Ação antagonista in vitro de Trichoderma spp. sobre Fusarium oxysporumResumo
A cultura da erva-mate está exposta a doenças que prejudicam o desenvolvimento da planta, reduzindo a produtividade. Dentre essas doenças têm-se a podridão-de-raízes causada por Fusarium spp. O objetivo deste trabalho foi avaliar a ação antagonista in vitro de Trichoderma spp. sobre Fusarium oxysporum, agente causal da podridão-de-raízes em erva-mate. Foram utilizados quatro isolados de Trichoderma spp. e um isolado de Fusarium oxysporum. A ação antagônica de Trichoderma spp. sobre F. oxysporum foi avaliada por meio do teste de pareamento de culturas e de metabólitos voláteis. No teste de pareamento de culturas, os isolados de Trichoderma spp. inibiram o crescimento micelial de Fusarium oxysporum, com percentual de inibição que variou de 13,06% a 14,24%. No teste de metabólitos voláteis, T. tomentosum e T. harzianum apresentaram os melhores resultados de inibição, com 27,70% e 24,46%, respectivamente. Assim, pode-se concluir que Trichoderma spp. apresenta ação antagonista in vitro contra F. oxysporum, agente causal da podridão-de-raízes em erva-mate.
Palavras-chave: Controle biológico; Erva-mate; Metabólitos voláteis
Abstract
Yerba mate (Ilex paraguariensis) crop is susceptible to many disease-causing agents that affect a plant, like a root rot, reducing its productivity. The present study aimed to evaluate the in vitro antagonist potential of Trichoderma sp. on Fusarium oxysporum, the causal agent of root rot in yerba mate. Four Trichoderma spp. isolates and one Fusarium oxysporum isolate were used. The antagonistic action of Trichoderma spp. on F. oxysporum was evaluated through the dual cultures and volatile metabolites tests. The results of the dual cultures assay revealed that Trichoderma spp. inhibited the mycelial growth of Fusarium oxysporum, with percent inhibition ranging from 13.06 to 14.24%. Moreover, in the volatile metabolites test, T. tomentosum and T. harzianum showed the best inhibition results, 27.70 and 24.46%, respectively. Thus, Trichoderma spp. presented in vitro antagonist potential in the control of Fusarium oxysporum.
Keywords: Biological control; Mate; Volatile metabolites
1 INTRODUÇÃO
A produção de erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hill. - Aquifoliaceae) está concentrada no Brasil, Argentina, Uruguai e Paraguai, sendo que no Sul do Brasil, a atividade silvicultural desta espécie foi pioneira em movimentar a economia da região (BARBOSA et al., 2020). Além da elevada capacidade de uso da matéria-prima em doces, refrigerantes, medicamentos e cosméticos, as folhas da erva-mate são destinadas, principalmente, ao preparo, por infusão, de um chá denominado chimarrão (BERGOTTINI et al., 2015). Nesse sentido, Cardoso Junior e Morand (2016) relataram aumento no consumo de produtos derivados da erva-mate em vários países, como Itália, Espanha, Estados Unidos, França, Coréia, Austrália, Japão, Alemanha, Rússia e Síria.
Os problemas fitossanitários da cultura da erva-mate têm sido relacionados em condições de viveiro e em árvores jovens, durante o estabelecimento da cultura. Os ervais encontram-se sujeitos ao ataque de patógenos, mesmo recebendo os tratos silviculturais recomendados. Fungos do gênero Fusarium são conhecidos por causarem diversas doenças, entre elas, a podridão-de-raízes. Dentre os sintomas desta doença, observa-se na parte aérea da muda amarelecimento com ou sem murcha, e queda de folhas, como consequência pode ocorrer a redução no crescimento das plantas, podendo evoluir para a morte. No sistema radicular, aparecem lesões necróticas que provocam o escurecimento e a podridão (AUER; SANTOS, 2016).
O controle das doenças causadas por patógenos disseminados pelo solo é uma tarefa difícil, pois o solo é um ambiente complexo, onde medidas de controle têm sua eficiência reduzida ou aplicação dificultada. O controle biológico, utilizando microrganismos antagônicos de natureza fúngica ou bacteriana aplicados diretamente no solo, em sementes ou em órgãos de propagação vegetativa, é uma forma desejável de controle para patógenos veiculados pelo solo (BEDENDO, 2018).
Atualmente, fungos do gênero Trichoderma apresentam importância econômica para a agricultura, uma vez que são capazes de atuarem como agentes de controle de doenças em várias plantas cultivadas, além de serem promotores de crescimento e indutores de resistência de plantas a doenças (THONAR et al., 2017). Trichoderma é um dos principais microrganismos empregados no controle biológico de doenças, por isso, também é um dos mais encontrados nas formulações de produtos comerciais. Vários estudos têm comprovado que mecanismos como antibiose, parasitismo, predação e competição podem ser empregados simultaneamente pelo antagonista frente a um agente patogênico in vitro, assim como a indução de resistência e a hipovirulência em plantas (MEYER et al., 2019). O mecanismo de antibiose tem chamado a atenção para estudos, devido a capacidade da produção de metabólitos e de enzimas que possuem propriedade antifúngica, sendo empregados no controle de diversos fitopatógenos em grandes culturas (GEBAUER, 2020).
Pela importância que a cultura da erva-mate apresenta e pelos prejuízos ocasionados pelo agente causal da podridão-de-raízes, a busca por estratégias de controle são fundamentais. Sendo assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar, através de testes in vitro, o potencial antagonista de Trichoderma spp. frente a Fusarium oxysporum, agente causal da podridão-de-raízes em erva-mate.
2 MATERIAL E MÉTODOS
2.1 Local dos experimentos e obtenção dos isolados fúngicos
Como agente patogênico, foi utilizado um isolado de Fusarium oxysporum (I6AR2), obtido de raízes de plantas adultas de erva-mate com sintomas da doença em um plantio localizado no município de Ilópolis, no Rio Grande do Sul (MEZZOMO et al., 2018). Como agentes de controle biológico, foram utilizados quatro isolados de Trichoderma spp. Os isolados (IST1, IVCT1 e IIOT1) foram obtidos de solo rizosférico de pomares comerciais de Citrus deliciosa localizados no município de Montenegro, Rio Grande do Sul (KRAHN, 2017). Um isolado (T2S) foi obtido de uma área conduzida sob sistema plantio direto na palha localizada no município de Victor Graeff, Rio Grande do Sul (MILANESI et al., 2013) (Tabela 1). Todos os isolados utilizados foram purificados pelo método de cultura monospórica e estavam armazenados em água destilada esterilizada no Laboratório de Fitopatologia “Elocy Minussi”, do Departamento de Defesa Fitossanitária, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM).
2.2 Crescimento micelial dos isolados
Foi depositado um disco de micélio de 8 mm de diâmetro de Trichoderma spp. e F. oxysporum, separadamente, no centro das placas de Petri (90 mm de diâmetro), contendo meio de cultura BDA (batata-dextrose-ágar). Após, as placas foram transferidas para câmara do tipo B.O.D., a temperatura de 25 ± 2 ºC e fotoperíodo de 12 h. Foram utilizadas seis repetições, cada uma composta por uma placa de Petri. Durante o tempo de incubação, foram realizadas medições diárias do diâmetro das colônias, em sentidos diametralmente opostos com auxílio de um paquímetro digital, resultando em uma média de duas leituras. As leituras foram concluídas em três dias quando o crescimento da colônia de um dos isolados de Trichoderma spp. completou a placa.
Os dados foram submetidos à análise de variância e de regressão polinomial, através do programa estatístico Sisvar versão 5.3 (FERREIRA, 2014). Os modelos linear, quadrático e cúbico foram testados e foi selecionado o modelo significativo de maior ordem para explicar os resultados.
2.3 Pareamento de culturas
Primeiramente, o isolado de Fusarium oxysporum e os isolados de Trichoderma spp. foram cultivados em câmara de incubação do tipo B.O.D., em meio de cultura BDA (sete dias a 25 ºC e fotoperíodo de 12 h). Posteriormente, foi depositado um disco de micélio de 8 mm de diâmetro de F. oxysporum, em placas de Petri (90 mm de diâmetro), a 0,5 cm da extremidade, contendo meio de cultura BDA. As placas foram vedadas e incubadas a 25 ºC durante 48 h. Após esse período, foram acrescentados discos (8 mm de diâmetro) de BDA contendo micélio de Trichoderma spp. na extremidade oposta da placa que continha o isolado de F. oxysporum, exceto no tratamento testemunha, que manteve-se apenas o patógeno em uma das extremidades da placa. Novamente, as placas foram vedadas e transferidas para câmara de incubação a 25 ºC com fotoperíodo de 12 h, por sete dias.
Foram conduzidos os seguintes tratamentos: T1 - T. harzianum (IST1) x F. oxysporum; T2 - T. tomentosum (T2S) x F. oxysporum; T3 - T. asperellum (IVCT1) x F. oxysporum; T4 - T. koningiopsis (IIOT1) x F. oxysporum e T5 - Testemunha (somente F. oxysporum). Para cada tratamento, foram utilizadas seis repetições, onde cada repetição foi composta por uma placa de Petri e durante o tempo de incubação, foram realizadas medições diárias do diâmetro das colônias de F. oxysporum, com auxílio de um paquímetro digital.
O cálculo da porcentagem de inibição do crescimento micelial foi determinado por meio da Equação (1).
Em que: R1 = crescimento radial da testemunha; R2 = crescimento radial do tratamento.
A escala proposta por Bell et al. (1982) também foi usada para a avaliação do biocontrole, esta, por sua vez, atribui classes que variam de 1 a 5, dependendo do desempenho do antagonista: nota 1 = quando o antagonista cresce e ocupa toda a placa; nota 2 = quando o antagonista cresce sobre parte do patógeno (2/3 da placa); nota 3 = quando o antagonista e patógeno crescem até a metade da placa (nenhum domina o outro); nota 4 = o patógeno cresce e ocupa uma parte do antagonista (2/3 da placa); e nota 5 = o patógeno cresce e ocupa toda a placa.
Os dados foram submetidos à análise de variância, sendo as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de significância, no programa estatístico Sisvar versão 5.3 (FERREIRA, 2014).
2.4 Ação de metabólitos voláteis de Trichoderma spp. sobre Fusarium oxysporum
Para avaliação do potencial inibidor de metabólitos voláteis produzidos pelos isolados de Trichoderma spp. sobre Fusarium oxysporum, realizaram-se ensaios baseados na metodologia descrita por Dennis e Webster (1971), com adaptações. Os tratamentos foram os mesmos utilizados no teste de pareamento de culturas.
Primeiramente, foi depositado um disco de micélio de 8 mm de diâmetro de F. oxysporum, no centro das placas de Petri (90 mm de diâmetro) contendo meio de cultura BDA. As placas foram vedadas e mantidas por 48 h em câmara de incubação a 25 ºC com fotoperíodo de 12 h. Decorrido esse período inicial de incubação, fez-se a transferência de um disco de micélio dos isolados de Trichoderma spp. no centro de novas placas de Petri, com as mesmas dimensões e contendo meio de cultura BDA. Posteriormente, as bases das placas contendo antagonista e o patógeno foram sobrepostas e unidas com plástico Parafilm®. As placas foram transferidas para câmara de incubação sob as condições de temperatura e fotoperíodo controladas (sete dias a 25 ºC e fotoperíodo de 12 h). Como testemunha, foi sobreposta uma base contendo o patógeno e outra contendo apenas meio BDA.
Seis repetições foram usadas para cada tratamento, onde cada repetição foi composta pela união de duas bases de placas de Petri. Medições diárias do diâmetro das colônias de F. oxysporum foram realizadas com auxílio de paquímetro digital durante os sete dias de incubação. Os dados foram submetidos à análise de variância, sendo as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de significância, no programa estatístico Sisvar versão 5.3 (FERREIRA, 2014).
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 Crescimento micelial dos isolados
Observando o crescimento micelial dos diferentes isolados de Trichoderma spp. e do isolado de Fusarium oxysporum quando cultivados em meio BDA (Figura 1), ambos com três dias de avaliação, é possível verificar que há uniformidade no crescimento dos antagonistas, enquanto que o isolado do patógeno apresentou crescimento micelial inferior. O crescimento micelial maior do antagonista em relação ao patógeno é uma característica desejável, pois se os dois competirem por espaço, nutrientes ou qualquer outro fator, a tendência é do microrganismo que apresenta desenvolvimento mais rápido ter vantagem sobre o outro.
Crescimento micelial de Trichoderma harzianum (IST1), T. tomentosum (T2S), T. asperellum (IVCT1), T. koningiopsis (IIOT1) e Fusarium oxysporum (I6AR2)
Aos três dias de incubação, os isolados Trichoderma tomentosum, T. koningiopsis, T. harzianum e T. asperellum apresentaram diâmetro da colônia de 90,00, 90,00, 89,52 e 89,16 mm, respectivamente. No mesmo período de avaliação, o patógeno apresentou diâmetro de aproximadamente 29,94 mm (Figura 2). Assim, é possível observar que as espécies de Trichoderma spp. possuem velocidade de crescimento superior a F. oxysporum.
Análise de regressão dos diâmetros das colônias dos isolados de Trichoderma spp. e do isolado de Fusarium oxysporum cultivados em meio de cultura BDA a 25 ºC e fotoperíodo de 12h
Corroborando com o presente estudo, Mezzomo et al. (2018), ao avaliarem o crescimento micelial de Fusarium spp. em diferentes meios de cultura e sob exposição a diferentes níveis de luz, observaram que o isolado I6AR2 apresentou bom crescimento micelial tanto nos diferentes meios de cultura como nos diferentes níveis de luminosidade. É possível observar diferenças no crescimento micelial dos isolados de Trichoderma comparado ao isolado de F. oxysporum, em que ao terceiro dia de incubação os isolados de Trichoderma apresentaram diâmetro da colônia aproximadamente três vezes maior ao da colônia do patógeno. Esses resultados podem ser justificados pelo fato de que espécies do gênero Trichoderma spp. apresentam como características esporulação abundante e rápido crescimento (HOWELL, 2003; MILANESI, 2009).
3.2 Teste de pareamento de culturas
Os quatro isolados de Trichoderma spp. mostraram-se eficientes para o controle de Fusarium oxysporum (Tabela 2). Observando o crescimento micelial, verificou-se que a utilização do agente antagonista (Trichoderma spp.) reduziu o crescimento micelial do patógeno. O crescimento micelial do patógeno confrontado com os isolados de Trichoderma spp. diferiram estatisticamente da testemunha, no entanto, sem diferenças entre si.
Utilizando a técnica de pareamento de culturas para avaliar a ação antagonista in vitro de Trichoderma spp. no controle de Fusarium spp., Krahn (2017) verificou que todos os isolados de Fusarium spp. apresentaram redução no crescimento micelial variando de 18,84 a 29,92 mm. De Sá et al. (2019), utilizando a mesma técnica para avaliar a ação antagonista de bactérias do gênero Bacillus e do fungo Trichoderma sp. no controle de Fusarium sp. responsável por danos em plantas de feijão-caupi, obtiveram resultados satisfatórios de redução do crescimento micelial de Fusarium sp. em 56 mm quando pareado com Trichoderma sp. Esses resultados corroboram com os encontrados no presente estudo, tendo em vista que os isolados de Trichoderma spp. reduziram o crescimento micelial do patógeno (F. oxysporum).
Crescimento micelial, percentual de inibição e escala de notas (BELL et al., 1982) do teste de pareamento de culturas in vitro de Fusarium oxysporum sobre Trichoderma spp. em meio BDA
Através do cálculo de percentual de inibição (Tabela 3), pode-se perceber que os isolados de Trichoderma spp. inibiram o crescimento do patógeno em até 15,66% para o isolado de T. tomentosum (T2S), que não diferiu dos demais isolados.
Diversas espécies de Trichoderma são utilizadas no âmbito das pesquisas científicas que visam formas alternativas de controle de fitopatógenos, o controle pode ocorrer por diferentes mecanismos, como competição, antibiose ou micoparasitismo (RAJESH et al., 2016). Alguns autores relatam a efetividade da utilização de Trichoderma spp. como antagonista, através da inibição do crescimento micelial de patógenos. Os estudos realizados por Medeiros et al. (2020), por exemplo, avaliaram o crescimento micelial de T. viride, T. harzianum, T. asperellum e Trichoderma spp. sobre F. moniliforme, obtendo como resultado 9,86, 26,48, 22,90 e 28,44 mm respectivamente.
Verificou-se no teste de pareamento de culturas que os isolados de Trichoderma spp. não se diferenciaram estatisticamente pela escala de notas proposta por Bell et al. (1982). Todos os tratamentos obtiveram notas médias próximas a 2,00, que de acordo com os autores é considerado como tendo um bom potencial antagonista quando atingindo notas (valor médio) ≤ 2, ou seja, o antagonista cresce e ocupa parte do patógeno (2/3 da placa). Apesar de não haver diferença estatística, conforme a escala de Bell, todos apresentaram potencial de biocontrole de F. oxysporum (Figura 3).
Teste de pareamento de culturas utilizando isolados de Trichoderma spp. sobre Fusarium oxysporum em meio BDA
Os resultados obtidos no presente trabalho estão de acordo com os observados por Silva et al. (2019), em que os autores verificaram que, no geral, os isolados de Trichoderma spp. obtiveram notas iguais ou inferiores a 2, utilizando a escala de Bell et al. (1982), indicando o potencial de Trichoderma spp. em competir por espaço e nutrientes com Fusarium subglutinans. Os resultados também corroboram com os de Junior et al. (2018), que detectaram 22 isolados de Trichoderma spp., com potencial de biocontrole sobre Rhizoctonia solani.
3.3 Ação de metabólitos voláteis de Trichoderma spp. sobre Fusarium oxysporum
Quanto à produção de metabólitos voláteis, todos os isolados de Trichoderma spp. mostraram-se eficientes no controle de Fusarium oxysporum (Tabela 3). Os isolados T2S e IST1 obtiveram os melhores resultados na inibição do crescimento micelial de F. oxysporum (I6AR2), sendo 27,70% e 24,46%, respectivamente, diferindo estatisticamente de IIOT1 (16,46%) e IVCT1 (13,65%). Nesse teste o isolado de Fusarium oxysporum teve maior crescimento quando comparado ao teste de pareamento, e isso refletiu em uma maior inibição quando confrontado com os isolados de Trichoderma spp.
Utilizando metodologia semelhante, Bezerra et al. (2019) obtiveram resultados de redução no crescimento micelial de Fusarium guttiformei, através de metabólitos voláteis liberados por Trichoderma spp. onde os percentuais de inibição de crescimento promovido pela ação antagônica de Trichoderma spp. variam de 67,30% a 71,66%, mostrando que os isolados dos antagonistas atuam diretamente na inibição de crescimento do agente patogênico por ação de metabólitos voláteis.Azevedo et al. (2020) testaram isolados de Trichoderma sp. como antagonista para F. solani e F. oxysporum e concluíram que os isolados de Trichoderma sp. foram eficientes competidores e produziram metabólitos capazes de inibir o crescimento micelial das duas espécies de Fusarium, e que Trichoderma sp. demonstram uma grande versatilidade dos mecanismos de ação dos isolados, principalmente relacionados à produção de compostos orgânicos voláteis. Além disso, os resultados do presente estudo se justificam com a hipótese levantada por Dennis e Webster (1971), os quais atestam que espécies do gênero Trichoderma são eficazes na produção de metabólitos voláteis capazes de inibir o crescimento de muitos microrganismos em meio de cultura.( Figura 4)
Teste de metabólitos voláteis utilizando isolados de Trichoderma spp. sobre Fusarium oxysporum em meio BDA
4 CONCLUSÃO
Os isolados de Trichoderma spp. apresentam potencial antagonista no controle in vitro de Fusarium oxysporum, agente causal da podridão-de-raízes em erva-mate.
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Datas de Publicação
-
Publicação nesta coleção
20 Fev 2023 -
Data do Fascículo
Oct-Dec 2022
Histórico
-
Recebido
09 Nov 2021 -
Aceito
30 Ago 2022 -
Publicado
23 Nov 2022
Fonte: Autores (2021)
Fonte: Autores (2021)
Fonte: Autores (2021). Em que: A: Vista superior; B: Vista inferior; T1: T. harzianum (IST1) x F. oxysporum; T2: T. tomentosum (T2S) x F. oxysporum; T3: T. asperellum (IVCT1) x F. oxysporum; T4: T. koningiopsis (IIOT1) x F. oxysporum; T5: F. oxysporum (I6AR2).
Fonte: Autores (2021). Em que: T1: T. harzianum (IST1) x F. oxysporum; T2: T. tomentosum (T2S) x F. oxysporum; T3: T. asperellum (IVCT1) x F. oxysporum; T4: T. koningiopsis (IIOT1) x F. oxysporum; T5: F. oxysporum (I6AR2).