ABSTRACT
Abstract Interactions between endophytic fungi (EFs) and their host plants range from positive to neutral to negative. The results of such interactions can vary depending on the organ of the infected host plant. EFs isolated from the leaves of some species of plants have potential for use as agents to inhibit seed germination and control invasive plants. The objectives of this study were to identify EFs present in the leaves of Copaifera oblongifolia and to evaluate the role of these fungi in seed germination and seedling development. A total of 11 species of EFs were isolated, which were identified using the internal transcribed spacers (ITS) sequence of the nuclear ribosomal DNA. The isolated species of EFs are generalists and probably are transmitted horizontally. Laboratory tests revealed that filtrates of these fungal isolates differently affect seed germination and seedling development of C. oblongifolia. The species Curvularia intermedia, Neofusicoccum parvum, Pseudofusicoccum stromaticum and Phomopsis sp. negatively affected seed germination, with N. parvum standing out for its negative effects, inhibiting seedling germination and survival in 89 and 222%, respectively. In addition, Cochliobolus intermedius negatively affected seedling development. Thus, the combined use of N. parvum and C. intermedius, or products from the metabolism of these microorganisms, in the control of invasive plants deserves attention from future studies.
Resumo As interações entre fungos endofíticos (FEs) e suas plantas hospedeiras variam de positivas, neutras a negativas. Os resultados destas interações podem variar dependendo do órgão da planta hospedeira infectada. FEs isolados de folhas de algumas espécies de plantas têm potencial para serem usados como agentes inibidores da germinação de sementes e no controle de plantas invasoras. Os objetivos deste estudo foram identificar os FEs presentes nas folhas de Copaifera oblongifolia e avaliar o papel destes fungos na germinação das sementes e no desenvolvimento das plântulas. Um total de 11 espécies de FEs foi isolado das folhas de C. oblongifolia e identificado através da sequência dos espaçadores internos transcritos do DNA ribossomal nuclear. As espécies de FEs isoladas são generalistas e provavelmente devem ser transmitidas horizontalmente. Os resultados dos testes de germinação mostraram que filtrados destes isolados fúngicos podem afetar diferentemente a germinação das sementes e o desenvolvimento das plântulas de C. oblongifolia. As espécies Curvularia intermedia, Neofusicoccum parvum, Pseudofusicoccum stromaticum e Phomopsis sp. afetaram negativamente a germinação das sementes de C. oblongifolia. Dentre estas espécies devemos destacar que N. parvum reduziu a germinação e a sobrevivência das plântulas em 89 e 222%, respectivamente. Além disso, Cochiliobolus intermedius afetou negativamente o desenvolvimento das plântulas. Assim, o uso combinado de N. parvum e C. intermedius, ou de produtos do metabolismo destas espécies de fungos, têm potencial para serem usados no manejo de plantas invasoras.
Subject(s)
Germination , Fabaceae , Ascomycota , Seeds , Plant Leaves , Seedlings , Fungi , CurvulariaABSTRACT
Interactions between endophytic fungi (EFs) and their host plants range from positive to neutral to negative. The results of such interactions can vary depending on the organ of the infected host plant. EFs isolated from the leaves of some species of plants have potential for use as agents to inhibit seed germination and control invasive plants. The objectives of this study were to identify EFs present in the leaves of Copaifera oblongifolia and to evaluate the role of these fungi in seed germination and seedling development. A total of 11 species of EFs were isolated, which were identified using the internal transcribed spacers (ITS) sequence of the nuclear ribosomal DNA. The isolated species of EFs are generalists and probably are transmitted horizontally. Laboratory tests revealed that filtrates of these fungal isolates differently affect seed germination and seedling development of C. oblongifolia. The species Curvularia intermedia, Neofusicoccum parvum, Pseudofusicoccum stromaticum and Phomopsis sp. negatively affected seed germination, with N. parvum standing out for its negative effects, inhibiting seedling germination and survival in 89 and 222%, respectively. In addition, Cochliobolus intermedius negatively affected seedling development. Thus, the combined use of N. parvum and C. intermedius, or products from the metabolism of these microorganisms, in the control of invasive plants deserves attention from future studies.
As interações entre fungos endofíticos (FEs) e suas plantas hospedeiras variam de positivas, neutras a negativas. Os resultados destas interações podem variar dependendo do órgão da planta hospedeira infectada. FEs isolados de folhas de algumas espécies de plantas têm potencial para serem usados como agentes inibidores da germinação de sementes e no controle de plantas invasoras. Os objetivos deste estudo foram identificar os FEs presentes nas folhas de Copaifera oblongifolia e avaliar o papel destes fungos na germinação das sementes e no desenvolvimento das plântulas. Um total de 11 espécies de FEs foi isolado das folhas de C. oblongifolia e identificado através da sequência dos espaçadores internos transcritos do DNA ribossomal nuclear. As espécies de FEs isoladas são generalistas e provavelmente devem ser transmitidas horizontalmente. Os resultados dos testes de germinação mostraram que filtrados destes isolados fúngicos podem afetar diferentemente a germinação das sementes e o desenvolvimento das plântulas de C. oblongifolia. As espécies Curvularia intermedia, Neofusicoccum parvum, Pseudofusicoccum stromaticum e Phomopsis sp. afetaram negativamente a germinação das sementes de C. oblongifolia. Dentre estas espécies devemos destacar que N. parvum reduziu a germinação e a sobrevivência das plântulas em 89 e 222%, respectivamente. Além disso, Cochiliobolus intermedius afetou negativamente o desenvolvimento das plântulas. Assim, o uso combinado de N. parvum e C. intermedius, ou de produtos do metabolismo destas espécies de fungos, têm potencial para serem usados no manejo de plantas invasoras.
Subject(s)
Animals , DNA, Ribosomal/analysis , Fabaceae/growth & development , Fungi/pathogenicity , Germination , Host Microbial Interactions , Seedlings/growth & developmentABSTRACT
Abstract Interactions between endophytic fungi (EFs) and their host plants range from positive to neutral to negative. The results of such interactions can vary depending on the organ of the infected host plant. EFs isolated from the leaves of some species of plants have potential for use as agents to inhibit seed germination and control invasive plants. The objectives of this study were to identify EFs present in the leaves of Copaifera oblongifolia and to evaluate the role of these fungi in seed germination and seedling development. A total of 11 species of EFs were isolated, which were identified using the internal transcribed spacers (ITS) sequence of the nuclear ribosomal DNA. The isolated species of EFs are generalists and probably are transmitted horizontally. Laboratory tests revealed that filtrates of these fungal isolates differently affect seed germination and seedling development of C. oblongifolia. The species Curvularia intermedia, Neofusicoccum parvum, Pseudofusicoccum stromaticum and Phomopsis sp. negatively affected seed germination, with N. parvum standing out for its negative effects, inhibiting seedling germination and survival in 89 and 222%, respectively. In addition, Cochliobolus intermedius negatively affected seedling development. Thus, the combined use of N. parvum and C. intermedius, or products from the metabolism of these microorganisms, in the control of invasive plants deserves attention from future studies.
Resumo As interações entre fungos endofíticos (FEs) e suas plantas hospedeiras variam de positivas, neutras a negativas. Os resultados destas interações podem variar dependendo do órgão da planta hospedeira infectada. FEs isolados de folhas de algumas espécies de plantas têm potencial para serem usados como agentes inibidores da germinação de sementes e no controle de plantas invasoras. Os objetivos deste estudo foram identificar os FEs presentes nas folhas de Copaifera oblongifolia e avaliar o papel destes fungos na germinação das sementes e no desenvolvimento das plântulas. Um total de 11 espécies de FEs foi isolado das folhas de C. oblongifolia e identificado através da sequência dos espaçadores internos transcritos do DNA ribossomal nuclear. As espécies de FEs isoladas são generalistas e provavelmente devem ser transmitidas horizontalmente. Os resultados dos testes de germinação mostraram que filtrados destes isolados fúngicos podem afetar diferentemente a germinação das sementes e o desenvolvimento das plântulas de C. oblongifolia. As espécies Curvularia intermedia, Neofusicoccum parvum, Pseudofusicoccum stromaticum e Phomopsis sp. afetaram negativamente a germinação das sementes de C. oblongifolia. Dentre estas espécies devemos destacar que N. parvum reduziu a germinação e a sobrevivência das plântulas em 89 e 222%, respectivamente. Além disso, Cochiliobolus intermedius afetou negativamente o desenvolvimento das plântulas. Assim, o uso combinado de N. parvum e C. intermedius, ou de produtos do metabolismo destas espécies de fungos, têm potencial para serem usados no manejo de plantas invasoras.
ABSTRACT
Abstract Microorganisms have been efficiently used for the biological control of phytopathogens through the production of antimicrobial substances. However, the objectives of this work were: to study the germination of Butia purpurascens Glassman and Butia archeri Glassman seeds in different substrates, to select and identify the endophytic and rhizospheric bacterial isolates of B. purpurascens and B. archeri, and to perform antibiosis tests based on the isolated microorganisms of these tree species. No difference was found between the cultivation substrates for the percentages of germination, hard seeds, and fungal contamination in the B. purpurascens seeds. The Bacillus subtilis isolated showed the best capacity for suppressing the growth of the two deteriorative fungi tested in B. purpurascens seeds. No difference was found for inhibition of the growth of Aspergillus niger fungus (deteriorative fungus of B. archeri seeds) between the microorganisms with Bacillus sp. and Brevibacillus brevis compared to the control. In the microbiolization of B. purpurascens and B. archeri seeds performed with microbiological solutions produced from the endophytic and rhizospheric strains of Bacillus sp., no differences were observed in the percentages of germination and contamination by fungi. For B. archeri seeds, there was contamination by fungi and bacteria after one day of cultivation, primarily in the regions with lesions caused by the extraction and scarification process.
Resumo Microorganismos específicos tem sido usados eficientemente para o controle biológico de fitopatógenos através da produção de substâncias antimicrobianas. Portanto, os objetivos deste estudo foram: estudar a germinação de sementes de Butia purpurascens Glassman e Butia archeri Glassman em diferentes substratos; selecionar e identificar isolados bacterianos rizosféricos e endofíticos de B. purpurascens e B. archeri, e realizar testes de antibiose a partir de microorganismos isolados dessas espécies arbóreas. Não houve diferença entre os substratos de cultivo para as porcentagens de germinação, de sementes duras e de contaminação por fungos nas sementes de B. purpurascens. O isolado bacteriano Bacillus subtilis apresentou melhor capacidade de supressão do crescimento dos dois fungos deterioradores testados nas sementes de B. purpurascens. Não foi encontrada diferença para a inibição do crescimento do fungo Aspergillus niger (fungo deteriorador de sementes de B. archeri) entre os microorganismos com Bacillus sp. e Brevibacillus brevis em comparação ao controle. Na microbiolização das sementes de B. purpurascens e B. archeri realizada com soluções microbiológicas produzidas a partir de cepas endofíticas e rizosféricas de Bacillus sp. não foram observadas diferenças na porcentagem de germinação e contaminação por fungos. Para B. archeri houve contaminação por fungos e bactérias após um dia de cultivo, principalmente nas regiões de lesão proporcionadas pelo processo de extração e escarificação.
Subject(s)
Seeds , Arecaceae , Bacteria , Germination , Brevibacillus , FungiABSTRACT
Abstract: This is a systematic review of scientific articles reporting the biodiversity of endophytic fungi isolated from endemic Cerrado plants in Brazil and exposes the potential applications of these microorganisms in the production of known and new metabolites. The "Portal de Periódicos" (CAPES), Science Direct, PubMed, Scielo, and Biblioteca Virtual em Saúde (BVS) databases were used. A total of 418 articles were found using the following sets of keywords: Endophytic, fungi, and Cerrado; endophytic, fungi, rupestrian, and grass lands; endophytic, fungi, Brazilian, and savanna; among these, 14 articles were selected. The articles were grouped into studies on the biodiversity of Cerrado endophytic fungi, chemical studies, and other subjects. All the articles were found to be related to the diversity present in the Cerrado of the southeastern and midwestern regions, they show high fungal biodiversity with Diaporthe genus predominant in almost all plants studied. In all the studies on the chemical diversity of endophytic fungi, new compounds or new natural products were found associated with a range of bioactivity, especially antifungal. It shows the great potential of endophytes in the production of new and bioactive secondary metabolites, as well as the unexplored chemical diversity of endophytes isolated from endemic plant species. The review shows that rare studies performed in regions where the Cerrado biome are predominant, including the central, north, and northeast regions, representing an important niche that is still unexplored.
Resumo: Esta é uma revisão sistemática de artigos científicos que relatam a biodiversidade de fungos endofíticos isolados de plantas endêmicas do Cerrado no Brasil, e expõe as possíveis aplicações desses microrganismos na produção de metabólitos novos e conhecidos. Foram utilizadas as bases de dados "Portal de Periódicos" (CAPES), Science Direct, PubMed, Scielo e Biblioteca Virtual em Saúde (BVS). Foram encontrados 418 artigos, usando os seguintes conjuntos de palavras-chave: Endophytic, fungi, and Cerrado; endophytic, fungi, rupestrian, and grasslands; endophytic, fungi, Brazilian, and savanna. Destes, 14 artigos foram selecionados. Os artigos foram agrupados em estudos sobre a biodiversidade de fungos endofíticos do Cerrado, estudos químicos e outros estudos. Todos os artigos foram relacionados à diversidade presente no Cerrado das regiões sudeste e centro-oeste, estes apresentam alta biodiversidade fúngica, com o gênero Diaporthe predominando em quase todas as plantas estudadas. Em todos os estudos sobre a diversidade química de fungos endofíticos, novos compostos ou novos produtos naturais foram identificados, associados a uma série de bioatividades, especialmente antifúngica. Isso mostra o grande potencial dos endófitos na produção de metabólitos secundários novos e bioativos, bem como a diversidade química inexplorada de endófitos isolados de espécies de plantas endêmicas. Esta revisão mostra que raros estudos foram realizados em regiões onde o bioma Cerrado é predominante, incluindo as regiões central, norte e nordeste, que representam um nicho importante ainda inexplorado.
ABSTRACT
We have previously reported that ß-(1â3,1â6)-á´ -glucans produced by endophytes Diaporthe sp. G27-60 and G65-65 (GenBank accession codes JF766998 and JF767007, respectively) are promising anti-proliferation agents against human breast carcinoma (MCF-7) and hepatocellular carcinoma (HepG2-C3A) cells. However, the literature fails to describe the effects of Diaporthe exopolysaccharides (EPS) on eukaryotic healthy cells. The fungus Metarhiziumanisopliae has been employed as model-system to evaluate the toxicity of pharmaceutical and agricultural-interest substances, taking into account, among other parameters, the speed of conidia germination. Current study verified the effect of different concentrations of Diaporthe ß-glucans on the germination speed of M. anisopliae. Conidia were incubated with ß-glucans treatments (50, 200 and 400 µg/mL) at 28ºC, sampled during 24 h and analyzed by light microscopy. At the end of a 24-h incubation, the amount of germinated conidia reached ≈99% for controls and ranged between 97.7 and 98.6% for treatments. Bayesian analysis indicated that Diaporthe glucans had no toxicity on M. anisopliaeand the curve of germination occurred as expected for this fungal strain. Considering the validity of filamentous fungi as model-systems, results are important data on the toxicity of endophytic EPS on healthy cells and may be associated with our previous results obtained for these polymers against tumor cells.
Anteriormente, um estudo mostrou que ß-(1â3,1â6)-á´ -glucanas produzidas pelos endófitos Diaporthe sp. G27-60 e G65-65 (códigos de acesso no GenBank JF766998 e JF767007, respectivamente) são agentes promissores com ação antiproliferativa contra células HepG2-C3A (hepatoma humano) e MCF-7 (adenocarcinoma mamário humano). No entanto, os efeitos de exopolissacarídeos (EPS) produzidos por fungos do gênero Diaporthe em células eucarióticas sadias não estão descritos na literatura atual. O fungo Metarhiziumanisopliae tem sido utilizado como sistema-modelo para avaliar a toxicidade de substâncias de interesse farmacêutico e agronômico, considerando, entre outros parâmetros, a velocidade de germinação de conídios. O presente estudo teve como objetivo verificar os efeitos de diferentes concentrações de ß-glucanas produzidas por Diaporthe sp. sobre a velocidade de germinação de M. anisopliae. Os conídios foram incubados com os tratamentos de ß-glucanas (50, 200 e 400 µg/mL) a 28 ºC, com amostras coletadas ao longo de 24 h, e analisados por microscopia de luz. Ao final das 24 h de incubação, o total de conídios germinados nos controles foi de ≈99%, e variou entre 97,7 e 98,6% para os tratamentos. A análise bayesiana indicou que as glucanas de Diaporthe sp. não apresentaram toxicidade sobre M. anisopliae, e a curva de germinação atendeu ao esperado para essa linhagem fúngica. Considerando a validade dos fungos filamentosos como sistemas-modelo, esses resultados representam dados importantes sobre a toxicidade dos EPS de endófitos sobre células sadias e podem ser associados aos resultados anteriormente obtidos para esses polímeros em testes contra células tumorais.
Subject(s)
Bayes Theorem , Endophytes , FungiABSTRACT
Abstract This study aimed to inventory the herbivore insects associated with Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong (Fabaceae) fruits and seeds and their primary and secondary parasitoids. Six samples collected between May and October 2013 yielded 210 fruits, from which 326 insects of six orders emerged: Coleoptera, Hymenoptera, Lepidoptera, Diptera, Thysanoptera and Psocoptera. Coleoptera (five families) was represented by the seed consumers Merobruchus bicoloripes Pic, Stator sp. Bridwell (Chrysomelidae, Bruchinae), two species of Silvanidae, one species of Scolytinae (Curculionidae), one species of Nitidulidae and one species of Cerambycidae. The cerambycid was also observed forming galleries on fruit mesocarp. Immature individuals of Lepidoptera were observed consuming the fruits and seeds. From the seven Hymenoptera families, only two species were associated with Coleoptera, being Horismenus Walker sp. (Eulophidae) as parasitoid of M. bicoloripes, and Neoheterospilus falcatus (Marsh) (Braconidae) as parasitoid of Scolytinae. The Lepidoptera parasitoids represented four genera: Pseudophanerotoma Zetel, Chelonus Panzer (Braconidae), Orgilus Nees (Braconidae) and Goniozus Forster (Bethylidae). The host associations for the reared parasitoids Bracon Fabricius (Braconidae), Pimplinae sp. (Ichneumonidae) and Perilampus Forster (Perilampidae) were not confirmed. We obtained a single representative of Diptera (Tachinidae) associated with Lepidoptera hosts in this food web.
Resumo Este estudo teve como objetivo inventariar os insetos herbívoros associados a frutos e sementes de Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong (Fabaceae) e seus parasitoides primários e secundários. De seis amostras coletadas entre maio e outubro de 2013, obteve-se 210 frutos, dos quais emergiram 326 insetos pertencentes a seis ordens: Coleoptera, Hymenoptera, Lepidoptera, Diptera, Thysanoptera e Psocoptera. Coleoptera (cinco famílias) foi representada pelos consumidores de sementes: Merobruchus bicoloripes Pic, Stator sp. Bridwell (Chrysomelidae, Bruchinae), Silvanidae sp. 1 e sp. 2, Scolytinae sp. (Curculionidae), Nitidulidae sp. e Cerambycidae sp. A última espécie também foi observada formando galerias no mesocarpo do fruto. Indivíduos imaturos de Lepidoptera também foram observados consumindo os frutos e sementes. Dos Hymenoptera (sete famílias), duas espécies foram associadas a Coleoptera, sendo Horismenus Walker sp. (Eulophidae) parasitoide de M. bicoloripes e Neoheterospilus falcatus (Marsh) (Braconidae) parasitoide de Scolytinae. Os parasitoides de Lepidoptera foram totalizados em quatro gêneros: Pseudophanerotoma Zetel e Chelonus Panzer (Braconidae), Orgilus Nees (Braconidae) e Goniozus Forster (Bethylidae). As interações para os parasitoides Bracon Fabricius (Braconidae), Pimplinae sp. (Ichneumonidae) e Perilampus Forster (Perilampidae) não foram confirmadas. Nós encontramos apenas um único representante de Diptera (Tachinidae) como parasitoide de Lepidoptera nesta rede trófica.
Subject(s)
Animals , Food Chain , Herbivory , Host-Parasite Interactions , Insecta/physiology , Insecta/parasitology , Fabaceae/growth & development , Coleoptera/growth & development , Coleoptera/physiology , Coleoptera/parasitology , Brazil , Diptera/physiology , Fruit/physiology , Insecta/growth & development , Larva/growth & developmentABSTRACT
ABSTRACT Endophyte microorganisms have great biotechnological interest, with features applicable to different areas and are potentially useful in agriculture. The current study determines the biotechnological potential of endophytic fungi, isolated from leaves of Sapindus saponaria, to control phytopathogenic fungi and evaluate their enzyme production. Molecular taxonomy was performed by sequencing of the ITS1-5.8S-ITS2 ribosomal DNA region, identifying the genera Phomopsis, Sordariomycetes, Diaporthe, and Colletotrichum. In vitro antagonism against phytopathogens showed better results against Fusarium solani and provided inhibition indices between 41.8 % and 67.5 %. The endophytic strain SS81 (Diaporthe citri) presented the highest antagonism index against the pathogen. Against Glomerella sp. and Moniliophthora perniciosa, inhibition rates ranged between 18.7 % and 57.4 % and between 38.3 % and 64.8 %, respectively. Enzyme assays revealed that strain SS65 (Diaporthe sp.) produced 1.16 UI μmol/min of amylase; strain SS77 (Diaporthe sp.) produced 2.74 UI μmol/min of pectinase, and strain SS08 (Diaporthe sp.) produced 1.51 UI μmol/min of cellulase. Thus, the current study shows evidence the importance of isolated endophytes with phytoprotective properties of plants with medicinal properties as alternatives for biological control and natural sources of products with biotechnological interest.
RESUMEN Los microorganismos endofíticos tienen gran interés biotecnológico, con características aplicables a diferentes áreas y potencialmente útiles en la agricultura. El presente estudio determinó el potencial biotecnológico de los hongos endofíticos, aislados de las hojas de Sapindus saponaria, en el control de hongos fitopatógenos y evaluación de su producción de enzimática. La taxonomía molecular fue realizada por la secuencia de la región ITS1-5.8S-ITS2 del ADN ribosomal, identificando los géneros Phomopsis, Sordariomycetes, Diaporthe y Colletotrichum. El antagonismo in vitro contra fitopatógenos mostró mejores resultados contra Fusarium solani y proporcionó índices de inhibición de entre el 41,8 % y el 67,5 %. El linaje endofítico SS81 (Diaporthe citri) presentó el mayor índice de antagonismo contra los patógenos. Contra Glomerella sp. y Moniliophthora perniciosa, las tasas de inhibición variaron entre el 18,7 % y el 57,4 % y entre el 38,3 % y el 64,8 %, respectivamente. El ensayo enzimático reveló que el linaje SS65 (Diaporthe sp.) produjo 1,16 UI μmol / min de amilasa; el linaje SS77 (Diaporthe sp.) produjo 2,74 UI μmol / min de pectinasa; y el linaje SS08 (Diaporthe sp.) produjo 1,51 UI μmol / min de celulasa. Así, el presente estudio evidencia la importancia de los endófitos aislados con propiedades fitoprotectoras como alternativas para el control biológico y como fuentes naturales de productos con interés biotecnológico.
ABSTRACT
ABSTRACT: One of the significant obstacles to the growth of sugarcane production is the infection by phytopathogens, mainly by the bacterium Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx) causal agent of Ratoon stunting disease. Thus, this research aimed to evaluate the effects of kasugamycin on the in vitro growth of sugarcane, as well as its effect on the bacterium Lxx. Explants of strain SP791011 from sugarcane were inoculated in MS culture medium supplemented with the antimicrobial kasugamycin at concentrations of 0.00; 0.87; 1.08; 1.74 and 3.48 mL.L-1, where they remained for 30 days. After this period, the survival rate, shoot number per explant, height of the explants, phytomass, dry phytomass and phytosanitary were evaluated based on the presence of genomic DNA of Lxx. It was verified that the culture in kasugamycin influenced the morphological variables negatively; nevertheless, the antimicrobial did not demonstrate phytotoxicity to the plants. All treatments tested in this experiment were diagnosed as positive, with DNA amplification for Lxx, despite it was observed a reduction in bacterial load, suggesting that kasugamycin at higher doses can be evaluated as an attempt to eliminate the bacterium in the in vitro cultivation of sugarcane.
RESUMO: Um dos maiores entraves para o crescimento da produção de cana-de-açúcar é a infecção por fitopatógenos, principalmente pela bactéria Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), agente causal do raquitismo-da-soqueira, doença que mais causa perdas a cultura. Assim, este trabalho teve como objetivo, avaliar os efeitos do antimicrobiano casugamicina sobre o crescimento in vitro, bem como seu efeito sobre a infecção endógena por Lxx em cana-de-açúcar. Explantes da variedade SP791011 de cana-de-açúcar foram inoculados em meio de cultura MS suplementados com o antimicrobiano nas concentrações de 0,00; 0,87; 1,08; 1,74 e 3,48 mL.L-1, em que permaneceram por 30 dias. Após este período, foi avaliada a taxa de sobrevivência, número de brotações por explante, altura dos explantes, fitomassa, fitomassa seca e fitossanidade em relação à presença de DNA genômico de Lxx. Foi verificado que o cultivo em casugamicina influenciou de forma negativa nas variáveis morfológicas, apesar disso, o antimicrobiano não mostrou fitotoxidade às plantas. Todos os tratamentos testados neste experimento foram diagnosticados como positivos, com amplificação de DNA para Lxx, apesar de ter sido observada uma redução na carga bacteriana, sugerindo que a casugamicina em doses superiores pode ser avaliada como alternativa na tentativa de eliminar completamente a bactéria no cultivo in vitro de cana-de-açúcar.
ABSTRACT
Abstract Candida albicans is a most common cause of fungal infections in animals and birds. Understanding the increasing resistance of C. albicans to various antifungal therapeutic agents is important to discover new anti-candidal alternatives. The present study investigated the anti-candidal potential of five endophytic fungi extracts, isolated from the tropical ethnoveterinary plant, Calotropis gigantea. We firstly evaluated the in vitro antifungal activities of endophytic fungi extracts by the well diffusion method. Secondly, the cells of C. albicans were treated with the potent extract to observe significant ultrastructural changes. To further investigate the in vivo antifungal activity of the extract, some laboratory experiments with mice were undertaken, and posteriourly, the different organs were studied under the electron microscope for any deformities. Phomopsis asparagi showed the best anti-candidal activitywith a minimum inhibitory concentration (MIC) of 46.9 µg/mL. The fungal test pathogen (C. albicans) exhibited various cell deformities when treated with the extract of P. asparagi. Histopathological studies of the vital organs of mice treated with the potent fungal extract did not show any significant pathological conditions when viewed under scanning electron microscope. Thus, P. asparagi can be a potential candidate for anti-candidal agents against C. albicans. Future studies will focus on the isolation of the bioactive components of the extract.
Resumen Candida albicans es la causa más común de infecciones fúngicas en animales y aves. La comprensión de la creciente resistencia de C. albicans a varios agentes terapéuticos antifúngicos es importante para descubrir nuevas alternativas anti-candida. El presente estudio investigó el potencial anti-candida de cinco extractos de hongos endofíticos, aislados de la planta etnoveterinaria tropical, Calotropis gigantea. En primer lugar se evaluaron las actividades antifúngicas in vitro de los extractos de hongos endofíticos por el método de difusión de pozos. En segundo lugar, las células de C. albicans se trataron con un potente extracto para observar cambios ultrastructurales significativos. Para investigar más a fondo la actividad antifúngica in vivo del extracto, se realizaron algunos experimentos de laboratorio con ratones, y posteriormente, los diferentes órganos se estudiaron bajo microscopio electrónico para cualquier deformidad. Phomopsis asparagi mostró la mejor actividad anti-candida con una concentración inhibitoria mínima (MIC) de 46.9 μg/mL. El patógeno de prueba fúngico (C. albicans) presentó diversas deformidades celulares al ser tratado con el extracto de P. asparagi. Los estudios histopatológicos de los órganos vitales de los ratones tratados con el potente extracto fúngico no mostraron ninguna condición patológica significativa cuando se observaron con un microscopio electrónico de barrido. Por lo tanto, P. asparagi puede ser un candidato potencial para agentes anti-candida contra C. albicans. Los estudios futuros se centrarán en el aislamiento de los componentes bioactivos del extracto.
ABSTRACT
Una de las estrategias alternativas utilizadas para encontrar nuevas moléculas bioactivas es investigar otros organismos que habitan en los biotopos, y se presta especial atención a las interacciones ambientales entre sí y las plantas que podrían producir aún una mayor cantidad de metabolitos secundarios. Dentro de estos microorganismos, los endófitos son considerados una importante fuente de nuevos metabolitos secundarios de explotación potencial para usos médicos, agrícolas o por otras áreas industriales. En este trabajo la investigación se centró en la búsqueda de compuestos bioactivos de Erythrina crista-galli infectada con un hongo endofítico. Se recolectaron muestras de E. crista-galli de los alrededores de la Provincia de Buenos Aires y de todas estas muestras se aisló e identificó al endófito como perteneciente al género Phomopsis. Se estudiaron las actividades antimicrobiana y antiinflamatoria de los extractos de E. crista-galli relacionadas con algunos de sus usos tradicionales. El extracto acetónico de las ramas jóvenes presentó actividad antibacteriana sobre Bacillus brevis y B. subtilis y antiinflamatoria in vivo (en edema de oreja de ratón) e in vitro (en macrófagos activados por lipopolisacáridos). Del extracto acetónico con actividad antimicrobiana se aislaron e identificaron dos compuestos, daidzeína y coumestrol, y se identificó genisteína por cromatografía contra testigos. La concentración inhibitoria mínima de daidzeína, coumestrol y genisteína frente a B. brevis fue de 137,81, 16,33 y 64,81 µM, respectivamente. En el extracto acetónico con actividad antiinflamatoria se identificaron, por cromatografía contra testigos, daidzeína, genisteína, coumestrol, biochanina A y formononetina. Genisteína, coumestrol y biochanina A presentaron una dosis efectiva 50, de 0,14, 0,54 y 0.75 µg/ml, respectivamente, en el modelo de edema en oreja de ratón. Para evaluar la influencia del endófito en el metabolismo secundario de E. crista-galli se obtuvieron plantines de cultivo. No se pudieron obtener plantines libres de hongo con los tratamientos aplicados. Se sobreinfectó un lote de plantines con Phomopsis sp. y se cuantificó su contenido de coumestrol (0,04 %) y daidzeína (0,05 %) en comparación con el de un grupo control (0,01 % y 0,02 %, respectivamente). Del extracto acetónico de los plantines sobreinfectados se aisló e identificó un glicósido de isorhamnetina. (AU)
Subject(s)
Animals , Erythrina , Endophytes , Anti-Infective Agents , Anti-Inflammatory Agents , Argentina , Plant Extracts , Chromatography , Genistein , Coumestrol , PhytochemicalsABSTRACT
Abstract This study aimed to inventory the herbivore insects associated with Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong (Fabaceae) fruits and seeds and their primary and secondary parasitoids. Six samples collected between May and October 2013 yielded 210 fruits, from which 326 insects of six orders emerged: Coleoptera, Hymenoptera, Lepidoptera, Diptera, Thysanoptera and Psocoptera. Coleoptera (five families) was represented by the seed consumers Merobruchus bicoloripes Pic, Stator sp. Bridwell (Chrysomelidae, Bruchinae), two species of Silvanidae, one species of Scolytinae (Curculionidae), one species of Nitidulidae and one species of Cerambycidae. The cerambycid was also observed forming galleries on fruit mesocarp. Immature individuals of Lepidoptera were observed consuming the fruits and seeds. From the seven Hymenoptera families, only two species were associated with Coleoptera, being Horismenus Walker sp. (Eulophidae) as parasitoid of M. bicoloripes, and Neoheterospilus falcatus (Marsh) (Braconidae) as parasitoid of Scolytinae. The Lepidoptera parasitoids represented four genera: Pseudophanerotoma Zetel, Chelonus Panzer (Braconidae), Orgilus Nees (Braconidae) and Goniozus Forster (Bethylidae). The host associations for the reared parasitoids Bracon Fabricius (Braconidae), Pimplinae sp. (Ichneumonidae) and Perilampus Forster (Perilampidae) were not confirmed. We obtained a single representative of Diptera (Tachinidae) associated with Lepidoptera hosts in this food web.
Resumo Este estudo teve como objetivo inventariar os insetos herbívoros associados a frutos e sementes de Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong (Fabaceae) e seus parasitoides primários e secundários. De seis amostras coletadas entre maio e outubro de 2013, obteve-se 210 frutos, dos quais emergiram 326 insetos pertencentes a seis ordens: Coleoptera, Hymenoptera, Lepidoptera, Diptera, Thysanoptera e Psocoptera. Coleoptera (cinco famílias) foi representada pelos consumidores de sementes: Merobruchus bicoloripes Pic, Stator sp. Bridwell (Chrysomelidae, Bruchinae), Silvanidae sp. 1 e sp. 2, Scolytinae sp. (Curculionidae), Nitidulidae sp. e Cerambycidae sp. A última espécie também foi observada formando galerias no mesocarpo do fruto. Indivíduos imaturos de Lepidoptera também foram observados consumindo os frutos e sementes. Dos Hymenoptera (sete famílias), duas espécies foram associadas a Coleoptera, sendo Horismenus Walker sp. (Eulophidae) parasitoide de M. bicoloripes e Neoheterospilus falcatus (Marsh) (Braconidae) parasitoide de Scolytinae. Os parasitoides de Lepidoptera foram totalizados em quatro gêneros: Pseudophanerotoma Zetel e Chelonus Panzer (Braconidae), Orgilus Nees (Braconidae) e Goniozus Forster (Bethylidae). As interações para os parasitoides Bracon Fabricius (Braconidae), Pimplinae sp. (Ichneumonidae) e Perilampus Forster (Perilampidae) não foram confirmadas. Nós encontramos apenas um único representante de Diptera (Tachinidae) como parasitoide de Lepidoptera nesta rede trófica.
ABSTRACT
Abstract Microorganisms have been efficiently used for the biological control of phytopathogens through the production of antimicrobial substances. However, the objectives of this work were: to study the germination of Butia purpurascens Glassman and Butia archeri Glassman seeds in different substrates, to select and identify the endophytic and rhizospheric bacterial isolates of B. purpurascens and B. archeri, and to perform antibiosis tests based on the isolated microorganisms of these tree species. No difference was found between the cultivation substrates for the percentages of germination, hard seeds, and fungal contamination in the B. purpurascens seeds. The Bacillus subtilis isolated showed the best capacity for suppressing the growth of the two deteriorative fungi tested in B. purpurascens seeds. No difference was found for inhibition of the growth of Aspergillus niger fungus (deteriorative fungus of B. archeri seeds) between the microorganisms with Bacillus sp. and Brevibacillus brevis compared to the control. In the microbiolization of B. purpurascens and B. archeri seeds performed with microbiological solutions produced from the endophytic and rhizospheric strains of Bacillus sp., no differences were observed in the percentages of germination and contamination by fungi. For B. archeri seeds, there was contamination by fungi and bacteria after one day of cultivation, primarily in the regions with lesions caused by the extraction and scarification process.
Resumo Microorganismos específicos tem sido usados eficientemente para o controle biológico de fitopatógenos através da produção de substâncias antimicrobianas. Portanto, os objetivos deste estudo foram: estudar a germinação de sementes de Butia purpurascens Glassman e Butia archeri Glassman em diferentes substratos; selecionar e identificar isolados bacterianos rizosféricos e endofíticos de B. purpurascens e B. archeri, e realizar testes de antibiose a partir de microorganismos isolados dessas espécies arbóreas. Não houve diferença entre os substratos de cultivo para as porcentagens de germinação, de sementes duras e de contaminação por fungos nas sementes de B. purpurascens. O isolado bacteriano Bacillus subtilis apresentou melhor capacidade de supressão do crescimento dos dois fungos deterioradores testados nas sementes de B. purpurascens. Não foi encontrada diferença para a inibição do crescimento do fungo Aspergillus niger (fungo deteriorador de sementes de B. archeri) entre os microorganismos com Bacillus sp. e Brevibacillus brevis em comparação ao controle. Na microbiolização das sementes de B. purpurascens e B. archeri realizada com soluções microbiológicas produzidas a partir de cepas endofíticas e rizosféricas de Bacillus sp. não foram observadas diferenças na porcentagem de germinação e contaminação por fungos. Para B. archeri houve contaminação por fungos e bactérias após um dia de cultivo, principalmente nas regiões de lesão proporcionadas pelo processo de extração e escarificação.
ABSTRACT
Este trabalho teve como objetivo caracterizar filogeneticamente os isolados bacterianos da cultura da palma forrageira usando o gene recA. Para o isolamento caldódios de palma foram maceradas e inoculadas em meios semissólido semi-seletivo NFb, JNFb, LGI e LG sem adição de nitrogênio. Foram obtidos doze micro-organismos cuja a analise parcial do gene recA possibilitou a identificação dos gêneros Azospirillum, Bacillus e Methylobacterium.. Bactérias diazotróficas encontrados na cultura da palma podem ter uma grande função como bactéria promotora de crescimento. O gene recA mostrou-se bastante consistente para uso em filogenia molecular de bactérias. Observou-se ainda a presença de bactérias destes gêneros podem ter de grande interesse para futuros estudos considerando seu alto poder biotecnológico.
This study aimed to characterize phylogenetically isolated bacterial culture of Cactus Pear using the parcial gene recA. For isolation cladodes were macerated and inoculated in semi-selective semisolid media NFB, JNFb, LGI and LG without added nitrogen. Twelve micro-organisms were obtained whose analysis of partial gene recA enabled the identification of the genera Azospirillum, Bacillus and Methylobacterium. Diazotrophic bacteria found in the culture of Cactus Pear may have a great function as growth-promoting bacteria. The partial gene recA was shown to be quite consistent for use in molecular phylogeny of bacteria. We also observed the presence of bacteria of these genera may be of great interest for future studies considering its high power biotechnology.
Subject(s)
Phylogeny , Bacteria , Polymerase Chain Reaction , Opuntia , Nitrogen FixationABSTRACT
Com a utilização de plantas medicinais em infusões, xaropes, tinturas, ungüentos, dentre outras formas, pressupõe-se que fungos endofíticos, presentes no interior das plantas, mas sem causar doença, possam tornar-se um componente destes produtos, principalmente quando utilizados in natura. Além disso, os fungos endofíticos podem também produzir substâncias tóxicas aos usuários ou mesmo alterar o metabolismo vegetal, modificando a composição e as propriedades medicinais, assim como, a qualidade do produto armazenado e comercializado. Neste sentido, objetivou-se isolar e identificar a flora fúngica endofítica de onze espécies medicinais escolhidas ao acaso. Obtiveram-se culturas-puras dos fungos Phomopsis, Colletotrichum, Pestalotia, Trichoderma, Fusarium, Nigrospora e Glomerella ocorrendo endofiticamente em Plectranthus barbatus, Vernonia condensata, Pfaffia paniculata, Foeniculum vulgare, Cymbopogon citratus, Cymbopogon nardus, Cordia curassavica, Maytenus ilicifolia, Punica granatum, Morus nigra e Bauhinia forficata. As espécies vegetais em que se identificaram o maior número de fungos endofíticos foram Vernonia condensata, Punica granatum e Morus nigra. Todos os fungos recuperados neste trabalho apresentaram características estritamente endofíticas, não manifestando patogenicidade nas espécies hospedeiras. Dentre os fungos detectados, especial atenção deve ser dada ao gênero Fusarium, uma vez que inúmeras espécies deste gênero são conhecidas produtoras de micotoxinas e constituem-se em importantes patógenos pós-colheita.
With the use of medicinal plants in infusions, syrups, dyes, unguents, among other forms, it is expected that endophytic fungi, present inside the plants but not causing diseases, become components of these products, especially when used in natura. In addition, endophytic fungi can produce toxic substances to the users or even modify the plant metabolism, altering the medicinal composition and properties, as well as the quality of the stored and commercialized product. Therefore, the aim of this study was to isolate and identify the endophytic flora from eleven randomly chosen medicinal species. Pure cultures were obtained from the fungi Phomopsis, Colletotrichum, Pestalotia, Trichoderma, Fusarium, Nigrospora and Glomerella endophytically occurring in Plectranthus barbatus, Vernonia condensata, Pfaffia paniculata, Foeniculum vulgare, Cymbopogon citratus, Cymbopogon nardus, Cordia curassavica, Maytenus ilicifolia, Punica granatum, Morus nigra and Bauhinia forficata. The plant species that presented the highest number of endophytic fungi were Vernonia condensata, Punica granatum and Morus nigra. All fungi recovered in this study showed strictly endophytic features, not manifesting pathogenicity in their host species. Among the detected fungi, special attention must be given to the genus Fusarium, since a wide range of species of this genus are known to produce mycotoxins and constitute important post-harvest pathogens.
Subject(s)
Plants, Medicinal/growth & development , Fungi/isolation & purification , Fusarium/isolation & purification , MycotoxinsABSTRACT
Os microrganismos que vivem no interior de plantas e habitam de modo geral suas partes aéreas, como folhas e caules, mas não causam aparentemente nenhum dano a seus hospedeiros, são chamados de endofíticos. Além de exercerem diversas funções de importância para o hospedeiro, esses microrganismos são potencialmente úteis na agricultura e na indústria, sobretudo na farmacêutica e de defensivos agrícolas.Por se constituírem em potenciais substitutos de produtos químicos, ao exercerem ações de biocontrolee/ou promoção de crescimento de plantas, favorecendo a preservação do ambiente, vem sendo apontadoscomo alternativa viável para sistemas de produção agrícola ecológica e economicamente sustentáveis. Aobtenção de substâncias de interesse econômico, como enzimas, antibióticos e outros fármacos, a partir de microrganismos endofíticos, tem sido frequentemente relatada na literatura científica. Exemplo disso é o taxol, poderoso anticancerígeno que anteriormente era obtido apenas da exploração da planta Taxusbrevifolia e, agora pode ser obtido de diferentes gêneros de fungos endofíticos. Avanços como estereforçam a grande potencialidade biotecnológica de tais microrganismos. Este trabalho visa apresentar um panorama sobre potenciais aplicações de microrganismos endofíticos na agricultura e na produção de substâncias de interesse econômico.
Endophytic microorganisms are mainly fungi and bacteria that live inside plants, generally inhabiting aerial parts such as leaves and stems, without causing any apparent damage to their hosts. In addition to many important functions for the host, the endophytic microorganisms are potentially useful in agriculture and industry, especially in pharmaceuticals and agrochemicals. By forming themselves into substitutes for chemicals by exercising stock biocontrol and/or promotion of plant growth, favoring the environmental preservation, has been appointed as a viable alternative agricultural production systems for environmentally and economically sustainable. Obtaining substances of economic interest, suchas enzymes, antibiotics and other drugs from endophytic microorganisms has often been reported in the scientific literature. One example is taxol, a powerful anti-cancer substance that was previously obtained only from the exploitation of the plant Taxus brevifolia, and can now be obtained fromdifferent genera of endophytic fungi. Advances like this reinforce the great biotechnological potential of such microorganisms. This study presents an overview of potential applications of endophytic microorganisms in agriculture and production of substances of economic interest.(
Subject(s)
Antigens, Bacterial , Pest Control, Biological , Pest Control , Plant Diseases , Public HealthABSTRACT
A total of 22 endophytic fungi isolated from coffee (Coffea arabica L.) were cultivated in vitro and their crude extracts tested. The screening was carried out using the agar diffusion method against Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Candida albicans. The most effective isolate was Alternaria alternata, and subsequently, its extract was assayed. The total phenolic content was 3.44 μg GAE/mg of the crude extract. For the antibacterial and antifungal activity assays, minimum inhibitory concentrations (MIC) and minimum bactericidal and fungicidal concentrations (MBC and MFC) were determined. The ranges of MIC values were 50-100 μg/mL for S. aureus and 400-800 μg/mL for E. coli. The extract did not show activity in the tested concentrations for C. albicans. The fungal crude extract was assayed for antioxidant activities. Its ability to scavenge DPPH radicals and antioxidant activity by β-carotene/linoleic acid system oxidation was not significant. In addition, antitumor activity was studied using the MTT assay. At a dilution of 400 μg/mL, the extract displayed a cytotoxic activity of approximately 50 percent towards HeLa cells in vitro. The results indicate that endophytic fungi could be a promising source of bioactive compounds and warrant further study.
Total de 22 fungos endofíticos isolados de café (Coffea arabica L.) foi cultivado in vitro e seus extratos testados. A triagem foi conduzida pelo método de difusão em agar contra bactérias Gram-positiva, Gram-negativa e uma levedura. O isolado mais efetivo foi Alternaria alternata e, subsequentemente, seu extrato foi analisado. O conteúdo de fenólicos totais do extrato bruto foi de 3,44 μg EAG/mg de extrato. Para os testes de atividade antimicrobiana, a concentração inibitória mínima (CIM) e concentração bactericida e fungicida mínima (CBM e CFM) contra Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Candida albicans foram determinadas. Resultados da CIM variaram entre 50-100 μg/mL para S. aureus e 400-800 μg/mL para E. coli. O extrato bruto não apresentou atividade nas concentrações testadas para C. albicans. Foram analisadas as atividades antioxidantes do extrato bruto. Sua habilidade para seqüestrar radicais DPPH e a atividade antioxidante pela oxidação do sistema β-caroteno/ácido linoléico não foram significativas. Além disso, a atividade antitumoral foi estudada pelo teste do MTT. À diluição de 400 μg/mL, o extrato apresentou atividade de aproximadamente 50 por cento sobre as células HeLa in vitro. Os resultados indicam que fungos endófitos poderiam ser uma fonte promissora de compostos bioativos necessitando de estudos futuros.
Subject(s)
Alternaria/growth & development , Alternaria/chemistry , Coffea Cruda/analysis , Fermentation , Antioxidants/metabolism , Chemical Compounds/analysis , Drug SynergismABSTRACT
Plant-bacteria interactions result from reciprocal recognition between both species. These interactions are responsible for essential biological processes in plant development and health status. Here, we present a review of the methodologies applied to investigate shifts in bacterial communities associated with plants. A description of techniques is made from initial isolations to culture-independent approaches focusing on quantitative Polymerase Chain Reaction in real time (qPCR), Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE), clone library construction and analysis, the application of multivariate analyses to microbial ecology data and the upcoming high throughput methodologies such as microarrays and pyrosequencing. This review supplies information about the development of traditional methods and a general overview about the new insights into bacterial communities associated with plants.
As interações planta-bactéria resultam de um reconhecimento recíproco de ambas espécies. Estas interações são responsáveis por processos biológicos essenciais para o desenvolvimento e a proteção das plantas. Este trabalho revisa as metodologias aplicadas na investigação de alterações nas comunidades bacterianas associadas às plantas. Uma descrição das técnicas é feita, desde o isolamento até a aplicação de técnicas independentes de cultivo, destacando as técnicas de qPCR, Gel de Eletroforese em Gradiente Desnaturante (DGGE), construção e análise de bibliotecas de clones, a aplicação de análise multivariada em dados de ecologia microbiana, e as novas metodologias de alto processamento de amostras como microarranjos e pirosequenciamento. Em resumo, esta revisão fornece informações sobre o desenvolvimento das técnicas tradicionais e uma visão geral sobre as novas tendências dos estudos de comunidades bacterianas associadas às plantas.