título do resumo

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POTENCIAL ANTAGÔNICO DE BACTÉRIAS ENDOFÍTICAS ISOLADAS DE
SOJA TRANSGÊNICA RR E CONVENCIONAL, FRENTE A
Sclerotinia sclerotiorum
Tamy Rodrigues Baran, Valéria Carpentieri Pipolo, e-mail: [email protected]
Universidade Estadual de Londrina/Departamento de Agronomia, CCA.
Área e sub-área do conhecimento: Microbiologia Agrícola
Palavras-chave: Antagonismo. Atividade antifúngica. Atividade enzimática.
Resumo
Bactérias endofíticas habitam o interior de tecidos vegetais, sem qualquer dano para seu
hospedeiro. Podem ser isoladas de raiz, nódulos, caule, folhas e frutos em uma extensa
variedade de plantas. Muitos estudos comprovam que bactérias endofíticas são capazes
de controlar patógenos, pragas e nematóides em plantas. A procura por agentes de
controle biológico como alternativa para melhorar o estado fitossanitário de plantas vem
sendo um dos principais focos da pesquisa agrícola nas últimas décadas. O objetivo
desse trabalho foi avaliar o potencial antagônico de bactérias endofíticas isoladas de
plantas de soja transgênica RR e convencional frente a Sclerotinia sclerotiorum. Os
isolados foram recuperados a partir de tecidos de folhas, raízes e caules de soja
convencional e transgênica. O antagonismo foi avaliado mensurando o tamanho do halo
antagônico formado. Foram realizados testes de sensibilidade à pronase e produção de
enzimas anti-fúngicas lipase, protease e quitinase para verificação do antagonismo
atuante. No total, foram recuperadas 229 bactérias onde apenas cinco isolados
apresentam um alto potencial antagônico à S. sclerotiorum. A maior densidade de
comunidade bacteriana endofítica e número de bactérias recuperadas foram verificados
em tecidos radiculares, seguidas pelos tecidos foliares. A maior população de bactérias
foi verificada em soja transgênica comparada à soja convencional. O isolado 152
apresentou alta atividade antifúngica, no entanto, não apresentou nenhuma atividade
enzimática positiva. Os isolados 42, 130, 137, 152 e 243 apresentaram alta atividade
antagônica in vitro frente ao fungo estudado. Nenhuma bactéria endofítica recuperada
apresentou resultado positivo os testes de quitinase e pronase.
Introdução
A ocorrência do mofo-branco ou podridão branca da haste causada pelo fungo
Sclerotinia sclerotiorum, vem aumentando no Brasil de forma crescente o que vem
acarretando grandes perdas na cultura da soja. Trabalhos de Cardoso, (1994)
comprovam a perda de mais de 50% na produtividade em soja, causada pelo mofobranco. A procura por agentes de controle biológico como alternativa sustentável para
aumentar a produtividade de plantas e melhorar seu estado fitossanitário, vem sendo um
dos principais focos da pesquisa agrícola nas últimas décadas. Isso se deve
especialmente em virtude da necessidade do uso de alternativas ecológicas que visem à
redução do uso extensivo de agroquímicos no combate de doenças das culturas
(ONGENA; JACQUES, 2008).
1
Bactérias endofíticas são microrganismos benéficos que vivem no interior de
tecidos vegetais sem causar danos às plantas, desfrutam de um direto provimento de
nutrientes e estão protegidos contra os estresses bióticos e abióticos. Muitos estudos
comprovam que bactérias endofíticas são capazes de controlar patógenos em plantas,
pragas e nematóides. Em relação a isso, diversos estudos foram feitos isolando,
quantificando, caracterizando e identificando as bactérias endofíticas em plantas de soja
convencional (HUNG e ANNAPURNA, 2004; KUKLINSKY-SOBRAL et al., 2005;
ASSUMPÇÃO, 2008) e transgênica (KUKLINSKY-SOBRAL et al., 2005;
ASSUMPÇÃO, 2008), com o objetivo de obter microrganismos que possam conferir
características vantajosas para o hospedeiro, como o controle de pragas. Mesmo
sabendo de seu potencial, pouco se sabe sobre os mecanismos envolvidos na atividade
antagônica que as bactérias endofíticas possuem (HALLMAN et al., 1997).
Considerando a importância econômica da soja e o interesse de alternativas
sustentáveis para controle de doenças, esse trabalho teve como objetivo avaliar o
potencial antagônico de bactérias endofíticas isoladas de plantas de soja transgênica RR
e convencional frente, in vitro, a Sclerotinia sclerotiorum.
Materiais e Métodos
Foram utilizadas quatro cultivares de soja de quatro locais distintos, utilizadas
para o isolamento bacteriano. Em Ponta Grossa, Paraná (25º05'42"S, 50º09'43"W),
coletaram-se as cultivares BRS 361 e BRS 245 RR; em Guarapuava, Paraná
(25º23'43"S, 51º27'29"W), foram coletadas as cultivares BRQ09-11694 e BMX
Energia, em Campos Novos, Santa Catarina (27º24'06"S, 51º13'30"W), a BRQ09-11694
e BMX Energia. Em Cascavel (24º57'21"S, 53º27'19"W) as cultivares TMG 801 e a
NK7059 RR. Realizou-se a coleta ao acaso de três plantas de cada cultivar em cada
local experimental no estádio R6 (FARIAS et al., 2007).
Os isolados foram recuperados a partir de tecidos de folhas, raízes e caules de
soja convencional e transgênica. As estirpes bacterianas foram inoculadas em meio NA
ou TSA e incubadas a 30°C/ 24 h. O teste de antagonismo foi realizado através da
inoculação de 1 cm² de meio contendo o isolado bacteriano em uma placa de Petri com
PDA com a cultura de Sclerotinia. sclerotiorum.
O antagonismo foi avaliado mensurando o tamanho do halo formado: (-)
ausência de atividade; (+) 1-2 mm, pouca atividade; (++) 3-5 mm, atividade mediana;
(+++) superior a 5 mm, alta atividade.
Foram também realizados testes de produção de lipase, protease e quitinase para
verificação se o antagonismo atuante é através dessas enzimas anti-fúngicas. Também, a
fim de determinar se a molécula ativa responsável pela atividade anti-fúngica é uma
proteína foi realizado o teste de sensibilidade à pronase.
Resultados e Discussão
Foram isoladas 229 bactérias endofíticas de raízes, caules e folhas de cultivares
de soja convencional e transgênica (RR), coletadas em quatro locais diferentes. A
densidade da comunidade bacteriana variou conforme os diferentes tecidos avaliados
das plantas amostradas, mesmo colonizando sistemicamente a planta, as bactérias
endofíticas apresentam preferência de colonização por certos tecidos. A maior
densidade de comunidades de bactérias endofíticas foi observada nas raízes,
2
comparando-se as médias de todas as cultivares e de todas os locais. Assim, o tecido do
sistema radicular apresentou a maior média seguido dos tecidos foliares e do tecido
caulinar respectivamente (4,78; 3,19 e 3,04 UFC log10 g-1 peso fresco
respectivamente).
Figura1: Densidade de bactérias
endofíticas recuperadas de diferentes
tecidos de soja convencional e
transgênica (RR) coletadas em
quatro locais
Resultados obtidos entre os
diferentes tipos de cultivares
mostraram que as cultivares de
soja
transgênica
RR
apresentaram maior densidade
de bactérias endofíticas, com
médias superiores (3,46 a 4,58
UFC log10 g -1 peso fresco)
comparadas aos resultados
obtidos em cultivares convencionais (2,32 a 4,13 UFC log10 g -1 peso fresco). No
presente contexto, os resultados obtidos sugerem que cultivares transgênicas possuem
maior densidade de comunidades de bactérias endofíticas comparadas com cultivares de
soja convencional.
Tabela
1:
Potencial
antagônico frente a S.
sclerotiorum de bactérias
endofíticas e atividade dos
metabólitos
de
pronase,
protease, lípase e quitinase.
Das
229
bactérias
recuperadas de soja
transgênica
e
convencional, apenas 19
(8,3%)
demonstraram
antagonismo ao fungo
Sclerotinia sclerotiorum.
Das
19
bactérias
antagônicas, 9 (47,3%)
bactérias
endofíticas
foram isoladas de cultivares convencionais e 10 (52,7%) bactérias foram isoladas de
cultivares transgênicas. Em relação ao tecido que foram isoladas, 10 (52,7%) bactérias
foram isoladas de raízes, 6 (31,5%) bactérias foram isoladas de folhas e 3 (15,8%)
bactérias foram isoladas de tecidos caulinares, como mostra dados na Tabela 1.
3
Conclusões
A densidade da comunidade bacteriana e o número de bactérias endofíticas recuperadas
foram maiores quando obtidos de tecidos radiculares e de soja transgênica RR.
Das 229 bactérias endofíticas recuperadas de cultivares de soja transgênica (RR)
e convencional, 19 (8,3%) demostraram antagonismo ao fungo estudado. 7 (36,8%)
apresentaram a enzima lipase como atuante do antagonismo e 4 (21,05%) apresentaram
atuação da enzima protease.
Em relação às 19 bactéricas que apresentaram antagonismo, apenas 5 (26,31%)
apresentaram alta atividade antifúngica in vitro ao patógeno Sclerotinia sclerotiorum,
dentre eles os isolados 42, 130, 137 e 243 (recuperados de raiz) e 152 (recuperado de
caule), apresentando potencial para serem utilizados no desenvolvimento de produtos
biotecnológicos.
O isolado 152 não apresentou lipase, protease, quitinase e não obteve
sensibilidade ao teste de pronase, portanto seu antagonismo pode estar associado à
produção de metabólitos não avaliados neste experimento.
Nenhuma das bactérias endofíticas antagônicas produziram quitinase e não
obtivemos nenhum resultado positivo a sensibilidade à pronase nas bactérias endofíticas
recuperadas
Referências
ASSUMPÇÃO, L.C. Diversidade da comunidade bacteriana endofítica de sementes de
soja e o seu potencial biotecnológico. Dissertação (Mestrado em Microbiologia
Agrícola) - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São
Paulo,
Piracicaba,
2009.
Disponível
em:
http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11138/tde-10022009-154643/pt-br.php.
Acesso em: 28-04-2014.
CARDOSO, J. E. Mofo-branco. In: SARTORATO, A.; RAVA, C. A. (Ed.). Principais
doenças do feijoeiro comum e seu controle. Brasília: EMBRAPA SPI p. 111-122,
1994 (EMBRAPA-CNPAF. Documentos, 50).
FARIAS, J.R.B.; NEPOMUCENO, A.L.; NEUMAIER, N. Ecofisiologia da soja.
Circular Técnica 48, Embrapa, Londrina, PR, p. 1-9, 2007.
HALLMANN, J.; QUADT-HALLMANN, A.; MAHAFFEE, W. F.; KLOEPPER, J. W.
Bacterial endophytes in agricultural crops. Canadian Journal of Microbiology,
Ottawa, v. 43, p. 895-914, 1997.
HUNG, P; ANNAPURNA, K. Isolation and Characterization of Endophytic Bacteria in
Soybean (Glycine sp.) Omonrice. v.12 ed.1 p.92-101, 2004.
KUKLINSKY-SOBRAL, J; ARAUJO, W; MENDES, R; PIZZIRANI-KLEINER, A;
AZEVEDO, J. Isolation and characterization of endophytic bacteria from soybean
(Glycine max) grown in soil treated with glyphosate herbicide. Plant and Soil, v. 273 p.
91–99, 2005.
ONGENA, M; JACQUES, P. Bacillus lipopeptides: versatile weapons for plant disease
biocontrol. Trends in Microbiology v16. p115-125. 2008.
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