 144 h cultivation. The study demonstrated not only the importance of the nature of the substrate in obtaining a system resistant to catabolic repression, but also the importance of the culture conditions for biosynthesis of this enzyme. T. viride showed a high potential for xylanase production under the conditions presented in these assays.