Efeito das cianobactérias Synechococcus leopoliensis e nostoc sp. sobre Colletotrichum sublineolum e na interação do patógeno com plantas de sorgo

Entre os patógenos que provocam perdas na cultura de sorgo (Sorghum bicolor), Colletotrichum sublineolum, agente causal da antracnose, é tido como um dos principais problemas. Com o objetivo de buscar medidas alternativas para o controle da doença, testou-se o efeito de duas cianobactérias, Synechococcus leopoliensis e Nostoc sp., sobre o fitopatógeno em condições de laboratório e na proteção de plantas de sorgo mantidas em casa de vegetação. O filtrado de cultura de ambas cianobactérias estimulou a germinação de conídios do fungo, em testes conduzidos sobre lâminas cobertas com poliestireno. O crescimento micelial in vitro do patógeno também foi estimulado por S. leopoliensis. As cianobactérias não induziram o acúmulo de fitoalexinas em mesocótilos estiolados de sorgo. A proteção de uma cultivar suscetível, no estágio de seis folhas verdadeiras, só foi alcançada quando os tratamentos com cianobactérias foram aplicados em sorgo por duas vezes antes da inoculação das plantas com o patógeno. O efeito do estímulo das cianobactérias sobre C. sublineolum pode ser atribuído aos nutrientes presentes nos filtrados de cultura cianobacterianos. A ausência de efeito antagonista direto ao fitopatógeno e a incapacidade de desencadear o acúmulo de fitoalexinas, uma importante resposta de defesa em sorgo, por parte das cianobactérias poderiam explicar o baixo nível de controle da antracnose. Com base nas condições experimentais do presente trabalho e nos resultados obtidos, conclui-se que S. leopoliensis e Nostoc sp. não revelaram potencial para atuarem como agentes biológicos de controle de C. sublineolum em sorgo.

Efeito de frações parcialmente purificadas de Saccharomyces cerevisiae na germinação de conídios e formação de apressórios por Colletotrichum sublineolum e Colletotrichum lagenarium

O trabalho teve por objetivo verificar o efeito de preparações ou de frações parcialmente purificadas obtidas de S. cerevisiae, autoclavada por 4 horas seqüencialmente, submetidas à cromatografia de troca iônica (CTI) utilizando tampão Tris-HCl ou bicarbonato de amônio, na germinação de esporos (GE) e formação de apressórios (FA) in vitro por C. lagenarium ou C. sublineolum. Para isto, 40 µL de cada preparação ou fração foram colocados em pocinhos de placa de ELISA, juntamente com 40 µL de uma suspensão de esporos (1 x 10(5) conídios/mL) de C. lagenarium ou de C. sublineolum. Após incubação, determinou-se GE e FA. Água destilada esterilizada foi utilizada como controle. Todas as preparações da levedura autoclavada promoveram estímulo da GE, sem a formação de apressórios por ambos os fitopatógenos. Frações provenientes da CTI, com tampão Tris-HCl, induziram a GE por C. sublineolum e C. lagenarium. Na FA de C. lagenarium houve estímulo pelas frações IV, V e VI, sem diferença, no entanto, na FA de C. sublineolum. Para as frações obtidas por CTI, utilizando tampão bicarbonato de amônio, houve estímulo da GE por C. lagenarium nas frações I e IV e efeito inibitório da germinação pelas frações V, VI e VII. Não houve FA na fração I e as demais frações apresentaram efeito inibitório da FA por C. lagenarium. As frações I e II estimularam a GE e a FA por C. sublineolum e demais frações apresentaram efeito inibitório. Assim, evidencia-se a importância da escolha de tampões no processo de purificação de frações de S. cerevisiae, o que pode resultar em frações que estimulem a germinação de esporos de fitopatógenos fúngicos ou em frações com atividade inibitória da germinação, podendo contribuir futuramente no controle de doenças causadas por esses fungos.

Diversidade populacional de Colletotrichum sublineolum em seis localidades no Brasil

Foi objetivo deste trabalho caracterizar a população de Colletotrichum sublineolum Henn. por meio da avaliação da virulência de 289 isolados monospóricos do patógeno. Foram utilizadas como diferenciadoras 10 linhagens elites do programa de melhoramento genético de sorgo da Embrapa Milho e Sorgo. Os isolados de C. sublineolum foram obtidos de folhas de sorgo provenientes de Palmeira de Goiás e Goiânia, GO, Sete Lagoas, Ipiaçu e Uberlândia, MG, e Jardinópolis, SP e designados de acordo com um sistema binário de classificação de raças. As populações foram também caracterizadas quanto à diversidade fenotípica, por meio de índices de Shannon, de Gleason e de Simpson, e de um índice de complexidade, e quanto a sua distribuição e freqüência nas seis localidades. Somente a raça 31.04 foi encontrada nos seis locais avaliados e foi a raça mais freqüente em Uberlândia, Ipiaçu e Palmeira de Goiás. A raça mais complexa, 31.31, foi a mais freqüente em Sete Lagoas e Goiânia e não foi observada somente em Palmeira de Goiás. Verificou-se que as raças mais freqüentes em cada localidade apresentaram-se, em sua maioria, bem distribuídas nas seis regiões avaliadas. O local com maior diversidade fenotípica foi Jardinópolis, de acordo com os índices de Shannon, Simpson e Gleason. O maior índice de complexidade de raças foi encontrado em Sete Lagoas e Goiânia, seguidas por Jardinópolis, Ipiaçu, Uberlândia e Palmeira de Goiás, respectivamente. Houve correlação entre os índices de Shannon e Gleason, mas não entre os índices de diversidade e de complexidade.

In vitro antimicrobial activity of aqueous extracts from Lentinula edodes isolates against Colletotrichum sublineolum and Xanthomonas axonopodis pv. Passiflorae

The aim of this study was to evaluate the antimicrobial activity of aqueous extracts from fruiting bodies of different isolates of Lentinula edodeson the pathogens Colletotrichum sublineolum, the causal agent of anthracnose in sorghum, and Xanthomonas axonopodispv. passiflorae, the causal agent of bacterial spot in passion fruit. Results showed that the aqueous extracts from isolates LE JAB-K and LE 95/01 significantly reduced C. sublineolumspore germination,while the isolate LE 96/22 was the only one to inhibit the pathogen mycelial growth. However, all L. edodesisolates showed inhibitory effect on C. sublineolumappressorium formation. Regarding X. axonopodispv. passiflorae, the aqueous extracts from all L. edodesisolates significantly reduced the in vitromultiplication of the bacterium. However, antimicrobial activity was lost when the extracts were autoclaved, demonstrating their thermolabile property. The aqueous extract from isolate LE 96/22 was also partially purified by anion exchange chromatography and fraction V exhibited high inhibitory activity on the in vitromycelial growth of C. sublineolum, while the multiplication of X. axonopodispv. passifloraewas inhibited by fractions IV, V and VII. Thus, L. edodesisolates were shown to produce compounds exhibiting antifungal and antibacterial activities against phytopathogens, which are mainly concentrated in fraction V.

Evaluation of the biological control by the yeast Torulaspora globosa against Colletotrichum sublineolum in sorghum

The yeasts are microorganisms with great potential for biotechnological applications in diverse areas. The biological control of phytopathogens by yeasts has showed satisfactory results under laboratory conditions, and it has already produced commercial formulations. With this as focus, this work aims to perform in vitro and in vivo evaluations of the action of a Torulaspora globosa yeast strain (1S112), isolated from sugarcane rhizosphere, against the phytopathogenic mold Colletotrichum sublineolum, the causative agent of anthracnose in sorghum. In vitro experiments included the antagonism test in Petri dishes with morphological hyphal evaluation; yeast killer activity; siderophore, volatile compound and hydrolytic enzyme production. In vivo experiments were conducted in greenhouse conditions with a sorghum variety susceptible to C. sublineolum by evaluating the anthracnose disease for 6 weeks. The results indicated that the yeast strain significantly controlled the fungal growth, either in vitro or in vivo. The strain of T. globosa exhibited killer activity against two sensitive strains, which is a novel capacity for this species. The yeast did not produce siderophores, volatile compounds or hydrolytic enzymes, although it has reduced the mycelial growth, resulting in hyphal deformities but not cell death. The yeast controlled the anthracnose disease in sorghum, either inoculated before or after the fungal spores, suggesting that the competition for space and nutrients to dominate the mold and killer toxin production, altering the hyphal morphology, are mechanisms utilized by the yeast in the biocontrol.

Chitinolytic activity of endophytic Streptomyces and potential for biocontrol

Biological sources for the control of plant pathogenic fungi remain an important objective for sustainable agricultural practices. Actinomycetes are used extensively in the pharmaceutical industry and agriculture owing to their great diversity in enzyme production. In the present study, therefore, we evaluated chitinase production by endophytic actinomycetes and the potential of this for control of phytopathogenic fungi. Endophytic Streptomyces were grown on minimum medium supplemented with chitin, and chitinase production was quantified. The strains were screened for any activity towards phytopathogenic fungi and oomycetes by a dual-culture in vitro assay. The correlation between chitinase production and pathogen inhibition was calculated and further confirmed on Colletotrichum sublineolum cell walls by scanning electron microscopy. This paper reports a genetic correlation between chitinase production and the biocontrol potential of endophytic actinomycetes in an antagonistic interaction with different phytopathogens, suggesting that this control could occur inside the host plant. A genetic correlation between chitinase production and pathogen inhibition was demonstrated. Our results provide an enhanced understanding of endophytic Streptomyces and its potential as a biocontrol agent. The implications and applications of these data for biocontrol are discussed.

Utilização de multilinhas dinâmicas para o manejo da antracnose do sorgo

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência do uso de multilinhas dinâmicas, por meio de misturas genéticas em populações de híbridos triplos, no manejo da antracnose do sorgo, causada pelo fungo Colletotrichum sublineolum. Foram obtidos 18 híbridos triplos a partir de sete linhagens que continham genes distintos para resistência à doença. Os 25 genótipos de híbridos e linhagens foram avaliados em campo. Verificou-se, em alguns híbridos, grau de resistência superior ao observado para a linhagem mais resistente utilizada nos cruzamentos, o que indica efeito aditivo dos genes de resistência das diferentes linhagens na composição da resistência final dos híbridos. O usodas multilinhas dinâmicas reduziu a intensidade da doença no campo e aumentou a produtividade. Essa estratégia torna possível a utilização de linhagens que apresentam características agronômicas desejáveis, mas são suscetíveis à antracnose.

Efeito de Saccharomyces cerevisiae na produtividade de sorgo e na severidade de doenças foliares no campo

Saccharomyces cerevisiae é uma levedura com potencial para o controle de doenças de plantas, pois apresenta a capacidade de sintetizar compostos antibióticos, habilidade de competição por espaço e nutrientes no filoplano de muitas espécies vegetais, além de possuir elicitores na parede celular. O presente trabalho teve como objetivos avaliar a produtividade de duas cultivares de sorgo (Sorghum bicolor) tratadas com a levedura, e verificar o controle da antracnose, causada por Colletotrichum sublineolum e da mancha foliar, provocada por Exserohilum turcicum. Os experimentos foram conduzidos em campo, em um delineamento de blocos ao acaso, com sete tratamentos e quatro repetições. Aplicações semanais de S. cerevisiae (Fermento Biológico Fleischmann - 25 mg/ml) reduziram significativamente a antracnose em sorgo cv. Tx-398B e melhoraram a produtividade da mesma. Na cv. 910753, uma única aplicação com a levedura foi suficiente para reduzir o progresso da mancha foliar, porém a produtividade não foi elevada por qualquer um dos tratamentos. Conclui-se que S. cerevisiae apresenta um bom desempenho no campo para o controle de doenças foliares em sorgo, melhorando ou não comprometendo a produtividade da cultura, na dependência da cultivar utilizada.

Contribuição ao estudo das atividades antifúngica e elicitora de fitoalexinas em sorgo e soja por eucalipto (Eucalyptus citriodora)

Compostos secundários presentes em plantas medicinais desempenham funções importantes em interações planta-patógeno, por ação antimicrobiana direta ou induzindo a síntese de mecanismos de defesa em outras plantas. Para verificar o efeito fungitóxico do eucalipto sobre o crescimento micelial de Rhizoctonia solani, Sclerotium rolfsii, Phytophthora sp, Alternaria alternata e Colletotrichum sublineolum, o extrato bruto (EB) foi incorporado ao BDA e o óleo essencial (OE) foi distribuído na superfície do meio com alça de Drigalski. A germinação de esporos de C. sublineolum também foi avaliada na presença de diferentes alíquotas de OE. Para verificar a indução de fitoalexinas, mesocótilos de sorgo foram aspergidos com EB a 20% ou então, mergulhados em suspensões do OE. Para a indução de gliceolina, 20 µL do EB foram colocados em cotilédones de soja. A presença de compostos fungitóxicos no OE e EB através da cromatografia de camada delgada também foi avaliada. Os resultados evidenciaram inibição do crescimento micelial dos fungos para concentrações do EB acima de 20%. Todas as alíquotas do óleo inibiram o crescimento micelial dos fungos testados, com exceção de R. solani cuja inibição ocorreu para alíquotas acima de 20µL. Houve inibição de 100% na germinação dos conídios para todas as alíquotas do OE testadas na primeira metodologia, porém, na segunda metodologia o OE não promoveu inibição da germinação de esporos. Entretanto, foram observadas alterações na morfologia dos tubos germinativos e inibição da formação de apressórios. Observou-se a presença de apenas uma fração fungitóxica no OE, e o EB não apresentou frações fungitóxicas. Houve a produção de fitoalexinas apenas em mesocótilos de sorgo tratados com o EB.

Cogumelo "shiitake" (Lentinula edodes) reduz o crescimento de fitopatógenos e a severidade de manchas foliares em sorgo

Lentinula edodes (cogumelo "shiitake") é um fungo basidiomiceto que apresenta propriedades nutricionais, medicinais e antibióticas. Compostos de interesse para o homem têm sido isolados do basidiocarpo e dos filtrados de cultura obtidos a partir do crescimento micelial. O presente trabalho teve como objetivos avaliar o efeito de diferentes preparações de L. edodes sobre patógenos da cultura do sorgo, Exserohilum turcicum e Colletotrichum sublineolum, bem como a proteção das plantas de sorgo contra estes patógenos. Em testes com placas de Petri e lâminas de vidro para microscopia, extratos aquosos obtidos do basidiocarpo inteiro e de suas partes individualizadas, píleo e estipe, reduziram a taxa de crescimento micelial e inibiram a germinação de esporos dos fungos, enquanto a atividade antifúngica do filtrado de crescimento micelial foi menos pronunciada. Em mesocótilos de sorgo, as diferentes preparações do "shiitake" não provocaram o acúmulo de fitoalexinas. O extrato aquoso do basidiocarpo e o composto lentinana reduziram parcialmente a severidade das doenças provocadas por E. turcicum na cv. Brandes e por C. sublineolum na cv. Tx-398-B, quando pulverizados 48 horas antes da inoculação das plantas, sob condições de casa de vegetação. Portanto, L. edodes apresenta potencial como agente de controle biológico ou como um modelo para a síntese de substâncias fungicidas.

Bioprospection of yeasts as biocontrol agents against phytopathogenic molds

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Avaliação de leveduras isoladas de áreas agrícolas como agentes no controle biológico de fitopatógenos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Method for early quantification of quiescent infections of Colletotrichum musae on bananas

Introduction. This protocol aims at detecting and quantifying quiescent infections of Colletotrichum musae on bananas. The principle, key advantages, starting plant material, time required and expected results are presented. Materials and methods. The materials required and details of the three steps of the protocol (fruit sampling, fruit ripening and anthracnose lesion quantification) are described. Possible troubleshooting is discussed. Results. The protocol results in the quantification of anthracnose lesions on the fruits, which makes it possible to predict postharvest losses due to anthracnose (peel rot), and also to propose a better management of postharvest fungicide applications.

Isolation and characterization of microsatellite loci in Colletotrichum acutatum, the causal agent of postbloom fruit drop on citrus

From a genomic enriched library, we developed 27 primer pairs from microsatellite flanking sequences for Colletotrichum acutatum, associated to postbloom fruit drop disease on citrus. Loci were characterized using 40 monosporic C. acutatum isolates. Nine primer pairs successfully amplified polymorphic microsatellite regions, with 3-6 alleles per locus, and mean heterozygosities ranging 0.093-0.590 across loci. The suitability of these primers was investigated in four Colletotrichum species as well. These microsatellite markers will be useful for genetic analyses and epidemiological studies of C. acutatum.

Molecular and morphological markers for rapid distinction between 2 Colletotrichum species

Endophytic microorganisms reside asymptomatically within plants and are a source of new bioactive products for use in medicine, agriculture, and industry. Colletotrichum (teleomorph Glomerella) is a fungus widely cited in the literature as a producer of antimicrobial substances. Identification at the species level, however, has been a problem in this type of study. Several authors have reported the presence of endophytic fungi from the medicinal plant Maytenus ilicifolia (espinheira-santa) in Brazil that has antimicrobial activity against various pathogens. Therefore, Colletotrichum strains were isolated from M. ilicifolia and identified based on morphology, RAPD markers, sequence data of the internal transcribed spacer regions (ITS-1 and ITS-2), the 5.8S gene, and species-specific PCR. The analyses suggested the presence of 2 species, Colletotrichum gloeosporioides and Colletotrichum boninense. Two morphological markers were characterized to allow C. gloeosporioides and C. boninense to be distinguished quickly and accurately. The molecular diagnosis of C. boninense was confirmed by using Coll and ITS4 primers. This species of Colletotrichum is reported for the first time in M. ilicifolia.