Resumo
Metarhizium sp. é encontrado no solo e em raízes de plantas e a pastagem é um ambiente propício para o desenvolvimento desse entomopatogeno, tornando a rizosfera de forrageiras e a presença de hospedeiros como o carrapato Rhipicephalus microplus um nicho ecológico ideal. Porém, fatores bióticos e abióticos interferem na persistência fúngica, sendo fundamental selecionar bons isolados, considerar as interações ecológicas com outros microrganismos e formulá-los. Baseado nisso, o presente trabalho apresenta estudos aplicados ao gênero Metarhizium no controle de pragas. Foram avaliados: a tolerância térmica e a capacidade de diferentes isolados do fungo em colonizar tecidos da planta Vigna radiata; a expressão do gene de adesão na planta em diferentes substratos; o efeito antimicrobiano e acaricida do exsudato fúngico; e a eficácia de formulações granulares de microescleródios (MS) e blastosporos (BLS) para o controle R. microplus. No ensaio de tolerância térmica, suspensões conidiais foram expostas a 25ºC, 40°C e 45°C, por 2h, 4h, 8h e 12h, e posteriormente a germinação foi avaliada após incubação por 48h a 25 ± 1°C, para a atividade dos isolados no frio esses foram submetidos à temperatura de 5ºC durante 14 dias, selecionando assim os termotolerantes. Para o estudo de colonização endofítica, sementes, raiz, caule e folha de V. radiata foram tratadas com suspensões de diferentes isolados, e a colonização dos tecidos do vegetal foi avaliada. No ensaio de expressão gênica, após o cultivo do fungo sobre meio mínimo (MM), meio batata dextrose ágar (BDA) e sobre a planta, a expressão do Gene mad2 foi observada. Para avaliar o efeito do exsudato de Metarhizium sp. no carrapato e em bactérias, o líquido resultante da exsudação de colônias foi coletado e a partir do teste de difusão em disco sobre cepas de duas bactérias isoladas do solo e sobre cepas resistentes e sensíveis de Staphylococcus sp. e Escherichia coli foi avaliado. Para o efeito acaricida, o exsudato fúngico foi inoculado nas fêmeas do carrapato e parâmetros biológicos, mortalidade e resposta celular do artrópode foram avaliadas. Por último, no teste de eficácia de formulações granulares de MS e BLS, vasos contendo Urochloa decumbens foram tratados com os grânulos, e posteriormente fêmeas de R. microplus foram introduzidas. Foram avaliados, a mortalidade, o número de larvas infestantes, assim como a persistência do fungo no solo. Quanto aos resultados, no teste de tolerância térmica, todos os isolados de Metarhizium spp testados germinaram mais que 90% após 12h a 40 °C e após a incubação no frio. Foram considerados bons isolados, aqueles que não sofreram variação drástica na germinação ao longo do tempo de exposição. Ao avaliar a capacidade de colonizar V. radiata, todos os isolados testados foram capazes de colonizar raízes, caules e folhas, havendo variação na colonização dos diferentes tecidos. Quando o fungo se desenvolveu sobre a planta o gene mad2 foi mais expresso que em BDA, porem foi no MM que o gene foi mais expresso. O exsudato fúngico foi capaz de inibir o crescimento das cepas resistente e sensível de Staphylococcus spp., e afetou mais as cepas de bactérias isoladas do solo do que as demais quando comparadas entre si. O exsudato também afetou diretamente o carrapato, reduzindo a resposta celular, causando morte e diminuição da postura de ovos. As formulações granulares de M. robertsii mostraram-se eficazes em controlar o carrapato nas condições testadas e o isolado fúngico colonizou a rizosfera da de U. decumbens. Este estudo fornece dados sobre a aplicação de isolados de Metarhizium spp. no solo e contribui para futuras pesquisas e bioprospecção desse microrganismo.
Metarhizium sp. species could be found in soil and plant roots, and the pasture is ideal environment for this fungus development, where the plant's rhizosphere and the presence of hosts such as the tick Rhipicephalus microplus make the best ecological niche. However, biotic and abiotic factors interfere on its persistence been essential to select good isolates, consider ecological interactions with other microorganisms, and formulate them. Based on this, the present study considers the applicability of the genus Metarhizium spp. in pest control. Were evaluated: thermal tolerance and the ability of different isolates of the fungus to colonize tissues of the Vigna radiata plant; the antimicrobial and acaricidal effect of fungal exudate; and the effectiveness of granular formulations of microsclerotia (MS) and blastospores(BLS) to control cattle ticks. In the thermal tolerance test, conidial suspensions of the fungus were exposed to 25 ° C, 40 ° C and 45 ° C, for 2h, 4h, 8h and 12h, the germination was evaluated after incubation for 48h at 28 ± 1 ° C, and also the cold activity of the isolates (at 5 ºC for 14 days) were evaluated, based on that, thermal tolerant isolates were selected. For the study of endophytic colonization, seeds, root, stem, and leaf of V. radiata were treated with fungus suspensions, and the colonization of the plant tissues by different isolates was evaluated. In the gene expression assay, after cultivating the fungus on minimal medium (MM), potato dextrose agar (BDA) and on the plant, the expression of the mad2 gene was observed. To assess the effect of Metarhizium sp. exudate on ticks and bacteria, the liquid resulting from colonies exudation was collected. Then, using disk diffusion test, the effect on strains of two bacteria isolated from the soil and on resistant and sensitive strains of Staphylococcus and Escherichia coli was evaluated. For the action on ticks, the fungal exudate was inoculated in tick females and the biological parameters, mortality, and immune response of the arthropod were evaluated. Finally, for the test with MS and BLS granular formulations, pots containing Urochloa decumbens were used and their soil was treated with the granular formulations, where later R. microplus females were introduced and the mortality, the number of larvae obtained in each group, as well as the persistence of the fungus in the soil were evaluated. As regards to the results, in the thermal tolerance test, all Metarhizium spp. isolates tested germinated more than 90% after 12h at 40 °C and after the be cooled, been considered good isolates those that did not suffer drastic variation in germination over the time of exposure. When evaluated the ability to colonize V. radiata, all tested isolates were able to colonize roots, stems, and leaves, with variation in the colonization of different tissues. When the fungus developed on the plant, the mad2 gene was more expressed than in PDA, but it was in the MM that the gene obtained greater expression. The fungal exudate was also able to inhibit the growth of the resistant and sensitive strains of Staphylococcus spp., and it affected more the strains of bacteria isolated from the soil than the others. The exudate also directly affected engorged R. microplus females, reducing the cellular response, causing death, and decreased egg production. The treatment with different concentrations of granular formulations of M. robertsii proved to be effective in controlling the cattle tick under the conditions tested and the fungus isolate colonized U. decumbens rhizosphere. This study provides data about the application of Metarhizium spp. in the soil and contributes to future research, showing the bioprospecting of this microorganism.
Resumo
Bacteria of the genus Azospirillum can endophytically colonize lowland rice plants and contribute to the development of this culture. The objective of this work was to evaluate the occurrence of endophytic Azospirillum spp. isolated from roots and stems of lowland rice plants grown in the State of Santa Catarina, Brazil. Samples of lowland rice plants were collected in eight farms in the cities of Guaramirim (two areas), Massaranduba, Rodeio (two areas), Rio do Sul, Agronômica and Pouso Redondo. Azospirillum spp. occurrence in disinfested roots and stems of the collected plants was evaluated using the More Probable Number method (MPN), in two semi-solid selective broth: NFb (A. lipoferum and A. brasilense) and LGI (A. amazonense), and the similarity among the eight areas was estimated by the principal component analysis (PCA). The bacteria grown in semi-solid broths were purified in their respective broths, isolated in PDA broth to obtain pure and morphologically characterized cultures. The mean population density of Azospirillum spp. varied from 1.6x108 to 1.42x108 cells g-1 of fresh matter (LGI), and from 1.76x108 to 1.56x108 cells g-1 of fresh matter (NFb), in roots and stem, respectively. Sixty two (62) isolates were obtained, most of them from disinfested roots. The results showed that Azospirillum spp. occurs in satisfactory population densities in lowland rice fields in
Bactérias do gênero Azospirillum podem colonizar endofiticamente plantas de arroz irrigado e contribuem para o desenvolvimento da cultura. O objetivo desse estudo foi avaliar a ocorrência de bactérias endofíticas do gênero Azospirillum isoladas de raízes e colmos de arroz irrigado cultivado em Santa Catarina. Amostras de plantas de arroz irrigado foram coletadas em oito propriedades rurais nas cidades de Guaramirim (duas áreas), Massaranduba, Rodeio (duas áreas), Rio do Sul, Agronômica e Pouso Redondo. A ocorrência de bactérias endofíticas do gênero Azospirillum em raízes desinfestadas e colmos foi avaliada através do método do Número Mais Provável de Propágulos (NMP), em meio seletivo semi-sólido NFb (A. lipoferum e A. brasilense) e LGI (A. amazonense), e a similaridade entre as áreas foi estimada através da análise de componentes principais (ACP). As bactérias crescidas nos meios semi-seletivos foram purificadas em seus respectivos meios, isoladas em meio BDA até a obtenção de culturas puras e caracterizadas morfologicamente. A densidade populacional média de Azospirillum spp. foi de 1,6x108 e 1,42x108 células g-1 de matéria fresca (meio LGI), e 1,76x108 e 1,56x108 células g-1 de matéria fresca (meio NFb), para raízes e colmos respectivamente. Ao final do isolamento, foram obtidos 62 isolados, dos quais a maior parte oriunda de raízes desinfestadas. Os resultados obtidos most
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Bacteria of the genus Azospirillum can endophytically colonize lowland rice plants and contribute to the development of this culture. The objective of this work was to evaluate the occurrence of endophytic Azospirillum spp. isolated from roots and stems of lowland rice plants grown in the State of Santa Catarina, Brazil. Samples of lowland rice plants were collected in eight farms in the cities of Guaramirim (two areas), Massaranduba, Rodeio (two areas), Rio do Sul, Agronômica and Pouso Redondo. Azospirillum spp. occurrence in disinfested roots and stems of the collected plants was evaluated using the More Probable Number method (MPN), in two semi-solid selective broth: NFb (A. lipoferum and A. brasilense) and LGI (A. amazonense), and the similarity among the eight areas was estimated by the principal component analysis (PCA). The bacteria grown in semi-solid broths were purified in their respective broths, isolated in PDA broth to obtain pure and morphologically characterized cultures. The mean population density of Azospirillum spp. varied from 1.6x108 to 1.42x108 cells g-1 of fresh matter (LGI), and from 1.76x108 to 1.56x108 cells g-1 of fresh matter (NFb), in roots and stem, respectively. Sixty two (62) isolates were obtained, most of them from disinfested roots. The results showed that Azospirillum spp. occurs in satisfactory population densities in lowland rice fields in
Bactérias do gênero Azospirillum podem colonizar endofiticamente plantas de arroz irrigado e contribuem para o desenvolvimento da cultura. O objetivo desse estudo foi avaliar a ocorrência de bactérias endofíticas do gênero Azospirillum isoladas de raízes e colmos de arroz irrigado cultivado em Santa Catarina. Amostras de plantas de arroz irrigado foram coletadas em oito propriedades rurais nas cidades de Guaramirim (duas áreas), Massaranduba, Rodeio (duas áreas), Rio do Sul, Agronômica e Pouso Redondo. A ocorrência de bactérias endofíticas do gênero Azospirillum em raízes desinfestadas e colmos foi avaliada através do método do Número Mais Provável de Propágulos (NMP), em meio seletivo semi-sólido NFb (A. lipoferum e A. brasilense) e LGI (A. amazonense), e a similaridade entre as áreas foi estimada através da análise de componentes principais (ACP). As bactérias crescidas nos meios semi-seletivos foram purificadas em seus respectivos meios, isoladas em meio BDA até a obtenção de culturas puras e caracterizadas morfologicamente. A densidade populacional média de Azospirillum spp. foi de 1,6x108 e 1,42x108 células g-1 de matéria fresca (meio LGI), e 1,76x108 e 1,56x108 células g-1 de matéria fresca (meio NFb), para raízes e colmos respectivamente. Ao final do isolamento, foram obtidos 62 isolados, dos quais a maior parte oriunda de raízes desinfestadas. Os resultados obtidos most