Avaliação de resíduos orgânicos para o manejo de Fusariose em diferentes patossistemas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Bioactive extracts and chemical constituents of two endophytic strains of Fusarium oxysporum

Ethyl acetate extracts of cultures grown in liquid Czapek and on solid rice media of the fungal endophyte Fusarium oxysporum SS46 isolated from the medicinal plant Smallanthus sonchifolius (Poepp.) H. Rob., Asteraceae, exhibited considerable cytotoxic activity when tested in vitro against human cancer cells. Chromatographic separation yielded anhydrofusarubin (1) and beauvericin (2) that were identified based on their ¹H and 13C NMR data. Compounds 1 and 2 showed the strongest cytotoxic activity against different cancer cell lines. Compound 2 also showed promising activity against Leishmania braziliensis. Hexanic extract of F. oxysporum SS50 grown on solid rice media also afforded a mixture of compounds that displayed cytotoxic activity against different cancer cell lines. Chemical analysis of the mixture of compounds, investigated by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), showed that there was a predominance of methyl esters of fatty acids and alkanes.

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.

Salicylic acid mediates resistance to the vascular wilt pathogen Fusarium oxysporum in the model host Arabidopsis thaliana

Fusarium oxysporum is a soilborne fungal pathogen that causes major economic losses by inducing necrosis and wilting symptoms in many crop plants. In this study, the interaction between F. oxysporum and the model plant Arabidopsis thaliana has been investigated to better understand the nature of host defences that are effective against the Fusarium wilt pathogen. The expression of salicylate- and jasmonate-responsive defence genes in F. oxysporum-challenged roots of A. thaliana plants as well as in the roots of plants whose leaves were treated with salicylate or jasmonate was analysed. Unexpectedly, genes (e.g. PR1, PDF1.2, and CHIB) encoding proteins with defensive functions or transcription factors (e.g. ERF1, AtERF2, AtERF4 and AtMYC2) known to positively or negatively regulate defences against F. oxysporum were not activated in F. oxysporum-inoculated roots. In contrast, the jasmonate-responsive defence gene PDF1.2 was induced in the leaves of plants whose roots were challenged with F. oxysporum, but the salicylate- responsive PR1 gene was not induced in the leaves of inoculated plants. Exogenous salicylic acid treatment prior to inoculation, however, activated PR1 and BGL2 defence gene expression in leaves and provided increased F. oxysporum resistance as evidenced by reduced foliar necrosis and plant death. Exogenous salicylic acid treatment of the foliar tissue did not activate defence gene expression in the roots of plants. This suggests that salicylate- dependent defences may function in foliar tissue to reduce the development of pathogen-induced wilting and necrosis. Despite the induction of defence gene expression in the leaves by jasmonate, this treatment did not lead to increased resistance to F. oxysporum. Overall, the results presented here suggest that the genetic manipulation of plant defence signalling pathways is a useful strategy to provide increased Fusarium wilt resistance.

Natural colonization of loggerhead turtle eggs by the pathogenic fungus Fusarium oxysporum

[EN] Sea turtle nests are exposed to different environmental risks that may affect their hatching success. Human exploitation, predation by wild or domestic animals, nest flooding or severe beach erosion or accession are common causes of egg mortality. However, there is very little information about the impact of microorganisms on turtle eggs. We analyzed loggerhead turtle eggs from Boavista Island (Republic of Cabo Verde) which were incubated under different environmental conditions in order to evaluate the presence and impact of fungus. We have isolated Fusarium oxysporum from dead and live eggs after three days of incubation.

Atividade antifúngica de óleos fixos e essenciais no crescimento micelial de Pencillium digitatum e Fusarium oxysporum.

2009

Substratos supressivos à murcha do crisântemo causada por Fusarium oxysporum.

2009

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.

Desenvolvimento de substrato supressivo à murcha do crisântemo causada por Fusarium oxysporum.

A murcha de Fusarium spp. em crisântemo é responsável por sérios prejuízos à cultura no Brasil. Uma alternativa para o seu controle é o uso de substrato supressivo, o qual pode ser obtido pela adição de fontes de matérias orgânicas. Dessa forma, o presente trabalho teve por objetivo desenvolver um substrato supressivo à murcha do Fusarium em crisântemo com a introdução de matéria orgânica aos substratos padrões. Para tanto, lodo de esgoto e lodo de esgoto compostado; torta de mamona; esterco suíno; cama aviária; compostos comerciais LanziC); casca de camarão, biofertilizante e hidrolisado de peixe foram incorporados a substratos à base de casca de Pinus e de turfa em diferentes concentrações e combinações. Os experimentos foram realizados em propriedade produtora de crisântemo Bola-belga com problemas de Fusarium. Em todos os experimentos o número mínimo de repetições foi de 20 vasos por tratamento. Transcorridas 8, 12, 15 e 20 semanas do transplantio foi avaliada a severidade da doença por uma escala de notas de O para planta sadia a 5 para planta morta. Com os dados foram calculadas as áreas abaixo da curva de progresso da severidade da murcha de Fusarium. Além disso, foram realizadas análises dos atributos químicos e da atividade microbiana dos substratos bem como do desenvolvimento das plantas. O lodo de esgoto, lodo de esgoto compostado e a cama aviária induziram a supressividade do substrato à base de casca se Pinus e de turfa, controlando a murcha de Fusarium. O Lanzi®, também foi supressivo ao patógeno. A casca de camarão e o composto Lanzi® também induziram a supressividade dos substratos. Por outro lado, esterco suíno, torta de mamona, hidrolisado de peixe, quitosana e Trichoderma asperellum não interferiu na supressividade à doença. Substratos obtidos com lodo de esgoto e cama aviária, em mistura ou não, nas concentrações de 10, 20 e 30% (v/v) foram os mais adequados do ponto de vista de indução de supressividade e qualidade do produto, sendo os substratos recomendados para uso pelo agricultor. A supressividade observada nos substratos foi devido à união de características químicas e biológicas obtidas com a introdução das matérias orgânicas.

Efeito da solarização sobre propriedades físicas, químicas e biológicas de solos

A solarização é um método de desinfestação que consiste na cobertura do solo com um filme de polietileno transparente, durante o período de intensa radiação solar, e atua por meio do aumento da temperatura do solo. Quatro ensaios foram realizados no estado de São Paulo, nos municípios de Mogi das Cruzes, Jarinu, Piracicaba e Itatiba, nos anos de 2000 e 2001, com o objetivo de avaliar os efeitos da solarização nas propriedades físicas, químicas e biológicas dos solos. A solarização reduziu significativamente a resistência à penetração dos solos nos ensaios de Jarinu, Piracicaba e Itatiba. Em Jarinu, oito meses após a retirada do plástico, as diferenças entre os tratamentos permaneceram. Por outro lado, em Mogi das Cruzes, onde o ensaio foi instalado em solo turfoso, a solarização causou aumento na resistência na camada de 2,5 a 5 cm de profundidade. Nos ensaios de Piracicaba e Jarinu, foram feitas avaliações de macro, microporosidade, porosidade total e densidade, não tendo os tratamentos diferido entre si, porém houve uma tendência de redução na densidade dos solos solarizados. A atividade microbiana, avaliada pela hidrólise de diacetato de fluoresceína, foi reduzida pela solarização. A supressividade a Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli foi avaliada in vitro, pela colonização de amostras de solo usando um isolado marcado com resistência a benomyl, no ensaio de Mogi das Cruzes. A solarização reduziu a recuperação do patógeno, evidenciando um aumento da supressividade. Nos solos solarizados, houve aumento significativo dos teores de N-NH4+ em todos os experimentos, Mn em três, N-NO3-, Mg2+ e saturação por bases em dois e K+ em um experimento. Ocorreu redução dos teores de Cu, Fe e H + Al em dois experimentos e Zn em um ensaio. Segundo os resultados, a solarização promoveu alterações nas propriedades físicas, químicas e biológicas dos solos, melhorando a estrutura, liberando nutrientes e aumentando a supressividade.

Influence of plant species on disease suppression by Pseudomonas fluorescens strain CHA0 with enhanced antibiotic production

Introduction of the recombinant cosmid pME3090 into Pseudomonas fluorescens strain CHAO, a good biocontrol agent of various diseases caused by soilborne pathogens, increased three- to five-fold the production of the antibiotic metabolites pyoluteorin (Pit) and 2,4-diacetylphlorogIucinol (Phi) in vitro. Strain CHAO/pME3090 also overproduced Pit and Phi in the rhizosphere of wheat infected or not infected with Pythium ultimum. The biocontrol activity of the wild-type and recombinant Straitis was compared using various plant pathogen-host combinations in a gnotobiotic system. Antibiotic overproduction affected neither the protection of wheat against P. ultimum and Gaeumannomyces graminis var. tritici nor the growth of wheat plants. In contrast, strain CHA0/pME3090 showed an increased capacity to protect cucumber against Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum and Phomopsis sclerotioides, compared with the wild-type strain CHAO, The antibiotic overproducing strain protected tobacco roots significantly better against Thielaviopsis basicola than the wild-type strain but drastically reduced the growth of tobacco plants and was also toxic to the growth of sweet com. On King's B agar and on malt agar, the recombinant strain CHA0/pME3090 inhibited all pathogens more than did the parental strain CHAO. Synthetic Pit and Phi were toxic to all fungi tested. Tobacco and sweet com were more sensitive to synthetic Pit and Phi than were cucumber and wheat. There was no correlation between the sensitivity of the pathogens to the synthetic antibiotics and the degree of disease suppression by strain CHAO pME3090. However, there was a correlation between the sensitivity of the plants and the toxicity of the recombinant strain. We conclude that the plant species rather than the pathogen determines whether cosmid pME3090 in P. fluorescens strain CHAO leads to improved disease suppression.

Fungos endofíticos isolados de ápices caulinares de pupunheira cultivada in vivo e in vitro

A perda de plantas micropropagadas ocorre, principalmente, pela presença de microrganismos, responsáveis pela morte das plantas no início da cultura ou em seu estabelecimento no campo. O trabalho teve como objetivo a identificação, por taxonomia clássica, e por meio de técnicas moleculares, de fungos presentes nos ápices caulinares de pupunheiras sadias, cultivadas no campo, e a comparação com os fungos isolados, em plantas micropropagadas há dois anos. Os isolados da microbiota fúngica endofítica, das plantas cultivadas in vitro, foram: Fusarium oxysporum, Neotyphodium sp. e Epicoccum nigrum; e das plantas in vivo, foram: Fusarium sp., F. proliferatum, F. oxysporum, Colletotrichum sp., Alternaria gaisen, Neotyphodium sp. e Epicoccum nigrum. As sete espécies de fungos foram reintroduzidas in vitro na planta hospedeira, demonstrando diferentes comportamentos. Neotyphodium sp. e E. nigrum estabeleceram uma interação endofítica com a planta, e as demais comportaram-se como patógenos, diminuindo o desenvolvimento das plântulas em relação às plantas sem inoculação. As espécies endofíticas apresentam potencial para o uso no controle biológico de patógenos de pupunha.

Redução do mal-do-panamá em bananeira-maçã por inoculação de fungo micorrízico arbuscular

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da densidade de inóculo de fungo micorrízico arbuscular (FMA) na incidência e severidade do Fusarium oxysporum f. sp. cubense (FOC) na bananeira, variedade 'Maçã', em fase inicial de desenvolvimento vegetativo. O trabalho foi realizado em três etapas, em condições de casa de vegetação, na Embrapa Mandioca e Fruticultura Tropical, Cruz das Almas, BA. Foi realizado um teste de ajuste para determinação das densidades de inóculo do FMA a serem utilizadas. Em seguida, o FMA, Gigaspora margarita, foi inoculado nas mudas de banana e, depois de 60 dias foi inoculado o FOC. G. margarita apresentou eficiência simbiótica no crescimento das mudas de bananeira, variedade Maçã, dependendo da densidade de inóculo. A inoculação prévia com o FMA promoveu redução no índice de infecção causado pelo FOC. A pré-colonização das plantas de bananeira pelo FMA resultou em efeito de bioproteção, modulado pela taxa de colonização micorrízica e pela concentração de inóculo do FOC no solo.