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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2023.tde-14032024-152536
Documento
Autor
Nome completo
Lucas Emidio da Silva
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2024
Orientador
Banca examinadora
Pascholati, Sergio Florentino (Presidente)
Paloschi, Cristiane Lurdes
Stangarlin, José Renato
Título em português
Produção de metabólitos por Streptomyces spp. e seu uso potencial no controle da ferrugem asiática (Phakopsora pachyrhizi) em soja
Palavras-chave em português
Actinomicetos
Controle alternativo
Controle biológico
Ferrugem-asiáticada-soja
Filtrados
Fitotoxinas
Resumo em português
O controle biológico/alternativo vem ganhando cada vez mais espaço na agricultura, a busca por formas sustentáveis e menos danosas ao meio ambiente e ao ser humano se tornou um assunto recorrente e de grande importância no âmbito agrícola. Dentre os múltiplos métodos de controle biológico/alternativo, o uso de metabólitos produzidos por microrganismos é um vasto campo a ser explorado, devido à diversidade de microrganismos produtores e à riqueza de substâncias por eles produzidos, devendo aqui ser citada as actinobactérias do gênero Streptomyces, produtoras de diversas substâncias já catalogadas e de outras ainda desconhecidas com alto potencial de uso. A ferrugem-asiática-da-soja (Phakopsora pachyrhizi) é considerada o patógeno mais importante para a sojicultura mundial, acarretando prejuízos expressivos, devido às perdas em produtividade e aos altos gastos com controle químico. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de metabólitos por diferentes isolados de Streptomyces spp. e avaliar o potencial de seus filtrados no controle da ferrugem-asiáticada-soja. Os isolados foram produzidos em meio aveia líquido, submetidos a diferentes agitações e presença/ausência de luz, em sequência seus filtrados foram aplicados sobre discos de tubérculo de batata, a fim de avaliar sua atividade biológica. Os isolados que apresentaram melhores resultados foram selecionados e cultivados em diferentes meios de cultura: Aveia, carboximetil celulose, carboximetil celulose + glicose e casca de batata + glicose, a fim de comparar seus efeitos sobre a produção de metabólitos. Posteriormente, os filtrados de cada isolado foram avaliados por métodos cromatográficos e uma nova seleção entre os isolados foi realizada baseando-se em uma fitotoxina pura aplicada à avaliação. Os isolados selecionados foram aplicados sobre urediniosporos de P. pachyrhizi a fim de avaliar seu potencial inibitório de germinação in vitro. Paralelamente, foram pulverizados em plântulas de soja em casa de vegetação, para avaliar seu potencial de controle direto e indireto sobre a severidade da doença in planta. Os resultados demonstraram que não há diferenças na produção de metabólitos quando alteradas as condições de agitação, presença de luz, assim como tampouco com os diferentes meios de cultura testados. Os isolados 1901, 1903 e 1926 foram os que apresentaram maior atividade biológica sobre os discos de tubérculos de batata. Nos testes cromatográficos, nenhum dos isolados demonstrou ter taxtomina (fitotoxina usada para comparação na avaliação), porém os isolados 1901, 1909 e 1926 apresentaram substâncias com tempo de retenção similar a esta. Quando aplicados sobre os urediniósporos de P. pachyrhizi, os isolados 1901 e 1909 se destacaram apresentando maior efeito inibitório sobre sua germinação. Por fim, ambos apresentaram efeito positivo no controle da severidade da doença, diminuindo-a, sendo o isolado 1909, o de maior destaque. Conclui-se que nem todos os isolados de Streptomyces avaliados são produtores de metabólitos com atividade biológica e dentre os que os produzem, todos são capazes de inibir a germinação dos urediniósporos in vitro, assim como reduzem a severidade da doença in planta.
Título em inglês
Production of metabolites by Streptomyces spp. and its potential use in the control of Asian rust (Phakopsora pachyrhizi) in soybean
Palavras-chave em inglês
Streptomyces
Alternative control
Asian soybean rust
Biological control
Metabolites
Phytotoxins
Resumo em inglês
Biological/alternative control has been gaining more and more space in modern agriculture, the search for sustainable ways, less harmful to the environment and human being has become a recurring subject of great importance in the agricultural field. Among the multiple methods of biological/alternative control, the use of metabolites produced by microorganisms is a vast field to be explored, due to the diversity of microorganisms produced and the richness of substances produced by them, here, actinobacterias of the genus Streptomyces, must be mentioned, producer of several valuable substances already cataloged and others still unknown with high potential for use. Asian soybean rust (Phakopsora pachyrhizi) is considered the most important pathogen for world soybean production, resulting in significant losses due to productivity losses and high expenses with chemical control. The objective of this work was to evaluate the production of metabolites by different isolates of Streptomyces spp. and to evaluate the potential of its filtrates in controlling Asian soybean rust. The isolates were produced in liquid oat medium, subjected to different agitation and presence/absence of light; in sequence their filtrates were applied on potato tuber discs, in order to evaluate their biological activity. The isolates that showed the best results were selected and cultivated in different culture media: Oats, carboxymethyl cellulose, carboxymethyl cellulose + glucose and potato peel + glucose, in order to compare their effects on the production of metabolites. Subsequently, the filtrate of each isolate were evaluated by chromatographic methods and a new selection among the isolates was performed based on a pure phytotoxin applied to the evaluation, the selected ones were applied on urediniospores of Phakopsora pachyrhizi in order to evaluate their in vitro germination inhibitory potential and sprayed on soybean seedlings in a greenhouse, to evaluate their potential for direct and indirect control over the severity of the pathogen in the planta. The results showed no difference in the production of metabolites due to changes in agitation, presence of light and culture medium. The isolates 1901, 1903 and 1926 were the ones that showed the highest biological activity on potato tuber discs. In the chromatographic tests, none of the isolates showed thaxtomin (phytotoxin used for comparison in the evaluation), but isolates 1901, 1909 and 1926 showed substances with retention time similar to this one, when applied on spores of Phakopsora pachyrhizi, isolates 1901 and 1909 stood out with a greater inhibitory effect on their germination. Finally, both showed a positive effect in controlling the disease severity, with isolate 1909 being the most prominent. It is concluded that not all Streptomyces isolates are producers of metabolites with biological activity, among which the adopted ones are all capable of inhibiting the germination of urediniospores in vitro, as well as the severity of the disease in planta.
 
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Data de Publicação
2024-03-18
 
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