Alterações no metabolismo da soja causadas pela interação de Pochonia chlamydosporia e Bacillus thuringiensis com nematoides fitoparasitas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Balbino, Huarlen Marcio
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/30727
https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2023.114
Resumo: A soja é uma cultura de grande importância mundial, pois é a principal fonte de farelo proteico e óleo vegetal. Atualmente, o Brasil é o maior produtor e exportador dessa commodity, porém diversas pragas e patógenos estão associados à cultura, o que pode causar perdas significativas, refletindo na baixa produção ou perda da qualidade dos grãos. Dentre esses organismos antagônicos à produção de soja, destacam-se os nematoides parasitas de plantas, principalmente Meloidogyne spp, Heterodera glycines e Pratylenchus brachyurus, que possuem ampla distribuição nos campos de produção e são altamente agressivos. Como medida de manejo, é indicado o uso de organismos de controle biológico, principalmente bactérias e fungos nematófagos, que apresentam alta eficiência e são princípios ativos de diversos nematicidas microbiológicos. O fungo Pochonia chlamydosporia é um ascomiceto parasita de ovos de nematoides e é amplamente investigado no manejo de nematoides endoparasitas sedentários, mas carece de informações sobre os mecanismos de ação em nematoides com hábitos de vida endo-migratórios, em que a oviposição ocorre dentro do sistema radicular. Outro exemplo, a bactéria Bacillus thuringiensis é intensamente estudada no controle biológico de insetos, mas o efeito nematotóxico das proteínas de B. thuringiensis sobre nematoides de vida livre e parasitas de plantas já é relatado. No entanto, pouco se sabe sobre outros mecanismos de ação, como a indução de resistência, por exemplo. Neste trabalho, investigamos o potencial de um isolado de P. chlamydosporia e quatro isolados de B. thuringiensis no manejo dos principais nematoides nocivos à soja e a capacidade desses organismos em induzir resistência sistêmica contra esses fitopatógenos. Pochonia chlamydosporia foi estudada no manejo de P. brachyurus, enquanto B. thuringiensis foi confrontada com M. javanica, H. glycines e P. brachyurus. Sementes tratadas com P. chlamydosporia ou com B. thuringiensis foram semeadas em vasos contendo solo esterilizado e, após 7 dias, foi aplicada uma suspensão aquosa contendo os respectivos nematoides. Após 7, 15, 30 e 60 dias da inoculação (dai) do nematoide, as variáveis nematológicas foram mensuradas e, por meio de técnicas bioquímicas e moleculares, foram quantificadas a concentração de metabólitos secundários e a expressão de genes relacionados à defesa. Variáveis agronômicas foram analisadas para avaliar o potencial dos isolados em promover o crescimento das plantas. O isolado de P. chlamydosporia foi capaz de reduzir a população de P. brachyurus de 25,02 a 41,84%, enquanto os isolados bacterianos promoveram a redução dos três gêneros de 36,6 a 55,9%. Da mesma forma, P. chlamydosporia e o isolado M51 de B. thuringiensis modificaram significativamente a expressão de genes de defesa, a concentração de compostos fenólicos totais e importantes hormônios relacionados à defesa e alteraram a concentração de derivados de lignina, indicando maior lignificação da parede celular. Assim, pode-se dizer que os isolados aqui investigados são eficientes no controle dos principais nematoides da soja e a indução de resistência é um importante mecanismo para esse efeito. Palavras-chave: Controle biológico. Bactérias nematófagas. Fungos nematófagos. Nematoide de galhas. Nematoide de cistos. Nematoide das lesões radiculares. Indução à resistência.
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spelling Alterações no metabolismo da soja causadas pela interação de Pochonia chlamydosporia e Bacillus thuringiensis com nematoides fitoparasitasAlterations in the metabolism of soybean caused by the interaction of Pochonia chlamydosporia and Bacillus thuringiensis with plant-parasitic nematodesSoja - Doenças e pragas - Controle biológicoNematoda em plantasSoja - Resistência a doenças e pragasFungos nematófagosNematóide-das-galhasFitopatologiaA soja é uma cultura de grande importância mundial, pois é a principal fonte de farelo proteico e óleo vegetal. Atualmente, o Brasil é o maior produtor e exportador dessa commodity, porém diversas pragas e patógenos estão associados à cultura, o que pode causar perdas significativas, refletindo na baixa produção ou perda da qualidade dos grãos. Dentre esses organismos antagônicos à produção de soja, destacam-se os nematoides parasitas de plantas, principalmente Meloidogyne spp, Heterodera glycines e Pratylenchus brachyurus, que possuem ampla distribuição nos campos de produção e são altamente agressivos. Como medida de manejo, é indicado o uso de organismos de controle biológico, principalmente bactérias e fungos nematófagos, que apresentam alta eficiência e são princípios ativos de diversos nematicidas microbiológicos. O fungo Pochonia chlamydosporia é um ascomiceto parasita de ovos de nematoides e é amplamente investigado no manejo de nematoides endoparasitas sedentários, mas carece de informações sobre os mecanismos de ação em nematoides com hábitos de vida endo-migratórios, em que a oviposição ocorre dentro do sistema radicular. Outro exemplo, a bactéria Bacillus thuringiensis é intensamente estudada no controle biológico de insetos, mas o efeito nematotóxico das proteínas de B. thuringiensis sobre nematoides de vida livre e parasitas de plantas já é relatado. No entanto, pouco se sabe sobre outros mecanismos de ação, como a indução de resistência, por exemplo. Neste trabalho, investigamos o potencial de um isolado de P. chlamydosporia e quatro isolados de B. thuringiensis no manejo dos principais nematoides nocivos à soja e a capacidade desses organismos em induzir resistência sistêmica contra esses fitopatógenos. Pochonia chlamydosporia foi estudada no manejo de P. brachyurus, enquanto B. thuringiensis foi confrontada com M. javanica, H. glycines e P. brachyurus. Sementes tratadas com P. chlamydosporia ou com B. thuringiensis foram semeadas em vasos contendo solo esterilizado e, após 7 dias, foi aplicada uma suspensão aquosa contendo os respectivos nematoides. Após 7, 15, 30 e 60 dias da inoculação (dai) do nematoide, as variáveis nematológicas foram mensuradas e, por meio de técnicas bioquímicas e moleculares, foram quantificadas a concentração de metabólitos secundários e a expressão de genes relacionados à defesa. Variáveis agronômicas foram analisadas para avaliar o potencial dos isolados em promover o crescimento das plantas. O isolado de P. chlamydosporia foi capaz de reduzir a população de P. brachyurus de 25,02 a 41,84%, enquanto os isolados bacterianos promoveram a redução dos três gêneros de 36,6 a 55,9%. Da mesma forma, P. chlamydosporia e o isolado M51 de B. thuringiensis modificaram significativamente a expressão de genes de defesa, a concentração de compostos fenólicos totais e importantes hormônios relacionados à defesa e alteraram a concentração de derivados de lignina, indicando maior lignificação da parede celular. Assim, pode-se dizer que os isolados aqui investigados são eficientes no controle dos principais nematoides da soja e a indução de resistência é um importante mecanismo para esse efeito. Palavras-chave: Controle biológico. Bactérias nematófagas. Fungos nematófagos. Nematoide de galhas. Nematoide de cistos. Nematoide das lesões radiculares. Indução à resistência.Soybean is a crop of great importance worldwide, since it is the main source of protein meal and vegetable oil. Currently, Brazil is the largest producer and exporter of this commodity, but several pests and pathogens are associated with the crop, which can cause significant losses, reflecting low production or loss of grain quality. Among these antagonistic organisms to soybean production, plant parasitic nematodes can be highlighted, mainly Meloidogyne sp, Heterodera glycines and Pratylenchus brachyurus, which have a wide distribution in production fields and are highly aggressive. As a management measure, the use of biological control organisms is indicated, especially nematophagous bacteria and fungi, which have high efficiency and are active principles of several microbiological nematicides. The fungus Pochonia chlamydosporia is an ascomycete parasite of nematode eggs and is widely investigated in the management of sedentary endoparasitic nematodes but lacks information on the mechanisms of action on nematodes with endo-migratory life habits, in which oviposition occurs within the root system. Another example, the bacterium Bacillus thuringiensis is intensively studied in the biological control of insects, but the nematotoxic effect of B. thuringiensis proteins on free-living nematodes and plant parasites is already reported. However, little is known about other mechanisms of action, such as resistance induction, for example. In this work, we investigated the potential of one P. chlamydosporia isolate and four B. thuringiensis isolates in the management of the main nematodes harmful to soybean and the ability of these organisms to induce systemic resistance against these phytopathogens. Pochonia chlamydosporia was studied in the management of P. brachyurus, while B. thuringiensis was confronted with M. javanica, H. glycines and P. brachyurus. Seeds treated with P. chlamydosporia or with B. thuringiensis were sown in pots containing sterilized soil and, after 7 days, an aqueous suspension containing nematodes was applied. After 7, 15, 30 and 60 days of nematode inoculation (dai), nematological variables were measured and, using biochemical and molecular techniques, the concentration of secondary metabolites and the expression of defense-related genes were quantified. Agronomic variables were analyzed in order to assess the potential of the isolates to promote plant growth. The P. chlamydosporia isolate was able to reduce the P. brachyurus population from 25.02 to 41.84%, while the bacterial isolates reduced the three genera from 36.6 to 55.9%. Likewise, P. chlamydosporia and the M51 isolate of B. thuringiensis significantly modified the expression of defense genes, the concentration of total phenolic compounds and important hormones related to defense and altered the concentration of lignin derivatives, indicating greater cell wall lignification. Neither isolated was able to improve the development of the culture. Thus, it can be said that the isolates investigated here are efficient in controlling the main soybean nematodes and the induction of resistance is an important mechanism for this effect. Keywords: Biological control. Nematophagous bacteria. Nematophagous fungus. Root-knot nematode. Cyst nematode. Root lesion nematode. Resistance induction.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoUniversidade Federal de ViçosaFitopatologiaFreitas, Leandro Grassi dehttp://lattes.cnpq.br/6349343530825513Balbino, Huarlen Marcio2023-04-17T16:56:45Z2023-04-17T16:56:45Z2022-11-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfBALBINO, Huarlen Marcio. Alterações no metabolismo da soja causadas pela interação de Pochonia chlamydosporia e Bacillus thuringiensis com nematoides fitoparasitas. 2022. 129 f. Tese (Doutorado em Fitopatologia) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2022.https://locus.ufv.br//handle/123456789/30727https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2023.114porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:LOCUS Repositório Institucional da UFVinstname:Universidade Federal de Viçosa (UFV)instacron:UFV2024-07-12T07:43:41Zoai:locus.ufv.br:123456789/30727Repositório InstitucionalPUBhttps://www.locus.ufv.br/oai/requestfabiojreis@ufv.bropendoar:21452024-07-12T07:43:41LOCUS Repositório Institucional da UFV - Universidade Federal de Viçosa (UFV)false
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