Isolamento, identificação e produção de metabólitos na inibição de fitopatógenos e de interesse biotecnológico pelos fungos endofíticos dos gêneros Muscodor spp e Nemania sp.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Peña, Lorena Carolina
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/87284
Resumo: Orientadora: Prof.ª Dr.ª Vanessa Kava
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spelling Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em GenéticaKava, Vanessa, 1968-Peña, Lorena Carolina2024-04-03T14:09:04Z2024-04-03T14:09:04Z2018https://hdl.handle.net/1884/87284Orientadora: Prof.ª Dr.ª Vanessa KavaTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Genética. Defesa : Curitiba, 25/05/2018Inclui referênciasÁrea de concentração: GenéticaResumo: Fungos endofíticos são produtores de metabólitos com diferentes atividades biológicas, como antimicrobianos, antitumorais, anti-inflamatórios e enzimas de interesse biotecnológico. A prospecção de metabólitos destes microrganismos tem proporcionado novas perspectivas de uso, desde a agroindústria até na produção de fármacos. O Brasil apresenta uma reconhecida diversidade vegetal, e, potencialmente grande diversidade de fungos endofíticos. Com o objetivo de obter novos isolados de fungos produtores de metabólitos com ação antimicrobiana e de interesse biotecnológico, as plantas: cafeeiro (Coffea sp.), perpétua-do-Brasil (Alternanthera brasiliana) e aroeira (Schinus terebinthifolius) foram prospectadas quanto à presença de fungos endofíticos capazes de crescer em condições seletivas. Para isso, fragmentos de folhas desinfestados superficialmente foram cultivados na presença de Muscodor (LGMF1254), fungo endofítico produtor de compostos orgânicos voláteis (COVs) com propriedades antifúngicas, mas que não inibem o crescimento deste mesmo gênero. Da aroeira foram obtidos dois isolados de Muscodor (LGMF1255 e LGMF1256), e do cafeeiro e da perpétua-do-Brasil foram obtidos dois isolados do gênero Nemania, LGMF1989 e LGMF1990, respectivamente. Os isolados de Muscodor foram caracterizados morfologicamente e pelo sequenciamento parcial da região ITS (Internal Transcribed Spacer) do DNA ribossomal e do gene RPB2 (RNA Polimerase II). Após análise filogenética, foi possível confirmar que os isolados pertencem ao gênero Muscodor, sendo o isolado LGMF1256 uma espécie nova, para a qual foi proposto o nome de Muscodor brasiliensis sp. nov. A atividade antifúngica dos COVs produzidos por estes isolados foi avaliada contra Penicilium digitatum, causador do bolor verde em citros, considerada a pior doença de pós-colheita nesta cultura. Foram conduzidos experimentos in vitro e in natura, utilizando frutos de laranja destacados. Em todos os casos ocorreu a inibição do patógeno sendo que com M. brasiliensis, as lesões de bolor verde nos frutos foram 77% menores em comparação com o controle. Os principais compostos orgânicos voláteis produzidos por M. brasiliensis foram identificados por SPME-GC-MS (Solid-Phase Microextraction Coupled Gas Chromatography With Mass Spectrometry) e são o álcool feniletílico, o a-curcumeno e o farneseno E (B). Desta forma, os COVs produzidos por M. brasiliensis LGMF1256 podem ser utilizados durante o armazenamento e transporte de frutos cítricos, evitando o desenvolvimento de doenças fúngicas. Os isolados de Nemania (LGMF1989 e LGMF1990) foram caracterizados morfologicamente e pelo sequenciamento da região ITS do DNA ribossomal e por análise filogenética, foi possível identificar ambos os isolados como N. difusa. Os isolados apresentaram propriedades antifúngicas, sendo capazes de inibir significativamente o crescimento de P. digitatum (51,1%), e também dos fitopatógenos Colletotrichum abscissum (56,3%), causador da podridão floral em citros e C. graminicola (30,3%), causador da antracnose no milho (Zea mays). Estes isolados foram avaliados quanto a produção de celulases, pois apesar de endofíticos, este gênero é descrito também como saprófito e fitopatogênico. Ambos isolados apresentaram resultados promissores na produção de celulases totais, sendo o isolado LGMF1989 o melhor produtor. Esses resultados destacam o potencial biotecnológico dos gêneros Muscodor e Nemania, considerando a quantidade de biomassa lignocelulósica como fonte de energia renovável, bem como os esforços mundiais no desenvolvimento de uma agricultura sustentável e ecologicamente correta. Palavras-chave: Bioprospecção, antagonismo, controle biológico, celulases, XylariaceaeAbstract: Endophytic fungi are producers of metabolites with different biological activities, such as antimicrobials, antitumorals, anti-inflammatories and enzymes with biotechnological purposes. The prospection of metabolites from these microorganisms has provided new perspectives of use, from the agribusiness to the production of drugs. Brazil has a recognized plant diversity and, potentially, a great diversity of endophytic fungi. In order to obtain new isolates of fungi producing metabolites with antimicrobial action and with biotechnological interest, the plants: coffee tree (Coffea sp.), Perpetua-do- Brazil (Alternanthera brasiliana) and aroeira (Schinus terebinthifolius) were prospected for the presence of endophytic fungi capable of growing under selective conditions. For this purpose, fragments of surface disinfested leaves were cultivated in the presence of Muscodor (LGMF1254), an endophytic fungus that produces volatile organic compounds (VOCs) with antifungal properties, but does not inhibit the growth of this genus. Two isolates of Muscodor (LGMF1255 and LGMF1256) were obtained from aroeira, and two isolates of the genus Nemania, LGMF1989 and LGMF1990, were obtained from coffee and Perpetua-do-Brazil, respectively. Muscodor isolates were characterized morphologically and by partial sequencing of the ITS (Internal Transcribed Spacer) region of ribosomal DNA and the RPB2 (RNA Polymerase II) gene. After phylogenetic analysis, it was possible to confirm that the isolates belong to the genus Muscodor, and the LGMF1256 isolate is a new species, for which the name Muscodor brasiliensis sp. nov. was proposed. The antifungal activity of VOCs produced by these isolates was evaluated against Penicillium digitatum, which causes green mold in citrus that is considered the worst post-harvest disease in this crop. In vitro and in natura experiments were conducted, using detached orange fruits. In all cases, the inhibition of the pathogen occurred, whereas with M. brasiliensis, the green mold lesions in the fruits were 77% smaller comparing to the control. The main volatile organic compounds produced by M. brasiliensis were identified by SPME-GC-MS (Solid-Phase Microextraction Coupled Gas Chromatography with Mass Spectrometry) and are phenylethyl alcohol, a-curcumene and E (B) farnesene. In this way, the VOCs produced by M. brasiliensis LGMF1256 can be used during the storage and transportation of citrus fruits, to avoid the development of fungal diseases. The isolates of Nemania (LGMF1989 and LGMF1990) were characterized morphologically, by ITS region sequencing and through phylogenetic analysis, it was possible to identify both isolates as N. diffusa. The isolates had antifungal properties, being able to inhibit significantly the growth of P. digitatum (51.1%), as well as the phytopathogens Colletotrichum abscissum (56.3%), which causes floral rot in citrus and C. graminicola (30, 3%), responsible for the corn anthracnose. These isolates were evaluated for the production of cellulases, because although endophytic, this genus is also described as saprophytic and phytopathogenic fungus. Both isolates presented promising results in the production of total cellulases, being the isolate LGMF1989 the best producer. These results highlight the biotechnological potential of the genera Muscodor and Nemania, considering the amount of lignocellulosic biomass as a source of renewable energy, as well as the worldwide efforts in the development of a sustainable and ecofriendly agriculture. Key words: Bioprospection, antagonism, biological control, cellulases, Xylariaceae1 recurso online : PDF.application/pdfBioprospecçãoEndófitosFungos fitopatogenicosCelulaseGenéticaIsolamento, identificação e produção de metabólitos na inibição de fitopatógenos e de interesse biotecnológico pelos fungos endofíticos dos gêneros Muscodor spp e Nemania sp.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - LORENA CAROLINA PENA.pdfapplication/pdf3568265https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/87284/1/R%20-%20T%20-%20LORENA%20CAROLINA%20PENA.pdf2e7d3cf67abbb24c18a75f149bc47198MD51open access1884/872842024-04-03 11:09:04.649open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/87284Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-04-03T14:09:04Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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