Effect of a cellulase treatment on extraction of antioxidant phenols from black currant (Ribes nigrum L.) pomace

The effect of a commercial cellulase preparation on phenol liberation and extraction from black currant pomace was studied. The enzyme used, which was from Trichoderma spp., was an effective "cellulase-hemicellulase" blend with low P-glucosidase activity and various side activities. Enzyme treatment significantly increased plant cell wall polysaccharide degradation as well as increasing the availability of phenols for subsequent methanolic extraction. The release of anthocyanins and other phenols was dependent on reaction parameters, including enzyme dosage, temperature, and time. At 50 degrees C, anthocyanin yields following extraction increased by 44% after 3 h and by 60% after 1.5 h for the lower and higher enzyme/substrate ratio (E/S), respectively. Phenolic acids were more easily released in the hydrolytic mixture (supernatant) and, although a short hydrolysis time was adequate to release hydroxybenzoic acids (HBA), hydroxycinnamic acids (HCA) required longer times. The highest E/S value of 0.16 gave a significant increase of flavonol yields in all samples. The antioxidant capacity of extracts, assessed by scavenging of 2,2'-azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) radical cation, the oxygen radical absorbance capacity, and the ferric reducing antioxidant potential depended on the concentration and composition of the phenols present.

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.

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.

Fungos anamorfos do solo da região dos lagos no Município de Santa Gertrudes, SP, Brasil

O solo do pólo cerâmico no município de Santa Gertrudes, SP, tem sido poluído há décadas por diversos elementos químicos, principalmente chumbo e zinco. Foram realizadas quatro coletas de amostras de solo, duas durante a época chuvosa e duas na seca, em cinco locais, de novembro de 2002 a junho de 2003, determinando-se temperatura, pH, teores de chumbo e zinco e a umidade do solo. Os fungos foram isolados pelo método de Warcup, modificado pelo preparo de suspensões aquosas de solo (1:10) e aplicação de 1 cm³ das suspensões sobre malte agar (2%), adicionado de Zn(NO3)2 e Pb(NO3)2 em concentrações crescentes: 0, 100, 200, 500 e 1.000 mg dm-3. Após cinco dias de incubação a 25 ºC, as colônias foram purificadas e identificadas. Foram obtidos 70 táxons de fungos anamorfos, com 70% de similaridade entre as micotas obtidas nos meios com os dois metais. Foram isolados 43 táxons nos meios de cultura com Pb(NO3)2, com predominância deles nas concentrações mais elevadas (500 a 1.000 mg dm-3). Foram obtidos 63 táxons nos meios com Zn(NO3)2, principalmente nas concentrações moderada e elevada (200 e 500 mg dm-3). Prevaleceram espécies de Trichoderma, de Penicillium e diversos fungos que são encontrados associados a substratos vegetais em decomposição. A tendência de se obter número elevado de táxons em meios de cultura com concentrações moderadas a elevadas de Zn e Pb pode ser justificada pela existência de bem adaptada e competitiva micota do solo, caracterizada por elevada capacidade de tolerância aos metais e eficiente habilidade sapróbia competitiva.

Controle de fungos contaminantes no cultivo do cogumelo comestível shiitake (Lentinula edodes) em toros de eucalipto (Eucalyptus urophylla)

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

Controle biológico como componente do manejo integrado de doenças fúngicas em begônia

Pós-graduação em Agronomia (Produção Vegetal) - FCAV

Manejo de transição para agricultura orgânica, sob cultivo de citros (Citrus sinensis L. Osbeck), favorece a diversidade de fungos no solo

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Microbiologia Aplicada) - IBRC

Manejo de transição para agricultura orgânica, sob cultivo de citros (Citrus sinensis L. Osbeck), favorece a diversidade de fungos no solo

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Microbiologia Aplicada) - IBRC

Untersuchungen zur Esca-Erkrankung von Weinpflanzen : Pilz-Pflanze und antagonistische Interaktionen

Ziel dieser Arbeit war es, ein besseres Verständnis für die molekularen und biochemischen Grundlagen der Esca-Krankheit an Reben zu erarbeiten. Hierzu wurden sechs Teilprojekte durchgeführt. Die beiden Pilze Pm. chlamydospora und Pa. aleophilum wurden submers kultiviert um die gewonnenen Extrakte auf phytotoxische Substanzen zu untersuchten. Dabei wurden Metabolite isoliert, die zum ersten mal mit der Esca-Krankheit assoziiert werden konnten, wie Siderophoren und Kaempferol-3-O-Glukosid. Diese können das Verständnis der Pilz-Pflanze-Interaktion um neue Aspekte ergänzen. Die Glykosylierung von Kaempferol durch Pm wurde erstmals nachgewiesen und die hier dargelegten Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Pilz in der Lage ist, die von der Pflanze als Abwehrantwort produzierte Substanz, seinerseits zu nutzen. Dies bedeutet, dass Pm einen pflanzlichen Abwehrstoff durch Glykosylierung umwandelt und für die Wirtspflanze toxifiziert. Die durchgeführten Injektionstests in vivo in Weinpflanzen zeigten zudem, dass Esca-ähnliche Symptome durch K3G hervorgerufen werden können. Abseits dieser neuen Erkenntnisse konnten auch literaturbekannte Phytotoxine in den Extrakten identifiziert werden.rnIm zweiten Teilprojekt dieser Arbeit wurden Polyketidsynthase-Gene der beiden Pilze Pm und Pa inaktiviert. Zusätzlich wurde der veränderte Sekundärstoffwechsel bzw. die Reaktion der Insertionsmutanten auf abiotischen Stress und Infektionsfähigkeit von Vitis-Pflanzen untersucht. Damit ist es in dieser Arbeit erstmals gelungen selektiv Gene der Esca-assoziierten Pathogene zu inaktivieren. Es zeigte sich, dass die Mutanten sensitiver als die Wildtyp-Stämme bezüglich Salz-, Trocken- und oxidativen Stress reagieren. Die Infektionsfähigkeit bleibt jedoch unverändert.rnDie Analyse der Infektionsmechanismen sollte auch bei der Transformation der Pilze mit Fluoreszenzgenen im Fokus stehen. Im Rahmen dieser Arbeit gelang es GFP-Mutanten der Pilze Pm, Pa und El zu generieren um das Wachstum nach Infektion von Weinpflanzen zu erfassen. Mit Hilfe der Fluoreszenzmutanten war es möglich ein neues Verfahren zur Suche nach potentiellen Antagonisten zu erstellen. Mit dem Vitis Shoot Assay konnten die Esca-assoziierten Pilze und Fungizide, endophytische Pilze, Trichoderma spp. und Bakterien-Stämme in einem Testverfahren auf Schnittwunden untersucht werden. Dabei konnten erste biologische Wundschutzmittel auf Basis ganzer Organismen identifiziert werden. Es zeigte sich, dass der durchgeführte Antagonistentest und das hier beschriebene innovative Vitis Shoot Assay nicht immer äquivalente Ergebnisse generierten und dass sich die beiden Verfahren ergänzen.rnDes Weiteren wurde eine Interaktionsstudie der vier Esca-assoziierten Pilze unter Stressbedingungen und verschiedenen Temperaturen durchgeführt um den Einfluss äußere biotischer und abiotischer Faktoren auf das Zusammenwirken dieser Erreger zu untersuchen. Die Pilze reagieren sehr unterschiedlich in den durchgeführten Stresstests und die Dominanz einzelner Erreger hängt stark von der Temperatur und den osmotischen Verhältnissen ab. Es konnte gezeigt werden, dass veränderte klimatische Bedingungen zur veränderten Zusammensetzung des Erregerspektrums führen kann.rnDie in dieser Arbeit generierten Ergebnisse geben neue Einblicke in die Esca Erkrankung von Weinreben und ermöglichen die weitere Forschung einiger weiterer Aspekte.

Compatibilidade entre tratamentos químico e biológico de sementes de feijão para controle de Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli

Atualmente, a produtividade do feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.) pode ser reduzida devido à ocorrência de doenças em todo o território nacional, destacando-se a murcha de fusário, causada por Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli (Fop). No campo, o patógeno é disseminado a longas distâncias através das sementes infectadas e/ou contaminadas e a sua sobrevivência ocorre, principalmente, no solo. Os objetivos deste trabalho foram: avaliar a inibição do crescimento micelial de Fop por Trichoderma spp.; classificar a sensibilidade in vitro de Fop e Trichoderma spp., separadamente, a fungicidas e verificar a compatibilidade entre fungicidas químicos e biológicos para controle de Fop, presente nas sementes e no solo. Para avaliar a inibição do crescimento micelial de Fop, foram utilizados três isolados do patógeno, os quais foram confrontados, in vitro, com três isolados de Trichoderma spp. em testes de cultura pareada e produção de metabólitos voláteis a 20-22°C. Os experimentos foram conduzidos em delineamento inteiramente casualizado, com cinco repetições para cada isolado de Trichoderma. Para a classificação da sensibilidade in vitro de Fop e Trichoderma a fungicidas, foram avaliados os mesmos isolados anteriormente utilizados. Foram comparados dez fungicidas, em doses entre 0 a 100 mg L-1 que foram ajustadas de acordo com a CI50 de cada fungicida. Com base na percentagem de inibição do crescimento micelial, foram estimados os valores da concentração inibitória de 50% (CI50) e 100% (CI100) e selecionaram-se os fungicidas compatíveis com Trichoderma spp. A compatibilidade entre tratamentos químico e biológico foi avaliada através da inoculação artificial de sementes de feijão com um isolado de Fop (IAC 11.299-1) e infestação do mesmo no solo. As sementes foram tratadas com os fungicidas fludioxonil, flutriafol e tiofanato metílico, e com os três produtos biológicos, separadamente e em misturas. Avaliou-se o efeito dos tratamentos por meio dos testes de sanidade, germinação, comprimento de plântulas, massa da matéria seca em laboratório e índice de velocidade de emergência e porcentagem de emergência em estufa não climatizada. O efeito protetor dos tratamentos foi verificado através do teste de transmissão do patógeno solo-planta. Todos os isolados de Trichoderma apresentaram antagonismo in vitro contra Fop. No teste de cultura pareada foi observada uma redução de 15 a 20% no crescimento micelial do patógeno. No teste de produção de metabólitos voláteis, o isolado T12-1086G05 foi responsável pela maior inibição do crescimento micelial de Fop (10 a 48%). Os testes de sensibilidade in vitro mostraram que tiofanato metílico, flutriafol e fludioxonil foram compatíveis com Trichoderma (CI50 > 2 mg L-1). Com exceção do flutriafol e do GF 422 isolados e em mistura, todos os tratamentos foram eficientes na erradicação de Fop nas sementes, sem afetar a sua qualidade fisiológica. No teste de transmissão, verificou-se que a incidência de Fop foi de 5 a 40% no hipocótilo e de 5 a 30% nas raízes de feijoeiro provenientes de sementes tratadas com os produtos.

Supressão da atividade saprofítica de Rhizoctonia spp. em solos de jardim clonal de Eucalyptus

Avaliou-se a eficiência de Trichoderma longibranchiatum (UFV-1), de T. inhamatum (UFV-2 e UFV-3), compostos de casca e folhas de eucalipto contra Rhizoctonia spp., aplicados em solo de jardim clonal de eucalipto (Eucalyptus sp.). Em solos artificialmente infestados com Rhizoctonia spp., sob condições controladas, os antagonistas UFV-2 e UFV-3 apresentaram níveis elevados de supressividade, quando se aumentou a fonte alimentar na formulação, de 5 a 50 g de farelo de trigo por litro. No campo, o antagonista UFV-3 não teve efeito significativo na redução do inóculo de Rhizoctonia spp. Compostos de casca de eucalipto apresentaram diferentes graus de supressão a Rhizoctonia spp., dependendo da origem e do lote do composto. A incorporação de folhas de eucalipto ao solo favoreceu o aumento do inóculo de Rhizoctonia spp.

Encapsulamento de Trichoderma inhamatum para o controle biológico de Rhizoctonia solani na propagação clonal de Eucalyptus

Testou-se um novo sistema para o encapsulamento de Trichoderma inhamatum em grânulos de alginato de sódio, visando o controle biológico de Rhizoctonia solani, agente etiológico da mela de estacas/miniestacas de Eucalyptus spp. para enraizamento. No novo sistema idealizado, foi utilizado um aparato simples capaz de substituir eficientemente o equipamento (Bomba Peristáltica) anteriormente utilizado, sendo possível aumentar a produção de 594 grânulos/min para aproximadamente 6.734 grânulos/min. Com este novo sistema, um isolado de T. inhamatum (UFV – 03) foi encapsulado em grânulos contendo as fontes alimentares: farelo de trigo, palha de arroz, farelo de aveia, folhas de eucalipto ou farelo de milho na concentração de 50 g/l. Na segunda etapa, a melhor fonte alimentar foi testada nas concentrações de 0 a 60 g/l. Os grânulos foram veiculados em substrato de enraizamento de eucalipto na concentração de 2% (p/p) inoculado com micélio triturado de R. solani (2 mg/g de substrato) e a atividade saprofítica do patógeno foi quantificada por meio do método de iscas. Posteriormente, os grânulos produzidos com a fonte alimentar e concentração que promoveram maior inibição do desenvolvimento de R. solani foram utilizados para determinar o tempo mínimo de pré-incubação e competição para supressão do patógeno, com a mesma metodologia. Observou-se aumento da supressão da atividade saprofítica de R. solani ao acréscimo de uma fonte alimentar. Daquelas testadas, farelo de trigo foi a melhor. Além disso, houve interação significativa e positiva ao aumento de sua concentração na formulação.

Characterization of the chitinolytic system during the mycoparasitic interaction between Trichoderma aggressivum f. aggressivum and different host strains of Agaricus bisporus /

Green mould is a serious disease of commercially grown mushrooms, the causal agent being attributed to the filamentous soil fungus Triclzodenna aggressivum f. aggressivu11l and T. aggressivum f. ellropaellm. Found worldwide, and capable of devastating crops, this disease has caused millions of dollars in lost revenue within the mushroom industry. One mechanism used by TricllOdenlla spp. in the antagonism of other fungi, is the secretion of lytic enzymes such as chitinases, which actively degrade a host's cell wall. Therefore, the intent of this study was to examine the production of chitinase enzymes during the host-parasite interaction of Agaricus bisporus (commercial mushroom) and Triclzodemza aggressivum, focusing specifically on chitinase involvement in the differential resistance of white, off-white, and brown commercial mushroom strains. Chitinases isolated from cultures of A. bisporus and T. aggressivu11l grown together and separately, were identified following native PAGE, and analysis of fluorescence based on specific enzymatic cleavage of 4-methylumbelliferyl glucoside substrates. Results indicate that the interaction between T. aggressivulll and A. bisporus involves a complex enzyme battle. It was determined that T. aggressivum produces a number of chitinases that appear to correlate to those isolated in previous studies using biocontrol strains of T. Izarziallilm. A 122 kDa N-acetylglucosaminidase of T. aggressivu11l revealed the highest and most variable activity, and is therefore believed to be an important predictor of antifungal activity. Furthermore, results indicate that brown strain resistance of mushrooms may be related to high levels of a 96 kDa N-acetylglucosaminidase, which showed elevated activity in both solitary and dual cultures with T. aggressivum. Overall, each host-parasite combination produced unique enzyme profiles, with the majority of the differences seen between day 0 and day 6 for the extracellular chitinases. Therefore, it was concluded that the antagonistic behaviour of T. aggressivli1ll does not involve a typical response, always producing the same types and levels of enzymes, but that mycoparasitism, specifically in the form of chitinase production, may be induced and regulated based on the host presented.

Soilborne fungi and bacteria symbiotically associated with Steinernema spp. acting as biological agents against Fusarium wilt of tomato

An isolate of Gliocladium virens from disease affected soil in a commercial tomato greenhouse proved highly antagonistic to Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici, used together with an isolate of the nematophagus fungus Verticillium chlamydosporium. Significant disease control was obtained when young mycelial preparation (on a food-base culture) of the G. virens together with V. chlamydosporium was applied in potting medium. Similar results were observed when a Trichoderma harzianum isolate was treated in combination with the V. chlamydosporium isolate. Most promising, in terms of minimizing the Fusarium wilt of tomato incidence, was also the effect of the bacteria associated with entomopathogenic nematodes (Steinernema spp.), Pseudomonas oryzihabitans and Xenorhabdus nematophilus.

Uso de Metarhizium spp. na produção de mudas pré-brotadas de cana-de-açúcar e seus efeitos na planta, em pragas e doenças

Os fungos do gênero Metarhizium são entomopatogênicos e ainda apresentam relações endofíticas e podem viver saprofiticamente no solo. A associação desses microrganismos com insetos é bem conhecida, mas as interações diretas com as plantas ainda são incipientes. Objetivou-se com este estudo, determinar a capacidade de colonização endofítica em raízes de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) de M. robertsii, M. anisopliae e três linhagens brasileiras recém-descobertas, bem como revelar o potencial destes fungos como antagonistas a dois fungos fitopatogênicos responsáveis pela podridão-vermelha (Fusarium moniliforme e Colletotrichum falcatum) e no controle de duas importantes pragas, a broca da cana-de-açúcar, Diatraea saccharalis e o nematóide-das-galhas, Meloidogyne javanica. Foram utilizados 24 isolados de Metarhizium spp. nos experimentos de promoção de crescimento de plantas após a inoculação em gemas de cana-de-açúcar em condições de casa-de-vegetação e campo. O efeito da inoculação do fungo em mudas de cana-de-açúcar foi investigado quanto a mortalidade e redução no desenvolvimento de D. saccharalis e redução nas populações de M. javanica. Experimentos de inibição in vitro em cultivo pareado foram conduzidos com os fungos F. moniliforme e C. falcatum e Trichoderma harzianum. Além disto, foram realizados testes qualitativos \"in vitro\" para avaliar a capacidade desses fungos em produzir β-1,3-Glucanase e Sideróforos. A inoculação de Metarhizium de todas as espécies testadas promoveu o crescimento de parte aérea, peso úmido e seco de raízes em relação ao controle (água). Enquanto o tratamento de gemas rotineiramente usado na usina onde se realizou a produção de mudas pré-brotadas com aplicação do fungicida Comet® + o fertilizante Biozyme TF resultou em pegamento de 32% e 59,6%, apenas com o uso de isolados de Metarhizium spp. estes valores foram de até 50% e 86,4%, nos dois experimentos em campo, respectivamente. As mortalidades observadas em lagartas de D. saccharalis que se alimentaram das plantas inoculadas com isolados de Metarhizium spp. atingiram valores de até 80%, sendo a mortalidade confirmada pela esporulação do fungo de até 55%. As lagartas sobreviventes apresentaram menor peso do que aquelas do controle não tratado. A inoculação de Metarhizium spp. em mudas de cana-de-açúcar conferiu proteção a M. javanica, resultando em uma densidade de massa de ovos por grama de raiz nas mudas inoculadas com o fungo até 59,8% menor no primeiro experimento e 64,1% menor no segundo em relação as mudas sem inoculação. Os ensaios de antagonismo mostraram que, todos os isolados de Metarhizium spp. apresentaram alguma forma de inibição tanto para F. moniliforme como para C. falcatum. Dos 24 isolados testados, 20,8% produziram a enzima hidrolítica, β-1,3-glucanase, o que pode estar associado a capacidade de inibição dos fungos fitopatogênicos. Constatou-se que 8 (33,3%) dos isolados produziram sideróforos e sugere que esses fungos apresentam mecanismos de disponibilização do ferro. O conhecimento gerado com este estudo poderá subsidiar novas estratégias de utilização de Metarhizium spp. em campo na produção de MPB de cana-de-açúcar.