Effects of entomopathogenic fungi used as plant inoculants on plant growth and pest control

Autor: Canassa, Fernanda
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Druh dokumentu: Tese de Doutorado
Popis: Entomopathogenic fungi (EPF) of the genera Metarhizium and Beauveria are able to endophytically colonize a wide variety of plant species, providing protection against arthropod pests; besides increasing the plant development; and act as phytopathogen antagonists. The main objective of the present project was to evaluate the potential of entomopathogenic fungi as plant inoculants against the two-spotted spider mite Tetranychus urticae and the effects on plant growth promotion. Tritrophic effects were also studied, by evaluating prey consumption and feeding behavior of the predatory mite Phytoseiulus persimilis. The evaluated strategy has several potential benefits compared to the sole use of EPF as contact biocontrol agents, as it may control both pests and phytopathogens; be compatible with other natural enemies; provide limited exposure of fungal propagules to adverse environmental conditions, and accelerate seed emergence and plant growth. Considering this, the effects of seed inoculation using two isolates of Metarhizium robertsii and Beauveria bassiana were evaluated at University of Copenhagen, Denmark, on plant development (i.e. biomass and yield) and T. urticae population growth in a model system with bean plants under greenhouse conditions. Effects on feeding performance of P. persimilis were also studied in laboratory conditions. In Brazil, inoculation studies with EPF were conducted at ESALQ/USP with strawberry plants in greenhouse conditions and in the field in four commercial production areas of strawberries in Atibaia-SP and Senador Amaral-MG. In greenhouse studies, the effects of 15 isolates of Metarhizium spp., 5 isolates of B. bassiana and 5 of Cordyceps (= Isaria) fumosorosea were studied, whereas in the commercial area one isolate of Metarhizium and Beauveria was used. Strawberry roots were inoculated by submersion in fungal suspensions, and the population growth of spider mites, while plants development was assessed by measuring root lengths, biomass of roots and leaves, and the strawberry fruit weight. The results showed a significant reduction in T. urticae population and in general better plant development in both crops. The production of string beans and strawberry fruits were higher in inoculated plants than in non-inoculated plants. There was no difference in predation rate and feeding behavior of the predator mite P. persimilis towards T. urticae from fungal inoculated and uninoculated plants. In the commercial strawberry production areas there were significantly lower populations of T. urticae and fewer symptoms of plant diseases on plants in the fungal treated beds compared to plants in untreated beds. The results of this project bring a new perspective on the use of Metarhizium and Beauveria as plant protecting agents revealing that the use of entomopathogenic fungi as plant inoculants may be a promising strategy.
Fungos entomopatogênicos dos gêneros Metarhizium e Beauveria são capazes de colonizar endofiticamente uma ampla variedade de espécies de plantas e conferir à estas, proteção contra artrópodes pragas; além de acelerar o seu desenvolvimento; e atuar como antagonistas de fitopatógenos. O objetivo geral deste projeto foi avaliar o potencial de fungos entomopatogênicos como inoculantes contra o ácaro rajado Tetranychus urticae e seus efeitos na promoção de crescimento de plantas. O efeito tri-trófico no consumo e comportamento alimentar do ácaro predador Phytoseiulus persimilis também foi estudado. A estratégia avaliada traz vários potenciais benefícios comparado ao uso exclusivo de fungos entomopatogênicos como agentes de controle biológico de contato, como o controle duplo de pragas e fitopatógenos; compatibilidade com outros inimigos naturais; menor exposição de propágulos às condições ambientais adversas, além de acelerar a emergência de sementes e o crescimento de plantas. Diante disso, os efeitos da inoculação de sementes usando dois isolados de Metarhizium robertsii e Beauveria bassiana foram avaliados na Universidade de Copenhagen, Dinamarca, na promoção de crescimento das plantas (biomassa e produção) e no crescimento populacional de T. urticae em um sistema modelo com plantas de feijão em casa-de-vegetação. Efeitos no comportamento alimentar de P. persimilis foram também estudados em condições de laboratório. No Brasil, estudos foram conduzidos na ESALQ/USP com plantas de morangueiro em casa-de-vegetação e em quatro áreas de produção comercial de morangueiro em Atibaia-SP e Senador Amaral-MG. Nos estudos em casa-de-vegetação, os efeitos de 15 isolados de Metarhizium spp., 5 de B. bassiana e 5 de Cordyceps (= Isaria) fumosorosea foram estudados, enquanto em área comercial um isolado de Metarhizium e Beauveria foram utilizados. Raízes de morangueiro foram inoculadas por imersão em suspensões fúngicas, e foram avaliados o crescimento populacional do ácaro rajado e o desenvolvimento das plantas, quantificando o comprimento de raiz, biomassa de raiz e de parte aérea, e massa de frutos de morango. Os resultados mostraram redução significativa na população de T. urticae e em geral melhor desenvolvimento das plantas nas duas culturas. A produção de vagens em plantas de feijão e de frutos de morango foram superiores nas plantas inoculadas em relação às não inoculadas. Não se observou diferenças na taxa de predação e comportamento alimentar do ácaro predador P. persimilis quando oferecidos T. urticae provenientes de plantas inoculadas e não inoculadas. Em campo foram observadas populações significativamente menores de T. urticae e menos sintomas de doenças nas plantas inoculadas com os fungos, comparado às plantas não inoculadas. Os resultados obtidos por este projeto trazem uma nova perspectiva do uso de Metarhizium e Beauveria como agentes protetores de plantas revelando que a utilização de fungos entomopatogênicos como inoculantes pode ser uma estratégia promissora.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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