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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2020.tde-12012021-162749
Document
Author
Full name
Bianca Corrêa
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2020
Supervisor
Committee
Delalibera Junior, Italo (President)
Bento, Jose Mauricio Simoes
Júnior, Nelson Sidnei Massola
Rangel, Drauzio Eduardo Naretto
Title in English
Development of drying methods and evaluation of blastospores efficacy of Beauveria bassiana, Cordyceps fumosorosea, and Metarhizium rileyi against Euschistus heros and Spodoptera spp.
Keywords in English
Hypocreales
Liquid fermentation
Microbial control
Soybean pests
Abstract in English
Blastospores are cells naturally produced inside the insect's body during the infection process by many entomopathogenic fungi. These cells can be produced in vitro in rich liquid media under proper agitation and aeration conditions. In Brazil, there is still no biopesticide based in blastospore being commercialized, all products based on aerial conidia. Beauveria bassiana and Cordyceps fumosorosea are known for their capacity to infect a broad range of hosts, while Metarhizium rileyi is well known for its specificity caterpillar. The soybean crop is responsible for more than half of the pesticides used in the country for pest control, whether by sucking insects or defoliating caterpillars. This study's objective was to select isolates of B. bassiana, C. fumosorosea, and M. rileyi with high productivity of virulent blastospores to a wide range of hosts and to develop drying methods for these cells, crucial steps for the development of a blastospore-based bioproduct. The first part of this project consisted of evaluating the blastospore production of 12 isolates of the fungi, B. bassiana (4), C. fumosorosea (4), and M. rileyi (4). Later, two isolates of each species were selected for the virulence assays with second instar caterpillars of Spodoptera cosmioides, Spodoptera eridania, Spodoptera frugiperda, and Euschistus heros adults. The second part of the project consisted of performing screening of fillers and formulations with three blastospore drying methods for C. fumosorosea, referred to as fast air drying, slow air, and spray drying. After selecting two formulations, the dried blastospores' shelf life was determined for B. bassiana, C. fumosorosea, and M. rileyi stored at 4 and 28°C. The results showed that all the isolates attained concentrations upper 108 blastospores mL-1 and some reached higher than 109 blastospores mL-1. Significant variability was observed in pest species' susceptibility to blastospores from isolates of the three fungal species. Blastospores were more sensitive to the drying process via spray drying, for some formulations and especially for M. rileyi. Two formulations F12 and F20 showed blastospores' viability greater than 80% in the three drying methods. After 120 days of storage at 4°C, some combinations of formulations and drying methods showed blastospores viability above 70% for B. bassiana and C. fumosorosea. The results obtained in this project reveal the potential of using blastospores to control soybean pests and bring advances in the development of drying methods for these fungal structures.
Title in Portuguese
Desenvolvimento de um método de secagem e avaliação da eficácia de blastosporos de Beauveria bassiana, Cordyceps fumosorosea e Metarhizium rileyi contra Euschistus heros e Spodoptera spp.
Keywords in Portuguese
Controle microbiano
Fermentação líquida
Hypocreales
Pragas da soja
Abstract in Portuguese
Blastosporos são células produzidas naturalmente no interior do corpo dos insetos durante o processo de infecção por muitos fungos entomopatogênicos. Artificialmente, estas células podem ser produzidas em meios líquidos nutricionalmente ricos em condições de agitação e aeração adequadas. No Brasil, ainda não há nenhum biopesticida a base de blastosporos sendo comercializado, sendo os produtos a base de conídios aéreos. Beauveria bassiana e Cordyceps fumosorosea são fungos conhecidos por apresentarem a capacidade de infectar uma ampla gama de hospedeiros enquanto que Metarhizium rileyi é bem conhecido por ser específico a lagartas. A cultura da soja é responsável por mais da metade dos pesticidas usados no país para o controle de pragas, seja por insetos sugadores ou lagartas desfolhadoras. O objetivo deste estudo foi selecionar isolados de B. bassiana, C. fumosorosea e M. rileyi com alta produtividade de blastosporos virulentos a uma ampla gama de hospedeiros e desenvolver métodos de secagem para estas células, etapas cruciais para o desenvolvimento de um bioproduto a base de blastosporos. A primeira etapa deste projeto consistiu na avaliação da produção de blastosporos de 12 isolados de B. bassiana (4), C. fumosorosea (4) e M. riley (4). Posteriormente, dois isolados de cada espécie foram selecionados para os ensaios de virulência com lagartas de segundo ínstar de Spodoptera cosmioides, Spodoptera eridania, Spodoptera frugiperda e adultos de Euschistus heros. A segunda etapa do projeto consistiu na realização de um screening de excipientes e formulações para serem utilizados em três métodos de secagem de blastosporos para C. fumosorosea, sendo air drying rápido, air drying lento e spray drying. Após a seleção de duas formulações, as mesmas foram utilizadas na secagem de blastosporos de B. bassiana, C. fumosorosea e M. rileyi de modo a avaliar o shelf life durante o armazenamento a 4 e 28°C. Os resultados mostraram que todos os isolados atingiram concentrações superiores a 108 blastosporos mL-1 e alguns produziram mais de 109 blastosporos mL-1. Foi observada uma grande variabilidade na susceptibilidade das espécies de pragas aos blastosporos dos isolados das três espécies fúngicas. Os blastosporos se mostraram mais sensíveis ao processo de secagem via spray drying, para algumas formulações e especialmente para M. rileyi. Duas formulações F12 e F20 apresentaram viabilidade de blastosporos superiores a 80% nos três métodos de secagem. Após 120 dias de armazenamento a 4°C algumas combinações de formulações e métodos de secagem apresentaram viabilidade de blastosporos acima de 70% para B. bassiana e C. fumosorosea. Os resultados obtidos neste projeto revelam o potencial da utilização de blastosporos para o controle de pragas da soja, assim como apresenta avanços no desenvolvimento de métodos de secagem para estas estruturas fungicas.
 
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Publishing Date
2021-01-15
 
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