Biocontrol potential of actinobacteria against Pantoea ananatis, the causal agent of maize white spot disease / Potencial de biocontrole de actinobactérias contra Pantoea ananatis, agente causal da doença mancha branca do milho

Pantoea ananatis is the causal agent of maize white spot, a foliar disease responsible for significant maize yield reduction worldwide, especially in Brazil. In general, the maize foliar diseases control involves the adoption of resistant genotypes and pesticides application. However, the use of agrochemicals can significantly cause increase production costs, damage to human health and negative environmental impacts. In this sense, the use of biological control agents has been considered among the most promising eco-friendly technologies for sustainable agriculture. Actinobacteria, particularly of Streptomyces genus, has been widely recognized as agroindustrially important microorganism due to its potential in producing diverse range of secondary metabolites, including antibiotics and enzymes. Thus, the aim of this work is to characterize and to evaluate the potential of soil actinobacteria for P. ananatis control. We observed that 59 actinobacteria strains (85%) exhibited proteolytic or chitinolytic activity. Only the strains Streptomyces pseudovenezuelae ACSL 470, that also exhibited high proteolytic activity, S. novaecaesareae ACSL 432 and S. laculatispora ACP 35 demonstrated high or moderate antagonist activity in vitro against P. ananatis. Temporal analysis of metabolites produced by these strains growth in different liquid media indicated greater antibacterial activity at 72 h. In this condition, chromatographic and mass spectrometry analysis revealed that S. pseudovenezuelae ACSL 470 strain produced neomycin, an aminoglycoside antibiotic that displayed high bactericidal activity in vitro against P. ananatis. This is the first report of actinobacteria acting as potential microbial antagonists for P. ananatis control. Further studies are needed to determine the control efficacy of maize white spot disease by Streptomyces strains or their metabolites in greenhouse and field conditions.

Pantoea ananatis é o agente causal da mancha branca do milho, doença foliar responsável pela redução significativa da produtividade do milho em todo o mundo, especialmente no Brasil. Em geral, o controle de doenças foliares do milho envolve a adoção de genótipos resistentes e a aplicação de agrotóxicos. No entanto, o uso de agroquímicos pode causar aumento significativo dos custos de produção, danos à saúde humana e impactos ambientais negativos. Nesse sentido, o uso de agentes de controle biológico tem sido considerado uma das tecnologias ecologicamente corretas mais promissoras para a agricultura sustentável. Actinobactérias, particularmente do gênero Streptomyces, têm sido amplamente reconhecidas como microrganismos de importância agroindustrial devido ao seu potencial de produção de diversos metabólitos secundários, incluindo antibióticos e enzimas. Assim, o objetivo deste trabalho é caracterizar e avaliar o potencial de actinobactérias do solo para o controle de P. ananatis. Observamos que 59 cepas de actinobactérias (85%) apresentaram atividade proteolítica ou quitinolítica. Apenas as cepas Streptomyces pseudovenezuelae ACSL 470, que também exibiu alta atividade proteolítica, S. novaecaesareae ACSL 432 e S. laculatispora ACP 35 demonstraram alta ou moderada atividade antagonista in vitro contra P. ananatis. A análise temporal do crescimento dos metabólitos produzidos por essas cepas em diferentes meios líquidos indicou maior atividade antibacteriana em 72 h. Nesta condição, análises cromatográficas e de espectrometria de massa revelaram que a cepa S. pseudovenezuelae ACSL 470 produziu neomicina, um antibiótico aminoglicosídeo que apresentou alta atividade bactericida in vitro contra P. ananatis. Este é o primeiro relato de actinobactérias atuando como potenciais antagonistas microbianos para o controle de P. ananatis. Mais estudos são necessários para determinar a eficácia do controle da doença da mancha branca do milho por cepas de Streptomyces ou seus metabólitos em condições de casa de vegetação e campo.

Crescimento de Ruta graveolens l. Inoculada com micorrizas sob doses de fósforo / Growth of Ruta graveolens l. Inoculated with arbuscular mycorrhizal fungi under levels of phosphorus / Crecimiento del Ruta graveolens l. Inoculada con micorrizas bajo dosis de fósforo

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) são micro-organismos que fazem simbiose com raízes da maioria das plantas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência dos FMAs Rhizophagus clarus e Claroideoglomus etunicatum em substrato sob baixa e ou alta dose de fósforo (P), na produção de biomassa e na acumulação de P na arruda (Ruta graveolens L.). O experimento foi conduzido no laboratório de botânica da Universidade Paranaense - UNIPAR, município de Umuarama - PR. O delineamento experimental foi inteiramente ao acaso, em fatorial 3x2, sendo os fatores: FMAs (sem FMA, com R. clarus e ou com C. etunicatum); duas doses de P (20 e 200 mg kg-1) com 8 repetições por tratamento, num total de 48 unidades experimentais (vasos de 3 L). Avaliou-se a produção de massa seca das raízes (MSR), massa seca da parte aérea (MSPA), massa seca total (MST) e o acúmulo de P na parte aérea da planta (PPA). A produção de MSR, MSPA e MST pela planta não foram significativamente afetadas apenas pela adição de P ao substrato, porém sim, pela inoculação com o FMA C. etunicatum, sob baixo e ou alto P. O acúmulo de P na parte aérea da planta foi aumentado significativamente no tratamento sem a inoculação com FMAs. Conclui-se que a inoculação com C. etunicatum é indicada para aumentar a produtividade da arruda.(AU)

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are microorganisms that present symbiosis with the roots of most plants. The purpose of this work was to evaluate the influence of AMF Rhizophagus clarus and Claroideoglomus etunicatum on low and high doses of phosphorus (P) on plant biomass and P accumulation in rue (Ruta graveolens L.). The experiment was performed in the botanical laboratory at Universidade Paranaense ­ UNIPAR in the city of Umuarama, in the state of Paraná, Brazil. It used a completely randomized 3x2 experimental design, being: AMFs (without AMF, with R. clarus and/or with C. etunicatum); two levels of P (20 and 200 mg kg-1) with 8 repetitions per treatment, totaling 48 experimental units (3 L pots). Root dry matter (RDM), shoot dry matter (SDM), total dry matter (TDM) and P accumulation in the aerial part of the plant were evaluated. The production of RDM, SDM and TDM by the plant was not significantly affected by the addition of P to the substrate, but by the inoculation with AMF C. etunicatum under low and/or high P. The accumulation of P in the aerial part of the plant significantly increased in the treatment without AMF inoculation. It was concluded that inoculation with C. etunicatum is indicated to increase the productivity of rue.(AU)

Los hongos micorrícicos arbusculares (HMA) son microorganismos que forman simbiosis con las raíces de la mayoría de las plantas. El objetivo de este estudio fue evaluar la influencia del HMA Rhizophagus clarus y Claroideoglomus etunicatum en substrato so baja y/o alta dosis de fósforo (P), en la producción de biomasa y en la acumulación de P en la ruda (Ruta graveolens L.). El experimento se llevó a cabo en el laboratorio de botánica de la Universidad Paranaense - Unipar, municipio de Umuarama - PR. El diseño experimental fue completamente al azar, en un 3x2 factorial, con los factores: HMA (Sin HMA, con R. clarus y C. etunicatum); dos dosis de P (20 y 200 mg kg-1) con 8 repeticiones por tratamiento de un total de 48 unidades experimentales (vasos de 3 L). Se evaluó la producción de materia seca de las raíces (MSR), materia seca de la parte aérea (MSPA), materia seca total (MST) y la acumulación de P en la parte aérea de la planta (PPA). La producción de MSR, MSPA y MST por la planta no se vieron afectados significativamente sólo mediante la adición de P al sustrato, sino por inoculación con HMA C. etunicatum so bajo y/o alto P. El acúmulo de P en parte aérea de la planta se incrementó significativamente en el tratamiento sin inoculación con HMA. Se concluye que la inoculación con C. etunicatum está indicada para aumentar la productividad de la ruda.(AU)

Crescimento de Ruta graveolens l. Inoculada com micorrizas sob doses de fósforo / Growth of Ruta graveolens l. Inoculated with arbuscular mycorrhizal fungi under levels of phosphorus / Crecimiento del Ruta graveolens l. Inoculada con micorrizas bajo dosis de fósforo

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) são micro-organismos que fazem simbiose com raízes da maioria das plantas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência dos FMAs Rhizophagus clarus e Claroideoglomus etunicatum em substrato sob baixa e ou alta dose de fósforo (P), na produção de biomassa e na acumulação de P na arruda (Ruta graveolens L.). O experimento foi conduzido no laboratório de botânica da Universidade Paranaense - UNIPAR, município de Umuarama - PR. O delineamento experimental foi inteiramente ao acaso, em fatorial 3x2, sendo os fatores: FMAs (sem FMA, com R. clarus e ou com C. etunicatum); duas doses de P (20 e 200 mg kg-1) com 8 repetições por tratamento, num total de 48 unidades experimentais (vasos de 3 L). Avaliou-se a produção de massa seca das raízes (MSR), massa seca da parte aérea (MSPA), massa seca total (MST) e o acúmulo de P na parte aérea da planta (PPA). A produção de MSR, MSPA e MST pela planta não foram significativamente afetadas apenas pela adição de P ao substrato, porém sim, pela inoculação com o FMA C. etunicatum, sob baixo e ou alto P. O acúmulo de P na parte aérea da planta foi aumentado significativamente no tratamento sem a inoculação com FMAs. Conclui-se que a inoculação com C. etunicatum é indicada para aumentar a produtividade da arruda.(AU)

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are microorganisms that present symbiosis with the roots of most plants. The purpose of this work was to evaluate the influence of AMF Rhizophagus clarus and Claroideoglomus etunicatum on low and high doses of phosphorus (P) on plant biomass and P accumulation in rue (Ruta graveolens L.). The experiment was performed in the botanical laboratory at Universidade Paranaense ­ UNIPAR in the city of Umuarama, in the state of Paraná, Brazil. It used a completely randomized 3x2 experimental design, being: AMFs (without AMF, with R. clarus and/or with C. etunicatum); two levels of P (20 and 200 mg kg-1) with 8 repetitions per treatment, totaling 48 experimental units (3 L pots). Root dry matter (RDM), shoot dry matter (SDM), total dry matter (TDM) and P accumulation in the aerial part of the plant were evaluated. The production of RDM, SDM and TDM by the plant was not significantly affected by the addition of P to the substrate, but by the inoculation with AMF C. etunicatum under low and/or high P. The accumulation of P in the aerial part of the plant significantly increased in the treatment without AMF inoculation. It was concluded that inoculation with C. etunicatum is indicated to increase the productivity of rue.(AU)

Los hongos micorrícicos arbusculares (HMA) son microorganismos que forman simbiosis con las raíces de la mayoría de las plantas. El objetivo de este estudio fue evaluar la influencia del HMA Rhizophagus clarus y Claroideoglomus etunicatum en substrato so baja y/o alta dosis de fósforo (P), en la producción de biomasa y en la acumulación de P en la ruda (Ruta graveolens L.). El experimento se llevó a cabo en el laboratorio de botánica de la Universidad Paranaense - Unipar, municipio de Umuarama - PR. El diseño experimental fue completamente al azar, en un 3x2 factorial, con los factores: HMA (Sin HMA, con R. clarus y C. etunicatum); dos dosis de P (20 y 200 mg kg-1) con 8 repeticiones por tratamiento de un total de 48 unidades experimentales (vasos de 3 L). Se evaluó la producción de materia seca de las raíces (MSR), materia seca de la parte aérea (MSPA), materia seca total (MST) y la acumulación de P en la parte aérea de la planta (PPA). La producción de MSR, MSPA y MST por la planta no se vieron afectados significativamente sólo mediante la adición de P al sustrato, sino por inoculación con HMA C. etunicatum so bajo y/o alto P. El acúmulo de P en parte aérea de la planta se incrementó significativamente en el tratamiento sin inoculación con HMA. Se concluye que la inoculación con C. etunicatum está indicada para aumentar la productividad de la ruda.(AU)

Microbiology of organic and conventionally grown fresh produce

ABSTRACT Fresh produce is a generalized term for a group of farm-produced crops, including fruits and vegetables. Organic agriculture has been on the rise and attracting the attention of the food production sector, since it uses eco-agricultural principles that are ostensibly environmentally-friendly and provides products potentially free from the residues of agrochemicals. Organic farming practices such as the use of animal manure can however increase the risk of contamination by enteric pathogenic microorganisms and may consequently pose health risks. A number of scientific studies conducted in different countries have compared the microbiological quality of produce samples from organic and conventional production and results are contradictory. While some have reported greater microbial counts in fresh produce from organic production, other studies do not. This manuscript provides a brief review of the current knowledge and summarizes data on the occurrence of pathogenic microorganisms in vegetables from organic production.

Microbiology of organic and conventionally grown fresh produce

Fresh produce is a generalized term for a group of farm-produced crops, including fruits and vegetables. Organic agriculture has been on the rise and attracting the attention of the food production sector, since it uses eco-agricultural principles that are ostensibly environmentally-friendly and provides products potentially free from the residues of agrochemicals. Organic farming practices such as the use of animal manure can however increase the risk of contamination by enteric pathogenic microorganisms and may consequently pose health risks. A number of scientific studies conducted in different countries have compared the microbiological quality of produce samples from organic and conventional production and results are contradictory. While some have reported greater microbial counts in fresh produce from organic production, other studies do not. This manuscript provides a brief review of the current knowledge and summarizes data on the occurrence of pathogenic microorganisms in vegetables from organic production.(AU)