Produção de enzimas extracelulares por Fusarium solani de maracujazeiro amarelo

Uma das principais doenças do maracujazeiro, na maioria dos estados produtores do Brasil, é a podridão do colo, causada por Fusarium solani. Pouco se sabe a respeito da fisiologia deste patógeno do maracujazeiro amarelo, principalmente quanto à produção de enzimas extracelulares. O objetivo do presente trabalho foi verificar, em meios de cultura individuais e apropriados, a produção das enzimas extracelulares amilase, lipase, celulase, proteases (caseinase e gelatinase), lacase (oxidase) e catalase por isolados de F. solani, provenientes de maracujazeiro amarelo. O delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado, em esquema de dois fatores (nove isolados versus sete enzimas), com três repetições. Todos os isolados de F. solani produziram, de maneira semiquantitativa, as enzimas extracelulares amilase, lipase, celulase, caseinase (protease) e lacase (oxidase). No entanto, a quantidade produzida de cada enzima foi significativamente diferente entre os isolados. As enzimas extracelulares gelatinase (protease) e catalase foram produzidas em pouca quantidade e de maneira igual por todos os isolados do fungo.

Fusarium solani f. sp. passiflorae: A new forma specialis causing collar rot in yellow passion fruit

The aim of this study was to characterize a Fusarium population obtained from yellow passion fruit (YPF) with collar rot using pathogenicity, morphocultural characteristics and molecular tests. Pathogenicity and disease severity were assessed in six plant species: YPF, zucchini, tomato, bean, soya bean and cucumber. Potato dextrose agar medium (PDA) was used to determine mycelial growth at five temperatures (15-35°C). The colour produced by isolates was also determined on PDA at 25°C. Synthetic nutrient agar medium was used to evaluate: (i) type of mycelium and phialides; (ii) size, shape and number of septa from conidia; and (iii) production of chlamydospores and perithecia. Molecular tests consisted of sequencing the ITS-5·8S rDNA region and elongation factor 1α (EF-1α) gene. The isolates caused large lesions on YPF, zucchini and tomato, with YPF having the highest mean disease severity and being the only one that showed wilt symptoms and death of the plant. Thus the isolates showed host specificity. Maximum mycelial growth occurred at 25°C and the predominant colour was bluish-white. The isolates produced long phialides, dense aerial mycelium, oval microconidia with a mean size of 9·5 × 2·6 μm, macroconidia of 32·7 × 3·4 μm with 3·3 septa, and chlamydospores; only one isolate lacked perithecia. Phylogenetic trees of the ITS region and EF-1α gene showed that isolates from YPF formed a distinct group within the F. solani group and the formae speciales of F. solani. It is proposed to name all isolates from YPF as F. solani f. sp. passiflorae. © 2013 British Society for Plant Pathology.

Influência dos metabólitos secundários de Piper divaricatum da região amazônica no controle do Fusarium solani f. sp. piperis causador da fusariose em pimenta do reino

A cultura de pimenta do reino (Piper nigrum L.) é uma das principais atividades agrícolas no estado do Pará e sofre sérios danos ocasionados pela fusariose, doença restrita ao Brasil. O presente trabalho avaliou a atividade antifúngica in vitro de óleos essenciais de espécies de Piper ricos em fenilpropanóides frente a Fusarium solani f. sp. piperis, agente causal da fusariose. A inibição do crescimento micelial pelo método de difusão em Agar na concentração de 5 mg.Ml^-1 foi considerada: baixa para P. aduncum (20,3%) e P. krukoffii (31,4%); moderada para P. callosum (55,7%) e P. marginatum (70,3%) e alta para P. divaricatum (93,3%). Os componentes majoritários identificados por CG-EM foram: dilapiol (92,0%), safrol (78,0%), metileugenol (75,2%) e eugenol (7,9%), apiol (80,0%), Z-isoosmorizol (44,0%) e E-anetol (22,0%), respectivamente. O óleo de P. divaricatum e seus compostos majoritários apresentaram valores CIM de 0,75 mg.mL^-1. A avaliação dos efeitos combinados do eugenol e metileugenol apontou o eugenol como principal responsável pela atividade.

Comportamento do maracuajazeiro amarelo, variedade Afruvec, ante uma população de Fusarium solani, agente causal da podridão do colo

The objective of the present work was to verify the behavior of yellow passion fruit, Afruvec variety, in relation to a population of Fusarium solani, obtained from this crop. The experimental delineation was random blocks, containing 10 treatments [9 isolates and 1 control treatment], with 4 repetitions, each plot being represented by a vase containing a plant. A disk of culture medium colonized by each isolate of the fungus was inoculated in the wounded collar region of the plants of the Afruvec variety two months after sowing. The appraised parameters were: the pathogenicity, the incidence (number of dead plants) and the severity of the disease (length of the lesion in the collar region), until 60 days after inoculation. The Afruvec variety was susceptible to the fungus and also presented variability as to the severity of the disease and incidence in relation to the different isolates. The population of the fungus showed variability in regard to aggressiveness. In light of the evidence of genetic diversity in the F. solani population, it is also suggested, in the tests of selection of materials to the pathogen, that these materials should be evaluated in different places with a history of the disease or inoculation with a pool of isolates of the fungus, in order to know the wide resistance of the genotype to the pathogen.

Trichoderma harzianum expressed sequence tags for identification of genes with putative roles in mycoparasitism against Fusarium solani

The plant pathogen Fusarium solani causes a disease root rot of common bean (Phaseolus vulgaris) resulting in great losses of yield in irrigated areas of the Southeast and Midwest regions of Brazil. Species of the genus Trichoderma have been used in the biological control of this pathogen as an alternative to chemical control. To gain new insights into the biocontrol mechanism used by Trichoderma harzianum against the phytopathogenic fungus, Fusarium solani, we performed a transcriptome analysis using expressed sequence tags (ESTs) and quantitative real-time PCR (RT-qPCR) approaches. A cDNA library from T. harzianum mycelium (isolate ALL42) grown on cell walls of F. solani (CWFS) was constructed and analyzed. A total of 2927 high quality sequences were selected from 3845 and 37.7% were identified as unique genes. The Gene Ontology analysis revealed that the majority of the annotated genes are involved in metabolic processes (80.9%), followed by cellular process (73.7%). We tested twenty genes that encode proteins with potential role in biological control. RT-qPCR analysis showed that none of these genes were expressed when T. harzianum was challenged with itself. These genes showed different patterns of expression during in vitro interaction between T. harzianum and F. solani. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

Identification of differentially expressed genes from Trichoderma harzianum during growth on cell wall of Fusarium solani as a tool for biotechnological application

Background: The species of T. harzianum are well known for their biocontrol activity against many plant pathogens. However, there is a lack of studies concerning its use as a biological control agent against F. solani, a pathogen involved in several crop diseases. In this study, we have used subtractive library hybridization (SSH) and quantitative real-time PCR (RT-qPCR) techniques in order to explore changes in T. harzianum genes expression during growth on cell wall of F. solani (FSCW) or glucose. RT-qPCR was also used to examine the regulation of 18 genes, potentially involved in biocontrol, during confrontation between T. harzianum and F. solani. Results: Data obtained from two subtractive libraries were compared after annotation using the Blast2GO suite. A total of 417 and 78 readable EST sequence were annotated in the FSCW and glucose libraries, respectively. Functional annotation of these genes identified diverse biological processes and molecular functions required during T. harzianum growth on FSCW or glucose. We identified various genes of biotechnological value encoding to proteins which function such as transporters, hydrolytic activity, adherence, appressorium development and pathogenesis. Fifteen genes were up-regulated and sixteen were down-regulated at least at one-time point during growth of T. harzianum in FSCW. During the confrontation assay most of the genes were up-regulated, mainly after contact, when the interaction has been established. Conclusions: This study demonstrates that T. harzianum expressed different genes when grown on FSCW compared to glucose. It provides insights into the mechanisms of gene expression involved in mycoparasitism of T. harzianum against F. solani. The identification and evaluation of these genes may contribute to the development of an efficient biological control agent.

Mezzi innovativi nella difesa delle cucurbitacee da Fusarium solani f.sp. cucurbitae

Lo studio “Lotta biologica a Fusarium solani f.sp. cucurbitae su zucchino” si colloca nell’ambito della difesa integrata delle colture orticole dalle fitopatie fungine, in particolare quelle causate da patogeni ad habitat terricolo nei confronti dei quali è sempre più frequente il ricorso a mezzi di lotta diversi dai prodotti chimici. Interessante e innovativa appare la prospettiva di utilizzare microrganismi adatti a svilupparsi nel suolo, competenti per la rizosfera delle piante e con spiccate caratteristiche d’antagonismo verso i patogeni tellurici e di stimolazione delle difese sistemiche della pianta. Il marciume del colletto delle cucurbitacee, causato da diversi patogeni tra cui Fusarium solani f.sp. cucurbitae, rappresenta la principale malattia fungina di tipo tellurica che colpisce lo zucchino ed il melone nella Pianura Padana e che può portare a consistenti perdite produttive. Indagini condotte dal 2004 da parte del Diproval nell’areale bolognese, hanno evidenziato un’elevata frequenza del patogeno su zucchino coltivato soprattutto in tunnel. Considerata la carenza di conoscenze locali di F. solani f.sp. cucurbitae e di mezzi chimici di lotta efficaci, la ricerca svolta ha inteso approfondire la diagnosi della malattia e le caratteristiche biologiche degli isolati locali, e valutare la possibilità di utilizzare metodi biologici di lotta contro questo patogeno, nonché di studiare alcune delle possibili modalità d’azione di microrganismi antagonisti. Sono state pertanto prelevate, da zone diverse del Bolognese, campioni di piante di zucchino che presentavano sintomi di marciume del colletto ed è stato isolato il patogeno, che in base alle caratteristiche morfologiche macro e microscopiche, alle prove di patogenicità su diversi ospiti e a saggi biomolecolari, è stato identificato come Fusarium solani f. sp. cucurbitae W.C. Snyder & H.N. Hansen razza 1. Dagli isolati di campo sono state realizzate un centinaio di colture monosporiche venti delle quali sono state utilizzate per la prosecuzione delle prove. I venti ceppi sono stati saggiati per la loro patogenicità inoculandoli in terriccio sterile e con trapianto di giovani piante di zucchino. E’ risultata un’elevata variabilità del livello di virulenza tra i ceppi, stimata da 39% a 83% riguardo la gravità della malattia e da 61 a 96% per la frequenza di malattia. Sono state condotte prove di accrescimento miceliare che hanno evidenziato differenze tra i ceppi e tra gli esperimenti condotti a tre diverse temperature (17, 23 e 28°C) alla luce ed al buio. La crescita maggiore complessivamente è stata ottenuta a 23°C. I venti ceppi hanno anche mostrato di produrre, in vitro, vari livelli di enzimi di patogenesi quali cellulasi, poligalatturonasi, pectin liasi e proteasi. E’ stata evidenziata unan correlazione significativa tra attività cellulasica e pectin liasica con frequenza e gravità della malattia dei venti ceppi del patogeno. Le prove relative al contenimento della malattia sono state condotte in cella climatica. Sono stati considerati prodotti commerciali (Remedier, Rootshield, Cedomon, Mycostop, Proradix, Clonotry) a base rispettivamente dei seguenti microrganismi: Trichoderma harzianum ICC012 + T. viride ICC080, T. harzianum T22, Pseudomonas chlororaphis MA342, Streptomyces griseoviridis K61, P. fluorescens proradix DSM13134 e T. harzianum + Clonostachys rosea). I prodotti sono stati somministrati sul seme, al terreno e su seme+terreno (esperimenti 1 e 2) e in vivaio, al trapianto e vivaio+trapianto (esperimenti 3 e 4), riproducendo situazioni di pratico impiego. L’inoculazione del patogeno (un ceppo ad elevata patogenicità, Fs7 ed uno a bassa patogenicità, Fs37) è stata effettuata nel terreno distribuendo uno sfarinato secco di semi di miglio e cereali colonizzati dal patogeno. La malattia è stata valutata come intensità e gravità. I prodotti sono stati impiegati in situazioni di particolare stress, avendo favorito particolarmente la crescita del patogeno. Complessivamente i risultati hanno evidenziato effetti di contenimento maggiore della malattia nel caso del ceppo Fs37, meno virulento. La malattia è stata ridotta quasi sempre da tutti i formulati e quello che l’ha ridotta maggiormente è stato Cedomon. Il contenimento della malattia somministrando i prodotti solo nel terreno di semina o di trapianto è stato in generale quello più basso. Il contenimento più elevato è stato ottenuto con la combinazione di due tipologie di trattamento, seme+terreno e vivaio+trapianto. Le differenze tra i prodotti sono risultate più evidenti nel caso del ceppo Fs7. Per quanto riguarda lo studio di alcune delle modalità d’azione dei microrganismi contenuti nei formulati più efficaci, è stato verificato che tutti sono stati in grado di inibire, se pur in vario modo, la crescita del patogeno in vitro. Gli antagonisti più efficaci sono stati S. griseoviridis K61 (Mycostop) e P. fluorescens proradix DSM13134). I ceppi di Trichoderma, ed in particolare T.harzianum T22 (Rootshield), sono risultati i più attivi colonizzatori del substrato. Riguardo il fenomeno dell’antibiosi, il batterio P. fluorescens proradix DSM13134 ha mostrato di produrre i metaboliti non volatili più efficaci nel ridurre lo sviluppo del patogeno. Nelle condizioni sperimentali adottate anche i due ceppi di T. viride ICC080 e T. harzianum ICC012 hanno dimostrato di produrre metaboliti efficaci. Tali risultati, anche se relativi a prove in vitro, possono contribuire alla comprensione dei meccanismi dei microrganismi sul contenimento dell’infezione relativamente al rapporto diretto sul patogeno. E’ stato inoltre verificato che tutti i microrganismi saggiati sono dotati di competenza rizosferica e solo i batteri di endofitismo. Si conclude che, nonostante l’elevata pressione infettiva del patogeno che ha certamente influito negativamente sull’efficacia dei microrganismi studiati, i microrganismi antagonisti possono avere un ruolo nel ridurre l’infezione di F. solani f.sp. cucurbitae razza 1.

The interactive effects of temperature and osmotic potential on the growth of marines isolates of Fusarium solani

The mycelial growth of 18 Fusarium solani strains isolated from sea beds of the south-eastern coast of Spain was tested on potato-dextrose agar adjusted to different osmotic potentials with either KCl or NACl (-1.50 to -144.54 bars) in 10ºC intervals ranging from 15 to 35ºC. Fungal growth was determined by measuring colony diameter after 4 days incubation. Mycelial growth was maximal at 25ºC. The quantity and frequency pattern of mycelial growth of F. solani differ significantly at 15 and 25ºC, with maximal occurring at the highest water potential tested (-1.50 bars); and at 35ºC, with a maximal mycelial growth at -13.79 bars. The effect of water potential was independent of salt composition. The general growth pattern of F. solani showed declining growth at potentials below -41.79 bars. Fungal growth at 35ºC was always higher than that growth at 15ºC, of all the water potentials tested. Significant differences observed in the response of mycelia to water potential and temperature as main and interactive effects. The viability of cultures was increasingly inhibited as the water potential dropped, but some growth was still observed at -99.56 bars. These findings could indicate that marine strains of F. solani have a physiological mechanism that permits survival in environments with low water potential. The observed differences in viability and the magnitude growth could indicate that the biological factors governing potential and actual growth are affected by osmotic potential in different ways.

Fusarium solani is responsible for mass mortalities in nests of loggerhead sea turtle, Caretta caretta, in Boavista, Cape Verde

[EN] The fungus Fusarium solani (Mart.) Saccardo (1881) was found to be the cause of infections in the eggs of the sea turtle species Caretta caretta in Boavista Island, Cape Verde. Egg shells with early and severe symptoms of infection, as well as diseased embryos were sampled from infected nests. Twenty-five isolates with similar morphological characteristics were obtained. Their ITS rRNA gene sequences were similar to the GenBank sequences corresponding to F. solani and their maximum identity ranged from 95% to 100%.

Efeito direto de fosfitos de potássio a Fusarium solani f. sp. cucurbitae.

O presente trabalho objetivou avaliar o efeito de doses (1,25; 2,5; 5,0 e 10 mL L-1) de fosfito de potássio no crescimento micelial e na germinação de conídios de Fusarium solani f. sp. cucurbitae, agente causal da podridão-do-colo e raízes do meloeiro. Foram avaliadas as doses 1,25; 2,5; 5,0 e 10 mL L-1 dos fosfitos, uma testemunha apenas com água (dose ?0?) e o fungicida tebuconazol + trifloxistrobina (1,0 mL L-1). As formulações de fosfito de potássio avaliadas proporcionaram toxidez direta a F. solani f. sp. cucurbitae, apresentando efeito significativo de doses no crescimento micelial e germinação de conídios do fungo. Contudo, observou-se maior efeito das formulações de fosfitos na inibição da germinação (DL50 =1,7 e 1,1 mL-1) do que na inibição do crescimento micelial (DL50 >10 mL-1 para os dois fosfitos). Na maior dose avaliada (10 mL L-1), a inibição do crescimento micelial foi de 33% e 18%, na dose de 5 mL L-1 as formulações inibiram a germinação em 88% e 89%. O fungicida inibiu totalmente o crescimento micelial e em inibiu a germinação dos conídios em torno de 99%, diferindo dos demais tratamentos.

Secretome analysis of the mycoparasitic fungus Trichoderma harzianum ALL 42 cultivated in different media supplemented with Fusarium solani cell wall or glucose.

2016

Histopathological features of infections caused by Fusarium oxysporum and F. solani in purple passionfruit plants (Passiflora edulis Sims)

The purple passionfruit plant, Passifloraedulis Sims, ranks second in fruit exportation in Colombia, and its main destination is the European market. However, its production is affected by several diseases, including fusariosis. This paper presents the histopathological features of different tissues affected by the pathogens Fusarium oxysporum and Fusarium solani. Both microorganisms produce similar responses on the plant: colonization of xylem vessels by hyphae and microconidia, hypertrophy and hyperplasia of the cambium, xylem and phloem; destruction of xylem fibers and amyloplasts in parenchymatous cells; and production of gels by the plant. However, there are differences in the colonization mechanism, F. solani penetrates and is concentrated especially at the collar zone, while F. oxysporum penetrates the roots and moves through the vascular system to colonize the plant.

Estudo de métodos de inoculação para a avaliação de cultivares de soja a Fusarium tucumaniae

Avaliou-se a reação das cultivares de soja, IAS-5, FT-Cometa, CAC-1, Monarca e MG/BR 46 (Conquista), consideradas resistentes, e de FT-Estrela e FT-Cristalina, suscetíveis a F. tucumaniae, por dois métodos. Foram inoculadas plântulas e folhas destacadas de soja através do método de grãos de sorgo e grãos de aveia, respectivamente. As avaliações de severidade da doença foram efetuadas semanalmente utilizando-se escalas de notas tanto para sintomas observados na parte aérea das plântulas como para o sistema radicular, e também através da porcentagem de plântulas mortas. Avaliou-se também a altura de plantas e os comprimentos das lesões externa e interna da haste. A relação das cultivares em ordem crescente de porcentagem de plantas mortas foi CAC-1 (47%), Monarca (60%), MG/BR 46 (Conquista) (61%), IAS-5 (64%), FT-Cristalina (84%), FT-Cometa (86%) e FT-Estrela (90%). Em folhas destacadas, inicialmente, o patógeno infectou tecidos das regiões próximas ao pecíolo, porém este método não foi adequado na caracterização dos materiais, uma vez que ocorre senescência precoce das folhas.

Estudo de métodos de inoculação para a avaliação de cultivares de soja a Fusarium tucumaniae

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