Prospecção de fungos entomopatogênicos para o controle biológico de formigas cortadeiras

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Data

2017-02-17

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Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

As formigas cortadeiras, gêneros Atta e Acromyrmex, mantêm uma associação mutualística com o basidiomiceto Leucoagaricus gongylophorus, cultivado para alimento, o qual é responsável pela produção de enzimas despolimerases que degradam o material vegetal transportado para o interior dos ninhos. Devido a enorme quantidade de material vegetal que as formigas necessitam cortar, estas são consideradas pragas, principalmente em locais alterados por atividades antrópicas, como áreas de agricultura e reflorestamento. Frente à necessidade de manejo das formigas cortadeiras, o controle biológico representa um método ambientalmente amigável e promissor. Vários estudos relatam o potencial dos fungos entomopatogênicos no biocontrole de insetos. Contudo, os insetos sociais, como as formigas cortadeiras, possuem eficientes mecanismos de defesa do sauveiro, e para estas, até o momento, não há um método de biocontrole satisfatório. Desta maneira, buscamos explorar o potencial patogênico de diversos fungos filamentosos isolados a partir do cadáver de rainhas jovens de Atta sexdens rubropilosa. Após isolamento, caracterização e identificação molecular, os fungos foram testados quanto a sua patogenicidade em diferentes escalas, desde operárias isoladas do sauveiro, passando pelas subcolônias até chegar às colônias completas. A combinação de dois fungos entomopatogênicos mostrou-se particularmente promissora, principalmente as compostas por Beauveria bassiana (ENT13) com Aspergillus nomius (ENT22) e B. bassiana (ENT13) com Isaria farinosa (ENT02). Adicionalmente, utilizando ensaios de antagonismo “in vitro” verificamos, através de microscopia eletrônica de varredura, como ocorre a interação dos fungos entomopatogênicos com o fungo mutualista. Os resultados indicaram que as linhagens de A. nomius (ENT22) e Purpureocillium lilacinum (ENT19), além de mortais para as operárias, causaram a degradação de estruturas (hifas e gongilídeos) do L. gongylophorus. Os fungos entomopatogênicos também foram avaliados quanto à interação com o micoparasita especializado Escovopsis. O perfil de compostos orgânicos voláteis (VOC’s) secretados aos sete e 14 dias de crescimento das culturas individuais de B. bassiana (ENT13), I. farinosa (ENT02) e Escovopsis sp. (ESC2), bem como dos co-cultivos entre entomopatógenos e micoparasita foram estudados através de análises de GC/MS. Observamos que o micoparasita interage com os entomopatógenos B. bassiana (ENT13) e I. farinosa (ENT02) através dos VOC’s, cujo significado precisa ser melhor estudado.
Leaf-cutting ants, genus Atta and Acromyrmex, maintain a mutualistic association with the basidiomycete Leucoagaricus gongylophorus, cultivated for food, which is responsible for the production of depolymerase enzymes that degrade the plant material transported into the nests. Due to the huge amounts of plant material that the ants need to cut, they are considered pests, mainly in places altered by anthropic activities, such as agriculture and reforestation. Due to a need for handling leaf-cutting ants, biological control represents an environmentally friendly and promising method. Several studies report the potential of entomopathogenic fungi in insect biocontrol. However, social insects, such as leaf-cutting ants, have efficient defense mechanisms for the anthill, and for these, currently, there isn't a satisfactory biocontrol method. Thus, we seek to explore the pathogenic potential of several filamentous fungi isolated from the corpse of young foundress queens of Atta sexdens rubropilosa. After isolation, characterization and molecular identification, the fungi were tested for their pathogenicity at different scales, from workers isolated from the anthill, through the subcolonies until reaching the complete lab colonies. The combination of two entomopathogenic fungi was particularly promising, especially Beauveria bassiana (ENT13) with Aspergillus nomius (ENT22) and B. bassiana (ENT13) with Isaria farinosa (ENT02). Additionally, using "in vitro" antagonism assays, we verified, through scanning electron microscopy, how the interaction of entomopathogenic fungi with the fungus mutualist occurs. The results indicated that the strains of A. nomius (ENT22) and Purpureocillium lilacinum (ENT19), as well as mortalities for the workers, caused the degradation of structures (hyphae and gongylidia) of L. gongylophorus. The entomopathogenic fungi were also evaluated for their interaction with the specialized mycoparasite Escovopsis. The profile of volatile organic compounds (VOC’s) secreted at seven and 14 days of growth of the individual cultures of B. bassiana (ENT13), I. farinosa (ENT02) and Escovopsis sp. (ESC2), as well as the co-cultures between entomopathogens and mycoparasite were studied through GC/MS analyzes. We observed that the mycoparasite interacts with the entomopathogens B. bassiana (ENT13) and I. farinosa (ENT02) through VOC's.

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Palavras-chave

Patogenicidade, Biocontrole, Atta sp., Antagonismo, Compostos orgânicos voláteis

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