Antagonismo da cepa LABIM22 de Bacillus velezensis frente a fungos fitopatógenos e biocontrole do mofo branco em sementes de soja

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dc.contributor.advisorBalbi-Peña, Maria Isabel
dc.contributor.authorHigashi, AllanYukio
dc.contributor.bancaSchwan-Estrada, Kátia Regina Freitas
dc.contributor.bancaBaba, Viviane Yumi
dc.contributor.coadvisorOliveira Júnior, Admilton Gonçalves de
dc.coverage.extent82 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2024-10-25T18:11:34Z
dc.date.available2024-10-25T18:11:34Z
dc.date.issued2020-02-19
dc.description.abstractO controle de doenças de plantas no Brasil é realizado fundamentalmente com defensivos agrícolas de origem química sintética, o que pode causar danos ambientais e favorecer a seleção de populações resistentes de fitopatógenos. Neste cenário o controle biológico torna-se uma alternativa promissora. O objetivo do estudo foi identificar e avaliar o potencial da cepa de Bacillus velezensis. LABIM22 como agente de biocontrole de doenças de plantas in silico: através da análise do genoma, in vitro: com testes de antibiose e investigação do seu potencial como promotor de crescimento e in vivo: avaliando o controle de mofo branco em sementes de soja. Os metabólitos com atividade antifúngica (preditos usando o software AntiSmash) foram fengicina, bacilibactina e surfactina. Nos testes de cultura dupla direta foram utilizados os fungos fitopatogênicos Sclerotinia sclerotiorum, Macrophomina phaseolina, Rhizoctonia solani, Botrytis cinerea, Fusarium solani e Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli como desafiadores. A cepa LABIM22 inibiu o crescimento micelial de todos os patógenos confrontados. O maior controle foi contra F. solani 145 com 75% de inibição e o menor contra S. sclerotiorum com 59%. A produção de metabólitos em meio líquido revelou que o meio formulado (MF- pedido em processo de patente) foi o mais eficiente para síntese de moléculas antifúngicas. Estes metabólitos foram estáveis em temperaturas de 70 °C, 100 °C e 121 °C; faixas de luz de 254 nm, 365 nm e luz branca e pH entre 3 e 11. Para avaliar a capacidade de promoção de crescimento de plantas da cepa LABIM22 foram testadas: a habilidade de solubilização de fosfato, a qual não apresentou atividade em meio GL (glicose, extrato de levedura, ágar) sólido, a produção de ácido indol acético, obtendo baixo índice de produção; e a produção de biosurfactante em meio ágar sangue onde verificou-se halo de hemólise de 20 mm. A concentração de 500 ug/mL de metabólitos inibiu 100% o crescimento micelial de S. sclerotiorum, enquanto para F. oxysporum a maior concentração estudada (1000 ug/mL ) inibiu apenas 51% do crescimento micelial. Os metabólitos da LABIM22 reduziram significativamente a formação de apotécios de S. sclerotiorum, não havendo diferença estatística com o fungicida químico utilizado (boscalida + dimosxistrobina). O potencial de controle do mofo branco foi avaliado em sementes de soja inoculadas com S. sclerotiorum. O tratamento com pó molhável a base de LABIM22 apresentou 93,5% de germinação das sementes e 94% de sementes sadias na dose de 300 g/100 kg de sementes, resultados estatisticamente iguais aos obtidos com fungicidas químicos recomendados para o controle de mofo branco (tiofanato metílico+fluazinam e boscalida+dimoxistrobina). Conclui-se que a cepa de B. velezensis LABIM22 tem potencial biotecnológico pois possui genes que codificam biomoléculas antifúngicas estáveis em amplas faixas de pH, temperatura e comprimento de onda; apresenta antagonismo frente aos fungos S. sclerotiorum, M. phaseolina, R. solani, B. cinerea, F. solani e F. oxysporum f. sp. phaseoli além de inibir a formação de apotécios a partir de escleródios de S. sclerotiorum e controlar eficientemente a incidência de mofo branco em sementes de soja. Seu potencial como agente promotor de crescimento vegetal ainda necessita de estudos mais aprofundados.
dc.description.abstractother1The control of plant diseases in Brazil is carried out mainly with pesticides of synthetic chemical origin, which can cause environmental damage and favor the selection of resistant populations of plant pathogens. In this scenario, biological control becomes a promising alternative. The aim of the study was to identify and evaluate the potential of the Bacillus velezensis strain LABIM22 as a biocontrol agent for plant diseases in three ways: in silico through genome analysis, in vitro by antibiosis tests and investigation of its potential as plant growth promoter, and in vivo: evaluating the control of white mold in soybean seeds. The metabolites with antifungal activity (predicted using the AntiSmash software) were fengicin, bacillibactin and surfactin. For dual culture test against fungal pathogens were used Sclerotinia sclerotiorum, Macrophomina phaseolina, Rhizoctonia solani, Botrytis cinerea, Fusarium solani and Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli as challengers. LABIM22 strain reduced micelial growth of all fungal pathogens. The highest control was against F. solani 145 with 75% inhibition and the lowest against S. sclerotiorum with 59%. The production of metabolites in liquid medium revealed that the formulated medium (MF- patent in process) was the most efficient for the synthesis of antifungal molecules. These metabolites were stable at temperatures of 70 ° C, 100 ° C and 121 ° C; light of 254 nm, 365 nm and white light and pH between 3 and 11. To evaluate the plant growth promotion ability of LABIM22 strain, phosphate solubilization in GL solid medium (glucose, yeast extract, agar), production of indole acetic acid (IAA) and production of biosurfactant in blood agar medium were performed. LABIM22 did not show phosphate solubilization activity, produced low level of IAA and produced a 20 mm hemolysis halo. LABIM 22 metabolites at the concentration of 500 ug / mL completely inhibited mycelial growth of S. sclerotiorum, while, for F. oxysporum, the highest concentration studied (1000 ug/mL) inhibited only 51%. These metabolites significantly reduced the S. sclerotiorum apothecia with no statistical difference with the chemical fungicide used 13 (boscalide+dimosxistrobina). LABIM 22 biocontrol of white mold was evaluated in soybean seeds inoculated with S. sclerotiorum. The treatment with wettable powder based on LABIM22 showed 93.5% of seed germination and 94% of healthy seeds at a dose of 300 g/100 kg of seeds, results statistically equal to those obtained with chemical fungicides recommended for the control of white mold (methyl thiophanate+fluazinam and boscalide+ dimoxystrobin). It is concluded that B. velezensis strain LABIM22 has biotechnological potential because of its genes that encode stable antifungal biomolecules in wide ranges of pH, temperature and wavelength; shows antagonism against S. sclerotiorum, M. phaseolina, R. solani, B. cinerea, F. solani and F. oxysporum f. sp. phaseoli in addition to reduce apothecia formation from S. sclerotiorum sclerotia and efficiently controlled the incidence of white mold in soybean seeds. Its potential as a plant growth promoting agent still needs further studies.
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/18265
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCA - Departamento de Agronomia
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Agronomia
dc.subjectBioativos
dc.subjectControle biológico
dc.subjectMofo branco
dc.subjectSoja - Sementes - Doenças
dc.subjectSementes de soja - Mofo branco (Doença)
dc.subjectSoja - Controle biológico
dc.subject.capesCiências Agrárias - Agronomia
dc.subject.cnpqCiências Agrárias - Agronomia
dc.subject.keywordsBioactive
dc.subject.keywordsBiological control
dc.subject.keywordsSclerotinia stem rot
dc.subject.keywordsSoybean - Seeds - Diseases
dc.subject.keywordsSoybean - Seeds - Diseases
dc.subject.keywordsSoybean - Biological control
dc.titleAntagonismo da cepa LABIM22 de Bacillus velezensis frente a fungos fitopatógenos e biocontrole do mofo branco em sementes de soja
dc.title.alternativeAntagonism of the LABIM22 strain of Bacillus velezensis against phytopathogenic fungi and biocontrol of white mold in soybean seeds
dc.typeDissertação
dcterms.educationLevelMestrado Acadêmico
dcterms.provenanceCentro de Ciências Agrárias

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