Fungos da Antártica como agentes de biocontrole a fitopatógenos

Abstract

No Brasil, o setor agrícola é um dos principais pilares da economia. Devido a sua vasta extensão territorial e ao clima favorável, o Brasil é hoje um dos maiores produtores e exportadores mundiais de commodities agrícolas. Infelizmente, toda produção agrícola está sujeita a pragas e doenças que resultam na diminuição da produtividade e queda da rentabilidade do agronegócio. Bactérias do gênero Xanthomonas estão associadas à parte destas perdas, sendo elas potenciais causadoras de doenças em culturas de interesse comercial. A grande variedade de espécies e amplitude de hospedeiros comprova o quanto o gênero Xanthomonas ainda precisa de atenção. De forma geral, a contenção destes fitopatógenos é feita com técnicas de manejo, que incluem aplicação preventiva e periódica de agroquímicos, principalmente com cobre em sua composição. Em níveis elevados, o cobre, assim como outros metais pesados, pode contaminar solos e corpos d'água, interferindo no ecossistema local e trazendo riscos à saúde humana. Por este motivo, a busca por alternativas menos danosas de controlar doenças agrícolas é cada vez mais necessária. Assim, o presente trabalho teve como objetivo a bioprospecção de produtos naturais produzidos por fungos originados da Antártica, bem como a avaliação da atividade biológica destes extratos e compostos contra fitopatógenos do gênero Xanthomonas. No Capítulo 1 foram feitas investigações para avaliar os efeitos de alterações no processo de produção dos extratos bioativos de três fungos filamentosos. Além disso, um dos extratos foi avaliado em casa de vegetação, demonstrando redução significativa dos sintomas causados por X. citri subsp. citri (Xcc). Por fim, foi realizado o fracionamento dos três extratos bioativos e as frações foram avaliadas in vitro contra Xcc. O Capítulo 2 dá sequência ao Capítulo 1, com a identificação do composto bioativo (bisdeclorogeodina (BDG)) da fração hexanoica de Pseudogymnoascus sp. LAMAI 2784, além de explorar outros aspectos da bioatividade associada a esta fração. A fração demonstrou ser capaz de permeabilizar a membrana plasmática de Xcc, possivelmente sendo este seu principal mecanismo de ação. Além disso, não apresentou capacidade de selecionar populações resistentes. A fração foi considerada fitotóxica para sementes de alface e tomate, e não causou efeitos, positivos ou negativos, na germinação de sementes de pepino. O Capítulo 3 dá seguimento a estudos anteriores que demonstraram o potencial do ácido penicílico isolado do fungo antártico Penicillium sp. CRM 1540 em inibir o crescimento de Xcc in vitro e em planta. Assim, este caítulo teve o intuito de avaliar a inibição do crescimento bacteriano pelo ácido penicílico contra quatro diferentes espécies de Xanthomonas, causadoras de doenças de importância econômica. O composto foi capaz de causar inibição significativa no crescimento de três dos quatro fitopatógenos avaliados.

Agriculture is one of the main pillars of Brazil’s economy. Nowadays, Brazil is one of the largest producers and exporters of agricultural commodities due to its territorial extension and favorable climate. Unfortunately, all agricultural production is subject to pests and diseases that result in reduced productivity. Bacteria of the genus Xanthomonas are associated with some agricultural losses, and can causes diseases in crops of commercial interest. The variety of species and host range shows that the Xanthomonas genus still requires attention. The management techniques usually include the preventive and periodic application of chemicals, mainly those containing copper. At high levels, copper, like other heavy metals, contaminates soils and water bodies, interfering with ecosystems and posing risks to human health. For this reason, the search for less harmful alternatives to control agricultural diseases is increasingly necessary. In that sense, the present work aimed to prospect natural products from Antarctic fungi and to evaluate the biological activity of these extracts and compounds against Xanthomonas phytopathogens. In Chapter 1, investigations were carried out to evaluate the effects of changes in the production process of bioactive extracts from three filamentous fungi. In addition, one of the extracts was evaluated in a greenhouse, demonstrating a significant reduction in the symptoms caused by X. citri subsp. citri (Xcc). Lastly, the three bioactive extracts were fractionated, and their fractions were evaluated in vitro against Xcc. Chapter 2 continues Chapter 1 investigations, identifying the bioactive compound (bisdechlorogeodin (BDG)) present in the hexanoic fraction of Pseudogymnoascus sp. LAMAI 2784, and exploring the bioactivity of BDG. The fraction permeabilized the cell membrane of Xcc, so it probably is the primary target of BDG. This compound was not able to select resistant populations. Furthermore, BDG was considered phytotoxic to lettuce and tomato seeds and did not cause any positive or negative effects on the cucumber seeds germination. Chapter 3 continued previous studies which have demonstrated that penicillic acid isolated from the Antarctic fungus Penicillium sp. CRM 1540 has the potential to inhibit the growth of Xcc in vitro and in planta. Thus, this chapter aimed to evaluate the inhibition of bacterial growth by penicillic acid against four different species of Xanthomonas, which cause diseases of economic importance. BDG caused significant inhibition in the growth of three of the four phytopathogens evaluated.