Versatilidade de Bacillus spp. no controle biológico de doenças de plantas e na promoção de crescimento de soja

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Data

2017-06-02

Orientador

Bettiol, Wagner

Coorientador

Pós-graduação

Agronomia (Proteção de Plantas) - FCA

Curso de graduação

Título da Revista

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Título de Volume

Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Tipo

Tese de doutorado

Direito de acesso

Acesso abertoAcesso Aberto

Resumo

Resumo (português)

O mercado de produtos de controle biológico, principalmente os que possuem isolados de Bacillus spp. em sua formulação, tem aumentado significativamente, devido às exigências de diminuição do uso de agrotóxicos e maior sustentabilidade do segmento agrícola. Assim, o presente trabalho teve por objetivos: 1- Avaliar o potencial de bactérias do gênero Bacillus no controle de diferentes doenças de plantas; 2- Selecionar isolados de Bacillus spp. promotores de crescimento da soja e antagonistas a Sclerotinia sclerotiorium; 3- Avaliar o potencial de um produto comercial à base de B. subtilis QST 713 e outro à base de óleo de café torrado para compor um programa de manejo da ferrugem-asiática da soja (Phakopsora pachyrhizi) em aplicação sequencial ou alternada com um fungicida. Inicialmente foi avaliado o efeito de B. subtilis, B. firmus e B. amyloliquefaciens no controle dos patógenos Erysiphe diffusa, Podosphaera xanthii, Sclerotinia sclerotiorum, P. pachyrhizi, Fusarium solani, Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli, Colletotrichum lindemuthianum e Corynespora cassiicola em condições controladas. Neste estudo, nenhum dos isolados controlou Erysiphe difusa e Podosphaera xanthii. Em folhas destacadas, todos os isolados reduziram o diâmetro da lesão de S. sclerotiorum e a severidade de P. pachyrhizi, sendo mais efetivos com aplicação preventiva. B. subtilis, B. firmus e B. amyloliquefaciens também inibiram o desenvolvimento de F. oxysporum f. sp. phaseoli, C. cassiicola e C. lindemuthianum. No entanto, apenas B. amyloliquefaciens inibiu o desenvolvimento de F. solani. Todos os isolados de Bacillus diminuíram a germinação dos esporos destes patógenos, exceto os de C. lindemutianum. Os isolados B. subtilis, B. firmus e B. amyloliquefaciens possuem potencial para serem explorados como agentes de biocontrole para as doenças testadas, exceto para os oídios. Porém, novos testes devem ser realizados em condições reais de ocorrência das doenças. Também foi realizada seleção de bactérias do gênero Bacillus para promoção de crescimento de plantas de soja e antagonismo a S. sclerotiorium. Foram selecionados oito isolados promissores em promover crescimento in vivo, os quais foram, posteriormente, avaliados em casa-de-vegetação em relação a capacidade de promoverem crescimento e sobre a atividade das enzimas relacionadas à defesa das plantas, por meio da inoculação de sementes, com ou sem a co-inoculação do Bradyrhizobium japonicum. Os resultados demonstraram que a seleção realizada in vivo para promotores de crescimento foi eficiente, pois todos os isolados selecionados diferiram da testemunha em pelo menos um dos componentes avaliados. Os isolados de Bacillus AP-3, AP-25, AP-51, AP-106, AP-117, AP-40, QST-713 e QST-2808 promoveram crescimento de plantas de soja e inibiram, significativamente, S. sclerotiorum. O isolado de Bacillus AP-25 (Bacillus subtilis subsp. inaquosorum) aumentou a atividade da peroxidase. Em condições de campo, o isolado de B. subtilis QST 713 e óleo de café torrado foram utilizados em aplicações sequencias e alternadas com o fungicida Piraclostrobina + Epoxiconazol para controle da ferrugem asiática da soja. Os resultados dos dois ensaios nos campos experimentais mostraram que as aplicações sequenciais do óleo de café, do produto à base de Bacillus e do fungicida reduziram, em média, 31%, 45% e 68% respectivamente, a área abaixo da curva de progresso da doença. Apesar disso, apenas o tratamento com a aplicação sequencial do produto contendo B. subtilis apresentou a mesma produtividade e peso de 100 sementes do tratamento com a aplicação sequencial de fungicida. O isolado de B. subtilis QST 713 pode ser indicado para compor um programa de manejo da ferrugem asiática da soja em condições de baixa intensidade da doença.

Resumo (inglês)

The market of products for biological control, especially formulations using Bacillus spp., has increased significantly, due to the requirements for the reduction of the use of agrochemicals in crop protection and sustainability of the agricultural sector. The objectives of this thesis were: 1- To evaluate the potential of Bacillus in plant disease control; 2- To select isolates of Bacillus spp. for growth promotion of soybean and antagonists to Sclerotinia sclerotiorium; 3- To evaluate the potential of a commercial product based on B. subtilis QST 713 and another product based on roasted coffee oil in order to compose a management program for asian soybean rust (Phakopsora pachyrhizi) in sequential or alternating application with a fungicide. Initially, the effect of B. subtilis, B. firmus and B. amyloliquefaciens on the control of pathogens Erysiphe diffusa, Podosphaera xanthii, Sclerotinia sclerotiorum, P. pachyrhizi, Fusarium solani, Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli, Colletotrichum lindemuthianum and Corynespora cassiicola was evaluated under controlled conditions. In this study, Bacillus isolates did not controlled Erysiphe diffusa and Podosphaera xanthii. All isolates were effective in reducing the diameter of the S. sclerotiorum lesion and the severity of P. pachyrhizi, being more effective by preventive application in detached leaf. B. subtilis, B. firmus and B. amyloliquefaciens inhibited the mycelial growth of F. oxysporum f. sp. phaseoli, C. cassiicola and C. lindemuthianum. However, only B. amyloliquefaciens inhibited F. solani. All Bacillus isolates inhibited spore germination of these pathogens, except for C. lindemutianum. The isolates of B. subtilis, B. firmus and B. amyloliquefaciens have potential to be explored as biocontrol agents for the evaluated diseases, except for powdery mildew. Nevertheless, new tests must be performed under real conditions of disease occurrence. Selection of Bacillus isolate was carried out for soybean growth promotion and antagonism to S. sclerotiorium. Eight isolates were selected for growth promotion in vivo, which were subsequently evaluated in greenhouse for growth promotion and for increasing plant defense enzymes using seed inoculation with or without co-inoculation of Bradyrhizobium japonicum. The selection performed in vivo for growth promoters was efficient, because all selected isolates differed from the control in, at least, one of the evaluated components. Isolates of Bacillus AP-3, AP-25, AP-51, AP-106, AP-117, AP-40, QST-713 and QST-2808 promoted growth of soybean plants and significantly inhibited S. sclerotiorum. Bacillus AP-25 isolate (Bacillus subtilis subsp. inaquosorum) increased peroxidase activity. In field conditions, B. subtilis QST 713 and roasted coffee oil were used in sequential and alternated applications with the fungicide Piraclostrobin + Epoxiconazole to control asian soybean rust. Results of two field experiments showed that the sequential applications of coffee oil, Bacillus-based product and the fungicide reduced the area under the disease progress curve, on average, 31%, 45% and 68% respectively. Despite those results, only the treatment with the sequential application of the product containing B. subtilis QST 713 showed the same yield and 100-seed weight of the treatment with the sequential application of fungicide. The isolate of B. subtilis QST 713 may be indicated to compose a management program for asian soybean rust under conditions of low disease severity.

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Português

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