Potencial biotecnológico de cepas de Bacillus velezensis e Chromobacterium spp. para biocontrole de nematoides

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dc.contributor.advisorGonçalves, Leandro Simões de Azeredo
dc.contributor.authorAlves, Silas Mian
dc.contributor.bancaMeyer, Mauricio Conrado
dc.contributor.bancaWatanabe, Lycio shinji
dc.contributor.bancaAssis, Rafael de
dc.contributor.bancaMosela, Mirela
dc.coverage.extent125 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2026-08-25T14:11:48Z
dc.date.available2026-08-25T14:11:48Z
dc.date.issued2025-08-29
dc.description.abstractResumo: Dentre os nematoides de maior importância para a agricultura mundial destacam-se Meloidogyne javanica e Pratylenchus brachyurus, devido à sua ampla distribuição geográfica e aos danos diretos e indiretos que causam a diversas culturas de importância econômica. Entre as alternativas de controle, o controle biológico é um método de baixo impacto ambiental que vem se destacando nos últimos anos no manejo integrado de nematoides. Diante desse cenário, este estudo teve como objetivo avaliar o potencial nematicida e alguns mecanismos de ação envolvidos em cepas de Bacillus velezensis no controle de M. javanica, bem como avaliar o potencial de cepas de Chromobacterium spp. no controle de M. javanica e P. brachyurus e na inibição de três fungos fitopatogênicos in vitro. Nos ensaios em casa de vegetação e em campo foi observada alta efetividade da cepa B. velezensis Ag75 no controle de M. javanica, com reduções de aproximadamente 90% nas culturas de tomate e alface em condições de campo. Além disso, plantas de tomate tratadas com a cepa Ag75 apresentaram incrementos nos componentes de produtividade. Análises por UHPLC-MS/MS e GC-MS revelaram um conjunto diversificado de metabólitos secundários com atividade nematicida. A cepa Ag75 também produziu 23 compostos orgânicos voláteis (VOCs), que causaram 100% de mortalidade dos juvenis (J2) de M. javanica in vitro. As cepas B. velezensis Ag58 e Ag162 demonstraram contrastes na eficácia de biocontrole de M. javanica, destacando-se a Ag162 pela maior consistência nos diferentes experimentos. Ambas as cepas colonizaram sementes e raízes de soja, estabelecendo biofilmes e estruturas fibrilares compatíveis com exopolissacarídeos. Em relação à análise filogenômica, foi observada alta similaridade genética entre as cepas; contudo, elas divergiram quanto à estequiometria e diversidade de lipopeptídeos e VOCs, sendo que a Ag162 exibiu um arranjo metabólico mais equilibrado e a síntese de voláteis funcionais. As cepas de Chromobacterium spp. também apresentaram potencial como agentes de biocontrole. Elas promoveram redução significativa das populações de M. javanica em casa de vegetação e produziram um conjunto de 10 VOCs, que causaram 100% de mortalidade de J2 de M. javanica e inibiram em 70% o crescimento micelial de Macrophomina phaseolina. Além disso, no ensaio de antagonismo direto, as cepas inibiram significativamente o crescimento micelial de M. phaseolina, Sclerotinia sclerotiorum e Colletotrichum lindemuthianum. Esses resultados reforçam o potencial de biocontrole de B. velezensis, evidenciam as diferenças genéticas e metabólicas entre as cepas e revelam as cepas de Chromobacterium spp. estudadas como potenciais agentes de biocontrole
dc.description.abstractother1Abstract: Among the most important nematodes for global agriculture are Meloidogyne javanica and Pratylenchus brachyurus, due to their wide geographic distribution and the direct and indirect damage they cause to several economically important crops. Among the control alternatives, biological control is a low-environmental-impact method that has gained prominence in recent years within integrated nematode management. In this context, this study aimed to evaluate the nematicidal potential and some of the mechanisms of action involved in strains of Bacillus velezensis against M. javanica, as well as to assess the potential of Chromobacterium spp. strains in the control of M. javanica and P. brachyurus and in the inhibition of three phytopathogenic fungi in vitro. Greenhouse and field trials revealed high effectiveness of B. velezensis strain Ag75 in controlling M. javanica, with reductions of approximately 90% in tomato and lettuce crops under field conditions. In addition, tomato plants treated with strain Ag75 showed increases in yield components. UHPLC-MS/MS and GC-MS analyses revealed a diverse set of secondary metabolites with nematicidal activity. Strain Ag75 also produced 23 volatile organic compounds (VOCs), which caused 100% mortality of M. javanica second-stage juveniles (J2) in vitro. B. velezensis strains Ag58 and Ag162 demonstrated contrasting efficacy in the biocontrol of M. javanica, with Ag162 standing out for its greater consistency across experiments. Both strains colonized soybean seeds and roots, establishing biofilms and fibrillar structures compatible with exopolysaccharides. Phylogenomic analysis revealed high genetic similarity between the strains; however, they diverged in terms of the stoichiometry and diversity of lipopeptides and VOCs, with Ag162 exhibiting a more balanced metabolic arrangement and the synthesis of functional volatiles. Chromobacterium spp. strains also showed potential as biocontrol agents. They significantly reduced M. javanica populations in greenhouse trials and produced a set of 10 VOCs, which caused 100% mortality of M. javanica J2 and inhibited 70% of the mycelial growth of Macrophomina phaseolina. Furthermore, in direct antagonism assays, the strains significantly inhibited the mycelial growth of M. phaseolina, Sclerotinia sclerotiorum, and Colletotrichum lindemuthianum. These results reinforce the biocontrol potential of B. velezensis, highlight the genetic and metabolic differences among strains, and reveal the Chromobacterium spp. strains studied here as promising biocontrol agents
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/19559
dc.languagepor
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.subjectCompostos orgânicos voláteis
dc.subjectCromobacterium vaccinii
dc.subjectLipopeptídeos
dc.subjectMeloidogyne javanica
dc.subjectPratylenchus brachyurus
dc.subjectControle biológico
dc.subjectBactérias gram-negativas
dc.subjectPragas agrícolas
dc.subject.capesCiências Agrárias - Agronomia
dc.subject.cnpqCiências Agrárias - Agronomia
dc.subject.keywordsChromobacterium vaccinii
dc.subject.keywordsLipopeptides
dc.subject.keywordsMeloidogyne javanica
dc.subject.keywordsPratylenchus brachyurus
dc.subject.keywordsVolatile organic compounds
dc.subject.keywordsBiological control
dc.subject.keywordsGram-negative bacteria
dc.subject.keywordsAgricultural pests
dc.titlePotencial biotecnológico de cepas de Bacillus velezensis e Chromobacterium spp. para biocontrole de nematoides
dc.title.alternativeBiotechnological potential of Bacillus velezensis and Chromobacterium spp. strains for nematode biocontrol
dc.typeTese
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dcterms.provenanceCentro de Ciências Agráriaspt_BR

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