Potencial de biocontrole de actinobactérias contra <i>Pantoea ananatis</i>, agente causal da doença mancha branca do milho

Dornelas, J. C. M.; Carmo, P. H. F.; Lana, U. G. P.; Lana, M. A. G.; Paiva, C. A. O.; Marriel, I. E.

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Brazilian Journal of Biology

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Original Article • Braz. J. Biol. 83 • 2023 • https://doi.org/10.1590/1519-6984.268015 copiar

Potencial de biocontrole de actinobactérias contra Pantoea ananatis, agente causal da doença mancha branca do milho

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Resumo

Pantoea ananatis é o agente causal da mancha branca do milho, doença foliar responsável pela redução significativa da produtividade do milho em todo o mundo, especialmente no Brasil. Em geral, o controle de doenças foliares do milho envolve a adoção de genótipos resistentes e a aplicação de agrotóxicos. No entanto, o uso de agroquímicos pode causar aumento significativo dos custos de produção, danos à saúde humana e impactos ambientais negativos. Nesse sentido, o uso de agentes de controle biológico tem sido considerado uma das tecnologias ecologicamente corretas mais promissoras para a agricultura sustentável. Actinobactérias, particularmente do gênero Streptomyces, têm sido amplamente reconhecidas como microrganismos de importância agroindustrial devido ao seu potencial de produção de diversos metabólitos secundários, incluindo antibióticos e enzimas. Assim, o objetivo deste trabalho é caracterizar e avaliar o potencial de actinobactérias do solo para o controle de P. ananatis. Observamos que 59 cepas de actinobactérias (85%) apresentaram atividade proteolítica ou quitinolítica. Apenas as cepas Streptomyces pseudovenezuelae ACSL 470, que também exibiu alta atividade proteolítica, S. novaecaesareae ACSL 432 e S. laculatispora ACP 35 demonstraram alta ou moderada atividade antagonista in vitro contra P. ananatis. A análise temporal do crescimento dos metabólitos produzidos por essas cepas em diferentes meios líquidos indicou maior atividade antibacteriana em 72 h. Nesta condição, análises cromatográficas e de espectrometria de massa revelaram que a cepa S. pseudovenezuelae ACSL 470 produziu neomicina, um antibiótico aminoglicosídeo que apresentou alta atividade bactericida in vitro contra P. ananatis. Este é o primeiro relato de actinobactérias atuando como potenciais antagonistas microbianos para o controle de P. ananatis. Mais estudos são necessários para determinar a eficácia do controle da doença da mancha branca do milho por cepas de Streptomyces ou seus metabólitos em condições de casa de vegetação e campo.

Palavras-chave:
actinomicetos; controle biológico; antagonismo; doença foliar do milho

Strain	Enzimatic index ^* * Mean values followed by the same letter in each column do not differ by the Scott-Knott test at 5% probability.
Strain	Chitinase	Protease
Streptomyces seymenliensis ACSL 1A	5.60 b	4.26 f
S. massasporeus ACSL 1B	3.35 e	2.67 h
S. chartreusis ACSL 2	5.00 c	3.29 g
S. hygroscopicus ACSL 6	6.55 a	5.70 c
S. galbus ACSL 7	3.10 f	1.25 l
S. sporocinereus ACSL 8	3.60 e	2.15 i
Kitasatospora atroaurantiaca ACSL 12	4.74 c	4.12 f
S. higroscopicus ACSL 13	5.15 c	5.45 c
S. purpeofuscus ACSL 16A	0.00 h	0.00 n
S. galbus ACSL 16B	4.41 d	2.25 i
S. longwoodensis ACSL 18A	6.50 a	6.40 a
S. phaeochromogenes ACSL 18B	2.90 f	1.95 j
S. yunnanensis ACSL 22	5.10 c	4.30 f
S. indiaensis ACSL 23	4.30 d	3.06 g
Amycolatopsis rifamycinica ACSL 25	3.92 e	5.01 d
S. lydicus ACSL 27A	0.00 h	1.92 j
S. corchorusii ACSL 27B	4.44 d	3.27 g
S. sampsonii ACSL 50	2.88 f	2.73 h
K. paracochleata ACSL 53	2.85 f	2.91 h
S. sasae ACSL 54	4.35 d	5.09 d
S. coacervatus ACSL 64A	5.10 c	3.29 g
S. griseoruber ACSL 64B	3.50 e	0.00 n
S. phaeopurpureus ACSL 67	3.65 e	2.60 h
K. phosalacinea ACSL 77	4.55 d	6.05 b
S. phaeochromogenes ACSL 80	0.00 h	0.00 n
K. paracochleata ACSL 82	3.55 e	5.57 c
S. longwoodensis ACSL 83	2.75 f	2.18 i
S. phaeochromogenes ACSL 85	5.31 b	4.45 e
S. yunnanensis ACSL 91	3.78 e	4.15 f
A. echigonensis ACSL 93	4.20 d	3.39 g
S. thioluteus ACSL 115	0.00 h	0.00 n
S. chartreusis ACSL 404	4.05 d	4.92 d
S. novaecaesareae ACSL 432	0.00 h	0.00 n
S. sioyaensis ACSL 448	4.45 d	3.20 g
S. yunnanensis ACSL 449	3.45 e	2.62 h
A. bullii ACSL 450	4.25 d	0.00 n
S. galbus ACSL 453	4.57 d	4.00 f
A. pretoriensis ACSL 457	5.50 b	3.22 g
S. pseudovenezuelae ACSL 470	4.22 d	6.40 a
S. psammoticus ACSL 485	3.85 e	0.00 n
A. kentuckyensis ACSL 490	3.95 e	2.54 h
A. lexingtonensis ACSL 495	5.70 b	4.82 d
S. deserti ACSL 509	3.40 e	1.55 k
S. phaeochromogenes ACSL 517	2.72 f	3.40 g
S. olivochromogenes ACPM 5	3.20 f	4.55 e
S. scabiei ACPM 29	3.70 e	2.00 j
S. phaeopurpureus ACPM 31	0.00 h	0.00 n
S. rishiriensis ACPM 38	4.50 d	3.60 g
S. Sioyaensis ACPM 66	3.80 e	3.15 g
S. endophyticus ACPM 346	1.55 g	0.00 n
S. galbus ACPM 363	4.10 d	3.10 g
K. viridis ACPM 364	3.91 e	0.00 n
S. lannensis ACPM 641	4.15 d	5.14 d
S. ossamyceticus ACJ 1	4.15 d	3.42 g
S. bangadleshensis ACJ 17	0.00 h	0.00 n
S. capoamus ACJ 26	4.40 d	2.80 h
S. galbus ACJ 29	2.90 f	3.45 g
S. psammoticus ACJ 36	3.73 e	0.00 n
S. psammoticus ACJ 43	0.00 h	1.11 m
S. curacoi ACJ 45	1.80 g	0.00 n
S. chiangmaiensis ACJ 48	4.90 c	4.87 d
A. rhabdoformis ACJ 49	4.00 e	2.34 i
S. griseoruber ACJ 51	1.57 g	2.60 h
S. yaanensis ACJ 52	0.00 h	2.14 i
S. cyslabdanicus ACJ 53	4.20 d	1.95 j
S. galbus ACJ 66	4.00 e	3.45 g
S. yunnanensis ACJ 76	1.78 g	1.65 k
S. laculatispora ACP 35	0.00 h	0.00 n
S. variabilis ACCB 1	3.55 e	4.56 e

Actinobacteria strain	Diameter of inhibition halo (mm) of P. ananatis ^* * Means followed by the same letter in each column do not differ by the Scott-Knott test at 5% probability.		Antibacterial activity
Actinobacteria strain	No exposure to UV	Exposure to UV	Antibacterial activity
Streptomyces pseudovenezuelae ACSL 470	36.00 a	24.00 a	High
S. novaecaesareae ACSL 432	19.00 b	14.00 b	High
S. laculatispora ACP35	13.00 c	12.00 c	Moderate
S. sporocinereus ACSL 8	10.00 d	0.00 d	Low/Absent
S. indiaensis ACSL 23	10.00 d	0.00 d	Low/Absent
Amycolatopsis bullii ACSL 450	9.00 e	0.00 d	Low/Absent
S. massasporeus ACSL 1B	9.00 e	0.00 d	Low/Absent
S. yaanensis ACJ 52	9.00 e	0.00 d	Low/Absent
S. phaeochromogenes ACSL 517	8.00 e	0.00 d	Low/Absent

Actinobacteria strain	Liquid medium	Grow time (h)	*Diameter of inhibition halo (mm) of P. ananatis* strains** ^* * Means followed by the same letter in strain and liquid medium do not differ by the Tukey test at 5% probability.
Actinobacteria strain	Liquid medium	Grow time (h)	CMPC 40	CMPC 105
Streptomyces pseudovenezuelae ASCL 470	ISP-2	24	0.00 d	0.00 d
		48	6.00 c	6.00 c
		72	10.00 a	11.0 a
		96	8.00 b	8.00 b
		120	8.00 b	7.00 b
	M1	24	0.00 d	0.00 d
		48	6.00 c	7.00 b
		72	10.00 a	10.00 a
		96	7.00 b	7.00 b
		120	7.00 b	7.00 b
S. novaecaesareae ASCL 432	ISP-2	24	0.00 d	0.00 d
		48	6.00 c	6.00 c
		72	10.00 a	10.00 a
		96	7.00 b	8.00 b
		120	7.00 b	7.00 b
	M1	24	0.00 d	0.00 d
		48	6.00 c	6.00 c
		72	9.00 a	9.00 a
		96	7.00 b	7.00 b
		120	7.00 b	6.00 c
S. laculatispora ACP 35	ISP-2	24	0.00 d	0.00 d
		48	7.00 c	7.00 b
		72	9.00 a	10.00 a
		96	8.00 b	7.00 b
		120	7.00 c	7.00 b
	M1	24	0.00 d	0.00 d
		48	6.00 b	6.00 b
		72	8.00 a	9.00 a
		96	6.00 b	6.00 b
		120	6.00 b	6.00 b

Antibiotic	*Diameter of inhibition halo (mm) of P. ananatis* strains** ^* * Means followed by the same letter in each column do not differ by the Scott-Knott test at 5% probability.		Antimicrobial activity
Antibiotic	CMPC 40	CMPC 105	Antimicrobial activity
Norfloxacin (10 µg)	37.67 a	39.67 a	High
Ciprofloxacin (5 µg)	37.67 a	39.00 a	High
Nalidixic acid (30 µg)	34.67 b	31.00 b	High
Levofloxacin (5 µg)	34.67 b	28.33 c	High
Tetracycline (30 µg)	35.00 b	27.00 c	High
Chloramphenicol (30 µg)	30.33 c	25.33 d	High
Cefoxitin (30 µg)	27.33 d	23.33 d	High
Sulfazotrim (25 µg)	22.33 e	20.67 e	High
Amikacin (30 µg)	17.33 f	20.00 e	High
Kanamycin (30 µg)	16.33 f	17.00 f	High
Neomycin (200 µg)	16.00 f	16.33 f	High
Tobramlneoycin (10 µg)	15.33 f	13.67 g	High/Moderate
Gentamycin (10 µg)	13.33 g	12.67 g	Moderate
Clindamycin (2 µg)	0.00 h	0.00 h	Absent
Sulphonamide (300 µg)	0.00 h	0.00 h	Absent
Ampicilin (10 µg)	0.00 h	0.00 h	Absent
Cefazolin (30 µg)	0.00 h	0.00 h	Absent
Vancomycin (30 µg)	0.00 h	0.00 h	Absent
Oxacilin (1 µg)	0.00 h	0.00 h	Absent
Cefotaxime (30 µg)	0.00 h	0.00 h	Absent
Erythromycin (15 µg)	0.00 h	0.00 h	Absent
Penicilin G (10 U.I)	0.00 h	0.00 h	Absent
Nitrofurantoin (300 µg)	0.00 h	0.00 h	Absent
Ceftriaxone (30 µg)	0.00 h	0.00 h	Absent
Cephalothin (30 µg)	0.00 h	0.00 h	Absent

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