Isolation and selection of endosporogenic bacteria and actinomycetes aiming the biocontrol of witches’ broom (Crinipellis perniciosa) and black pod (Phytophthora spp.) of cocoa (Theobroma cacao L) and studies of antagonistic mechanisms against the fungus Crinipellis perniciosa
| Autor: | Macagnan, Dirceu |
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| Přispěvatelé: | Pomella, Alan William Vilela, Pereira, Maria Cristina Baracat, Romeiro, Reginaldo da Silva |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2005 |
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| Zdroj: | LOCUS Repositório Institucional da UFV Universidade Federal de Viçosa (UFV) instacron:UFV |
| Popis: | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Durante a realização deste trabalho teve-se por objetivo isolar da superfície de frutos de cacaueiro bactérias endosporogênicas e actinomicetos e selecionar os isolados mais eficientes visando o biocontrole da vassoura-de-bruxa (Crinipellis perniciosa) e da podridão-parda (Phytophthora spp) em frutos de cacaueiro. Foram obtidos um total 203 isolados de endosporogênicas e 94 de actinomicetos. À coleção adicionaram-se mais 39 isolados de bactérias antagônicas a patógenos do cacaueiro obtidas em trabalhos anteriores, totalizando 336 isolados. A seleção dos mais promissores foi feita com base na capacidade dos isolados inibirem a germinação de basidiósporos na superfície de frutos destacados do genótipo TSH 516, com 20-30 dias de idade. Numa primeira fase, cada isolado foi testado em um único fruto. Os isolados que inibiram a germinação de pelo menos 50 % dos basidiósporos foram novamente testados, desta vez cada isolado foi aplicado a três frutos. Foram obtidos como os mais promissores os isolados Ac4, Ac19, Ac26, Ac68, e Ac79 todos pertencentes ao gênero Streptomyces. Verificou-se que o uso de células vegetativas provenientes do cultivo desses antagonistas em meio liquido era mais eficiente que o uso dos esporos desses mesmos isolados na inibição da germinação dos basidiósporos. Adicionalmente, o sobrenadante proveniente do cultivo desses isolados em meio liquido mostrou-se tão eficiente quanto o uso de células vegetativas. A seleção final dos antagonistas foi também baseada na inibição da germinação de basidiósporos do patógeno porém, em condições de campo quando o isolado Ac79 foi considerado como o mais promissor. Os isolados pré-selecionados foram também testados quanto a sua capacidade em proteger frutos de cacau contra a podridão-parda (Phytophthora palmivora) em que destacou-se o isolado Ac26. Em ensaios em laboratório verificou-se que os cinco melhores isolados eram capazes de produzir sideróforos, ácido cianídrico e quitinases porém a estas substâncias atribui-se apenas papel secundário na inibição da germinação de propágulos de C. perniciosa. Adicionalmente, verificou-se que os isolados Ac26 e Ac79, em diferentes meios de cultura, produzem substâncias capazes de inibir a germinação de basidiósporos de C. perniciosa. As substâncias com essa propriedade produzidas pelo isolado Ac79 apresentam massa molecular inferior a 1 kDa enquanto aquelas produzidas pelo isolado Ac26 apresentam massa molecular entre 1 e 12 kDa. Para esse último, o fracionamento do sobrenadante em colunas e troca aniônica e catiônica permitem afirmar que pelo menos duas substâncias diferentes estão presentes sendo uma aniônica e uma catiônica. Os isolados Ac26 e Ac79 foram testados quando a sua capacidade em induzir resistência em mudas de cacaueiro. Verificou-se que os isolados foram capazes de induzir aumento na atividade de peroxidases e polifenol oxidases. Porém a não ocorrência de sintomas em mudas inoculadas com C. perniciosa dificultou estimar o real significado do aumento da atividade dessas enzimas na proteção das mudas. Ensaios mostraram a incompatibilidade entre os dois antagonistas quando aplicados em mistura porém quando o sobrenadante desses dois antagonistas foram combinados, houve efeito sinergístico na proteção de frutos contra P. palmivora. Em campo foi testada a real capacidade dos antagonistas aplicados tanto individualmente como em associação em proteger frutos de cacaueiro contra a inciência natural da podridão-parda e da vassoura- de-bruxa. A efetividade dos isolados foi comparada à efetividade do óxido cuproso e à plantas sem nenhum tratamento. Não foi observada diferença estatísticamente significativa entre os diferentes tratamentos. Esta ausência de controle das doenças é atribuída ao início tardio das aplicações. Com base nos resultados dos diferentes ensaios pode-se concluir que o isolado Ac26 é um antagonista promissor para o biocontrole da podridão-parda enquanto o Ac79 é um antagonista promissor para o biocontrole da vassoura-de-bruxa. Porém são necessários mais estudos visando confirmar a efetividade desses isolados em condições de campo. This work had as main objective to isolate from the surface of cocoa fruits sporogenic bacteria as well as actinomycetes and select the ones more efficient for the biocontrole of witches’ broom (Crinipellis perniciosa) and black pod (Phytophthora spp.) in cocoa fruits. A total of 336 isolates was obtained, being 203 of them sporogenic bacteria, 94 actinomycetes and 39 bacteria antagonic to cocoa pathogens, selected in previous research. The initial screen was accomplished based on the ability of every isolate under investigation to inhibit basidiospore germination onto the surface of 20-30 days old detached fruits (TSH 516 genotype). In a first approach, a single fruit per isolate was used and potential antagonists able to inhibit basiodiospore germination in, at least, 50% were selected. In a second approach, selection was done over, by using three fruits per isolate. At the end of the selection procedure, the potential antagonists namely Ac4, Ac19, Ac26, Ac68 and Ac79, all of them actinomycetes belonging to the genus Streptomyces, were chosen for continuing the work. It was verified that vegetative cells from liquid cultures were more efficient than spores for inhibiting basidiospore germination as well as that supernates from liquid cultures were as efficient as vegetative cells. Repeating the same procedure under field conditions with the best 5 isolates lead us to select definitely the isolate Ac79. The five selected antagonists were able to protect cocoa fruits against black pod (Phytophthora palmivora) and out of the isolate Ac26 was the most efficient in this aspect. In laboratory tests, it was possible to detect that the five isolates were able to produce siderophores, cyanide and chitinases but apparently those determinants of microbial antagonism seem to have a secondary importance on the inhibition of C. perniciosa basidiospores. Moreover, it was verified that antagonists Ac26 and Ac79, after being grown in distinct culture media are able to produce substances that inhibit basidiospore germination. Isolate Ac79 synthesizes inhibitory substance with a molecular weight smaller than 1 kDa while the one given off by isolate Ac26 have molecular weights ranging from 1 to 12 kDa. For the latter, resolution of supernates by column chromatography (ion exchange, either anionic or cationic) allowed us to conclude that at least two distinct antimicrobial compounds are present, being one negatively charge and the other one positively. Isolates Ac26 and Ac79 were checked for their ability as resistance inducers in cocoa seedlings and cocoa tissue exposure to their propagules did increase activity of peroxidases and polyphenoloxidases. Nevertheless, lack of symptoms in inoculated seedlings make difficult to evaluate the actual meaning of the aforementioned increases in activity as far as induced resistance is concerned. Compatibility assays indicated that it is impossible to deliver to fruits to be protected a mixture of propagules of both antagonism but the same does not apply to a mixture of their supernates and that this latter mixture has even a synergistic effect in terms of protection of cocoa fruits against an isolate of P. palmivora. In the field antagonists were delivered either alone or combined, in attempts to protect cocoa fruits against natural incidence of witches’ broom and black pod, being cuprous oxide and water as controls. No significant differences were observed among treatments and the reason might be because sprayings started too late. Results obtained from the aforementioned trials suggest that isolate Ac26 is a good antagonist for black pod while isolate Ac79 may turn into a good biocontrol agent for wiches’s broom, in spite of the fact that more tests ought to be performed in order to support this statement. |
| Databáze: | OpenAIRE |
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