Isolation and Characterisation of Endophytic Strain Paenibacillus polymyxa SR19 from Urtica dioica and the Study of Their Effect against Fusarium oxysporum f. sp Tomato

In an attempt to obtain biological control agents for fusariose wilt, a total of 54 endophytic bacterial strains were isolated from the root of plants Urtica dioica and screened for in vitro antagonist activity against Fusarium oxysporum. Among the 54 bacterial isolates, 27 isolates exhibited more than 60% inhibition of mycelia growth of Fusarium oxysporum. The strain R19 which exhibited the most obvious antagonistic activity was selected for greenhouse studies. The SR19 had no pathogenicity and was identified as Paenibacillus polymyxa based on its phenotypical and biochemical properties as well as its 16S rRNA gene sequence. Growth chamber studies resulted in statistically significant increases in inoculating tomato seedling with the endophytic strain SR19 which in turn resulted in improving plant seedling stand by 32% and increasing fresh weights of root and fresh weight of aerial biomass of plants over the untreated pathogen control by 6.95 g and 7.96 g, respectively. Strain SR19 is a potential biological control agent that may contribute to the protection of tomato plants against fusariose wilt.

Inoculation methods and aggressiveness of five Fusarium species against peach palm / Métodos de inoculação e agressividade de cinco espécies de Fusarium à pupunheira

ABSTRACT: Fusarium wilt is a major disease which affects peach palm (Bactris gasipaes Kunth.var gasipaes Henderson). This study aimed to evaluate inoculation methods and aggressiveness of isolates of five Fusarium species on peach palm. Fusarium proliferatum can infect the leaves, stem, and roots of peach palm. F. proliferatum, F. oxysporum species complex (FOSC), F. verticillioides, F. solani species complex (FSSC), and Gibberella fujikuroi species complex (GFSC) are pathogenic to peach palm. The use of Fusarium-colonized ground corn for root inoculation was effective and reduced the level of damage to plants.

RESUMO: A fusariose é uma das principais doenças da pupunheira (Bactris gasipaes Kunth.var gasipaes Henderson). O objetivo deste trabalho foi avaliar métodos de inoculação e a agressividade de isolados de cinco espécies de Fusarium à pupunheira. Demonstrou-se que Fusarium proliferatum pode infectar folhas, caule e raízes de pupunheira. Verificou-se que as espécies F. proliferatum, F. oxysporum species complex (FOSC), F. verticillioides, F. solani species complex (FSSC) e Gibberella. fujikuroi species complex (GFSC) são patogênicas à pupunheira e, que o uso da quirera colonizada por Fusarium para inoculação de raízes foi efetivo e reduziu o nível de injúrias às plantas.

RESÍDUOS ORGÂNICOS NO CONTROLE DE Fusarium oxysporum f. sp. passiflorae EM MARACUJAZEIRO AMARELO(Passiflora edulis f. flavicarpa) / Organic Residues in Control of Fusarium oxysporum f. sp. passiflorae in Yellow Passion Fruit (Passiflora edulis f. flavicarpa) / Residuos orgánicos en el control de Fusarium oxysporum f. sp. passiflorae en maracuyá amarillo (Passiflora edulis f. flavicarpa)

A fusariose é uma importante doença na cultura do maracujá e causa severa limitação na produção de frutos e redução da longevidade dos pomares. Objetivou-se avaliar o efeito de resíduos orgânicos in vitro e in vivo como medida alternativa no controle da fusariose do maracujazeiro, causada por Fusarium oxysporum f. sp. passiflorae. Foram avaliadas seis concentrações in vitro (0, 2, 4, 6, 8 e 10 %), na forma de extrato aquoso, na inibição do crescimento micelial e in vivo (0, 20, 40, 60, 80 e 100 g kg-1), incorporados ao solo, para o controle de Fusarium. Os resíduos orgânicos utilizados foram folhas de eucalipto, bagaço do coco babaçu e casca de mandioca. Nestes resíduos foram realizadas análises nutricionais e microbiológicas. Foi confirmada a patogenicidade dos isolados testados, o que comprova a fusariose em maracujazeiro amarelo in vivo. O bagaço do coco babaçu foi o que apresentou maiores concentrações de N, P e K. As espécies fúngicas presentes com maior frequência foram Penicillium sp., Aspergillus niger, Aspergillus flavus e Aspergillus ochraceus. In vitro o extrato de bagaço do coco babaçu obteve inibição significativa a 6 % e os extratos de folhas de eucalipto e casca de mandioca a 10 %. In vivo a concentração de 60 g kg¹ de bagaço do coco babaçu e 80 g kg¹ de casca de mandioca foram eficientes no controle da fusariose. O resíduo de eucalipto não influenciou o desenvolvimento da murcha do fusário no maracujazeiro em casa de vegetação. É possível utilizar resíduos orgânicos para o controle da fusariose em maracujazeiro amarelo.

The fusarium is an important disease in yellow passion fruit that causes severe limitation in fruit production and reduced longevity of the orchards. This study aimed to evaluate the effect of organic residues in vitro and in vivo as alternative control in Fusarium of yellow passion fruit, caused by Fusarium oxysporum f. sp. passiflorae. Six concentrations were evaluated in vitro (0, 2, 4, 6, 8 and 10 %), in the form aqueous extracts, in the mycelial growth inhibition and in vivo (0, 20, 40, 60, 80 and 100 g kg-1), incorporated on soil for the Fusarium control. The organic residues used were eucalyptus leaves, bagasse babassu and cassava peeling. These residues were subjected to nutritional and microbiological analyzes. The pathogenicity of isolates tested was confirmed, which proves the presence of Fusarium in yellow passion fruit in vivo. Bagasse babassu presented the highest N, P and K concentration. Fungal species with higher frequency were Penicillium sp., Aspergillus niger, Aspergillus flavus and Aspergillus ochraceus. I There was a significative inhibition in vitro of the bagasse babassu extract at 6 % and other two residues at 10 %. In vivo the 60 g kg-1 of bagasse babassu and 80 g kg-1 of cassava peeling were efficient for Fusarium control. Eucalyptus leaves presented no effect on development of Fusarium wilt in yellow passion fruit in the greenhouse. The organic residues can be used for the Fusarium control in yellow passion fruit.

La fusariosis, es una importante enfermedad en el cultivo de maracuyá que causa una severa limitación en la producción de frutos y una reducción en la longevidad del cultivo. Este trabajo tuvo como objetivo, evaluar el efecto de residuos orgánicos in vitro e in vivo como medida alternativa para el manejo de la fusariosis en el maracuyá, causada por Fusarium oxysporum f. sp. passiflorae. Se evaluaron seis concentraciones in vitro (0, 2, 4, 6, 8 y 10 %) en forma de extracto acuoso, e igual número, para la inhibición del crecimiento micelial in vivo (0, 20, 40, 60, 80, 100 g kg-1), incorporados al suelo para el control de Fusarium. Los residuos orgánicos utilizados, fueron hojas de eucalipto, bagazo de coco babasú y cáscara de yuca. Estos residuos fueron sometidos a análisis nutricionales y microbiológicos. Se confirmó la patogeneidad de los aislados evaluados, lo que comprobó la presencia de fusariosis en el maracuyá amarillo in vivo. La bagazo babasú, presentó las mayores concentraciones de N, P y K. Las especies fúngicas presentes con mayor frecuencia fueron Penicillium sp., Aspergillus niger, Aspergillus flavus y Aspergillus ochraceus. En el proceso in vitro, el extracto de babasú presento inhibición significativa en la concentración del 6 % y, en los extractos de hojas de eucalipto y cáscara de yuca la del 10 %. A nivel in vivo, la concentración de 60 g kg¹ de bagazo babasú y 80 g kg¹ de cáscara de mandioca, fueron eficientes en el control de fusariosis. El residuo de eucalipto no influenció el desarrollo de la mancha de fusarium del maracuyá en vivero. Es posible utilizar residuos orgánicos para el control de fusarium en el cultivo de maracuyá amarillo.

Propagação vegetativa de espécies silvestres do gênero Piper, com potencial para uso como porta enxertos em pimenta-do-reino (Piper nigrun) / Vegetative propagation of wild species of the genus Piper, with potential for use as rootstocks in black pepper (Piper nigrun)

O estabelecimento de espécies usadas como porta-enxerto, importantes na olericultura, podem ser multiplicadas por meio da estaquia com auxílio de fitorreguladores. Objetivou-se com este trabalho avaliar a influência do AIB no estabelecimento de espécies nativas do gênero Piper com potencial de uso como porta-enxerto de Piper nigrum. Estacas de P. Arboreum, P. amplum e P. sp foram submetidas a diferentes dosagens de AIB (0, 2000, 4000, 6000 e 8000 mg.L-1) e mantidas em estufa agrícola com irrigação intermitente com temperatura e umidade controlados. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 3x5 (3 espécies de Piper x 5 dosagens de AIB) e composto por 3 repetições por tratamento, sendo cada parcela composta por 10 estacas. A avaliação foi realizada aos 45 dias de transplantio e as variáveis analisadas foram: índice de sobrevivência, número médio de folhas, número médio de brotos e comprimento médio do maior broto. A espécie Piper arboreum apresentou bons resultados referentes ao crescimento da parte aérea independentemente da concentração de AIB empregada.

The establishment of species used as rootstock, which are important in horticulture crop scan may be multiplied, with the aid of growth regulators, by cutting. The objective of this study was to evaluate the influence of IBA on the establishment of native species of the genus Piper with potential use as rootstock of Piper nigrum. Cuttings of P. arboreum, P. amplum and P. sp were treated with different concentrations of IBA (0 ,2000, 4000, 6000 and 8000mg.L-1) and maintained in a greenhouse with intermittent irrigation, with the temperature and humidity controlled. The experimental design was completely randomized in a factorial 3x5 plan (3 Piper species x5 doses of IBA) and comprising of three repetitions per treatment, each plot consisting of 10 cuttings. The evaluation was performed at 45 days of transplanting and the analyzed variables were: survival rate, the number of leaves, the number of shoots and the length of the largest shoot. The Piper arboretum species showed the best growth results for the aerial part independent of the IBA concentration used.

Efeito de extratos vegetais no controle de Fusarium oxysporum f. sp tracheiphilum em sementes de caupi / Effect of naturals extracts on the control of Fusarium oxysporum f. sp tracheiphilum in cowpea seeds

A fusariose é uma doença de grande importância para a cultura do feijoeiro em virtude da redução da produtividade. O controle da doença vem sendo realizado com aplicações indiscriminadas de fungicidas químicos, acarretando problemas ao homem e ao meio ambiente. Objetivou-se, no presente trabalho, avaliar o efeito de extratos vegetais no controle de Fusarium oxysporum f. sp tracheiphilum, proveniente de sementes de caupi, comparando-se com o efeito do fungicida químico. Utilizaram-se extratos de alho, angico e manjericão, isolados ou combinados entre si e ou em associação ao fungicida Mancozeb. Uma alíquota de 50 µL de cada tratamento foi adicionada em orifício feito no centro das placas de Petri com BDA, sobre o qual depositou-se um disco de micélio do fungo. Avaliou-se durante sete dias, medindo-se o crescimento micelial do patógeno. Sementes de caupi foram desinfestadas com hipoclorito de sódio a 4,0%, semeadas em sacos de polietileno contendo solo autoclavado. Oito dias após germinação, efetuaram-se ferimentos no colo das plântulas, aplicando-se suspensão de esporos do fungo (1,4 x 10-5 con/mL). As avaliações de severidade da doença foram realizadas diariamente durante 30 dias após a inoculação, utilizando-se escala de notas. Os extratos combinados de alho + manjericão e angico + manjericão não inibiram o crescimento micelial do fungo, enquanto o extrato de manjericão isoladamente, proporcionou o menor crescimento micelial, indicando a ação fungicida e inibitória desse tratamento sobre o fungo F. oxysporum f. sp tracheiphilum nas condições analisadas. O fungicida Mancozeb + o extrato de angico proporcionou menor média de severidade nas plantas avaliadas.

Wilt caused by Fusarium sp. in cowpea crop is a disease of great importance because it causes yield decrease. The control of this disease has been accomplished with uncontrolled applications of chemical fungicides causing problems for humans and environment. The present work had the objective to compare the effect of natural extracts on the control of Fusarium oxysporum f. sp tracheiphlum, originated from seeds of cowpea (Vigna unguiculata L), compared to chemical fungicide effect. Extracts of Allium sativum, Anadenanthera colubrine, and Ocimum basilicum were used alone or in combination with Mancozeb. A 50 µL aliquot of each treatment was added in a hole (6 mm of diameter) made in the center of Petri dishes with BDA and a fungus mycelia disk was inoculated on it. Evaluations were done during seven days, measuring the pathogen mycelial growth. Seeds of cowpea were disinfected with sodium hypochlorite, sowed in plastic bags with autoclaved soil. Eight days after germination, wounds were made on the basal part of the plantlets, and fungus spore suspension (1.4 x 10-5 con/mL) was applied on it. Evaluations of the disease severity were accomplished daily during 30 days after inoculation, using a disease index. Combination of extracts of A. sativum + Ocimum basilicum and Anadenanthera colubrina + Ocimum basilicum did not reduce fungus mycelial growth, whereas Ocimum basilicum extract alone showed minor mycelial growth, indicating fungicide action of this treatment on F. oxysporum f. sp tracheipphlum under the conditions studied. Combination of Mancozeb + Anadenanthera colubrina was responsible for lower average of severity on the evaluated plants.

Extração e análise eletroforética em gel de poliacrilamida (SDS-PAGE) de proteínas totais de folhas e raízes de Piper tuberculatum / Extraction and polyacrylamide gels electrophoresis analysis (SDS-PAGE) of total protein from leaves and roots of Piper tuberculatum

O Estado do Pará é o principal produtor brasileiro de pimenta-do-reino (Piper nigrum Link), entretanto a sua produção tem sido bastante afetada pela doença conhecida como fusariose. O Fusarium solani f. sp. piperis é o agente causador desta doença que afeta o sistema radicular da planta, causando o apodrecimento das raízes e a queda das folhas levando à morte da planta. Algumas piperáceas nativas da região amazônica, entre elas a espécie Piper tuberculatum Jacq., têm se mostrado resistentes à infecção pelo F. solani f. sp. piperis, e desta forma têm sido utilizadas em estudos de interação planta-patógeno. Neste trabalho foram avaliadas cinco condições de extração de proteínas com o objetivo de selecionar tampões adequados para a extração de proteínas totais de folhas e raízes de P. tuberculatum. Os tampões utilizados para a extração de proteínas de raízes e folhas foram: tampão salino, tampão sacarose, tampão glicerol, tampão uréia e tampão fosfato de sódio. As análises quantitativas mostraram que os tampões sacarose, glicerol e uréia foram mais eficientes na extração de proteínas de folhas e raízes. Análises de SDS-PAGE mostraram padrões diferenciados de bandas em extratos protéicos de folhas e raízes obtidos com os diferentes tampões. Os resultados obtidos neste trabalho contribuem para a identificação de tampões de extração adequados para a obtenção de amostras de proteínas totais em estudos de interação P. tuberculatum - F. solani f. sp. piperis.

The Pará State is the principal Brazilian producer of black pepper (Piper nigrum Link), however, the spice’s production has been damaged by the Fusarium disease. The Fusarium solani f. sp. piperis, causal agent of this disease which attacks the plant root system promoting the root rot, leaves fall and plant death. Piperaceae plants endemic of Amazon region and resistant to F. solani f. sp. piperis infection, such as Piper tuberculatum Jacq., which has been studied in order to understand this host-pathogen interaction. In this work were evaluated five conditions for total protein extraction aiming to select suitable buffers for extraction of total proteins from P. tuberculatum leaves and roots. The conditions used to roots and leaves protein extractions were salt buffer, sucrose buffer, glycerol buffer, urea buffer and sodium phosphate buffer. Quantitative analysis showed that sucrose, glycerol and urea buffers were more efficient for leaves and roots protein extractions. SDS-PAGE analysis showed distinct band patterns in leaves and roots protein extracts obtained with different buffers. Our results could support the selection of extraction buffers for proteomics analysis in P. tuberculatum - F. solani f sp. piperis interaction studies.