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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2021.tde-05042021-103410
Document
Auteur
Nom complet
Isabella Tavares de Oliveira Silva
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Piracicaba, 2021
Directeur
Jury
Delalibera Junior, Italo (Président)
Yamamoto, Pedro Takao
Polanczyk, Ricardo Antônio
Sosa-Gomez, Daniel Ricardo
Titre en anglais
Selection of Metarhizium spp. for the management of Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) through inoculation in maize seeds and production of conidia and indole-3-acetic acid
Mots-clés en anglais
Spodoptera frugiperda
Endophytic relationship
Entomopathogenic fungi
Plant growth promotion
Plant health
Resumé en anglais
Entomopathogenic fungi of the genus Metarhizium (Hypocreales: Clavicipitaceae) can colonize different species of plants endophytically and have proved to be a promising strategy for promoting plant growth and controlling pests and diseases. Among the most important agricultural pests in Brazil and several other countries is the caterpillar, Spodoptera frugiperda, considered a key problem in maize. This study's objective was to determine the potential of different species of Metarhizium in promoting growth and endophytic colonization of corn plants and their antagonism against Spodoptera frugiperda and two important diseases of this crop. Conidia production of Metarhizium spp. in solid fermentation was used as the first screening of isolates and revealed that isolates of M. anisopliae showed better yield (> 109 conidia per gram of moist rice), followed by isolates of M. humberi and finally M. robertsii. Auxin production (IAA) in vitro of 21 Metarhizium spp. isolates was used as a second screening, testing the hypothesis that this hormone's production could be related to plant growth. However, no statistical difference was observed between the isolates, except for Metarhizium sp. Indeterminate 4 ESALQ1684 (3.8 µg IAA/mL), which differed statistically from the species M. anisopliae and M. humberi. Likewise, the seed inoculation of Metarhizium spp. did not enhance the growth traits of maize plants grown compared to untreated control plants in a greenhouse. The effect of inoculation of 108 conidia of Metarhizium spp. by corn seed in Spodoptera frugiperda caterpillars was carried out with seven isolates. Inoculation by M. humberi ESALQ1781 and M. robertsii ESALQ2966 showed more significant effects on caterpillars with mortality above 60% and median lethal time below 4.5 days. Simultaneously, only a 10% reduction in S. frugiperda survival was recorded on the control. The antagonist effect of Metarhizium isolates against the maize pathogen Fusarium graminearum was more evident than for the Exserohilum turcicum. Two isolates of M. robertsii and one of M. anisopliae showed greater antagonism against F. graminearum with values above 35% inhibition. Endophytic colonization was only confirmed in seven of the twelve Metarhizium spp. isolates on maize plants regardless of the recovery methods tested. The best way to recover Metarhizium was to macerate the roots and plate in the selective agar medium with crystal violet compared to fragmented roots without crystal violet. The most promising result of these studies was the low survival of S. frugiperda caterpillars in plants inoculated with some Metarhizium isolates, revealing the potential of this new strategy for using entomopathogenic fungi.
Titre en portugais
Seleção de Metarhizium spp. para o manejo de Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) através da inoculação em sementes de milho e produção de conídio e ácido 3-indol-acético
Mots-clés en portugais
Spodoptera frugiperda
Fitossanidade
Fungos entomopatogênicos
Promoção de crescimento de plantas
Relação endofítica
Resumé en portugais
Fungos entomoptagênicos do gênero Metarhizium (Hipocreales: Clavicipitaceae) podem colonizar diferentes espécies de plantas endofiticamente e provaram ser uma estratégia promissora para promover o crescimento das plantas e controlar pragas e doenças. Entre as pragas agrícolas mais importantes do Brasil e de vários outros países está a lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda. Este estudo objetivou determinar o potencial de diferentes espécies de Metarhizium em relação a promoção do crescimento e colonização endofítica das plantas de milho e seu antagonismo contra Spodoptera frugiperda e duas doenças importantes desta cultura. A produção de conídios de Metarhizium spp. em fermentação sólida foi utilizada como primeira triagem revelando que isolados de M. anisopliae apresentaram melhor rendimento (> 109 conidia por grama de arroz), seguidos por isolados de M. humberi e finalmente M. robertsii. A produção de auxina (AIA) in vitro de 21 isolados de Metarhizium foi utilizada como uma segunda triagem, testando a hipótese de que a produção deste hormônio poderia estar relacionada ao crescimento da planta. Entretanto, não foi observada diferença estatística entre os isolados, com exceção de Metarhizium sp. indeterminada 4 ESALQ1684 (3,8 µg IAA/mL), que difere estatisticamente das espécies M. anisopliae e M. humberi. Assim como a inoculação de sementes com Metarhizium spp. não apresentou promoção de crescimento das plantas de milho em comparação com plantas controle. O efeito da inoculação de 108 conídios via semente de Metarhizium spp. avaliado em lagartas Spodoptera frugiperda foi realizado com sete isolados. M. humberi ESALQ1781 e M. robertsii ESALQ2966 apresentaram efeitos mais significativos nas lagartas com mortalidade acima de 60% e tempo letal médio abaixo de 4,5 dias. Simultaneamente, apenas uma redução de 10% na sobrevivência de S. frugiperda foi registrada no controle. O efeito antagonista de Metarhizium spp. contra o patógeno de milho Fusarium graminearum se mostrou mais evidente em comparação com Exserohilum turcicum, com dois isolados de M. robertsii e um de M. anisopliae apresentando valores acima 35% de inibição contra F. graminearum. A colonização endofítica só foi confirmada em sete dos doze isolados de Metarhizium spp. em plantas de milho, independentemente dos métodos de recuperação testados, sendo o melhor macerando as raízes em placa de meio ágar seletivo com cristal violeta em comparação com raízes fragmentadas sem cristal violeta. O resultado mais promissor se mostrou com a baixa sobrevivência de lagartas S. frugiperda alimentadas com plantas inoculadas com Metarhizium spp., revelando o potencial desta nova estratégia para o uso de fungos entomopatogenicos.
 
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Date de Publication
2021-04-05
 
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