In silico analysis of the biodiversity of endophytic fungi isolated from the Brazilian Cerrado / Análise in silico da biodiversidade de fungos endofíticos isolados do Cerrado brasileiro

Abstract Endophytic microorganisms are those that inhabit the interior of plant tissues and organs without causing damage to the plant, triggering a mutualistic interaction. These endophytes are known to produce compounds with various applications in the areas of biotechnology, pharmaceutical industry and agriculture; therefore, molecular methods are used to investigate the phylogeny of these organisms. The Brazilian Cerrado is the second largest biome in Brazil and is considered a hotspot, with a high diversity of endemic fauna and flora. The objective of this work was to analyze, through in silico analysis, the phylogeny of cultivable endophytic fungi isolated from plants found in the Brazilian Cerrado biome. A search was carried out for articles that worked with endophytes in the period between 2012 and 2022. The dendrogram was generated using the Neighbor-joining method based on the ITS1-5.8S-ITS2 conserved region obtained by GenBank codes of isolated endophytes. The genera Xylaria, Diaporthe, and Colletotrichum were isolated in more than three plants in the seven articles found. Most of the articles found related to the biodiversity of endophytic fungi from the Brazilian Cerrado aim at the bioprospecting of bioactive compounds, through culture-dependent methods; as such, a part of endophytic diversity may be lost due to the inability of certain endophytes to grow in artificial media. In silico analysis can assist in the investigation of phylogenetic relationships between endophytic fungi and has the potential to guide future work aimed at prospecting for bioactive compounds, phylogenetic identification, or biodiversity of this group of endophytes.

Resumo Microrganismos endofíticos são aqueles que vivem no interior de tecidos e órgãos vegetais sem causar dano à planta, desencadeando uma interação mutualística. Esses endófitos são conhecidos por produzir compostos com diversas aplicações nas áreas de biotecnologia, indústria farmacêutica e agricultura; logo, métodos moleculares são utilizados para investigar a filogenia destes organismos. O Cerrado brasileiro é o segundo maior bioma do Brasil e é considerado um hotspot, com uma alta diversidade de fauna e flora endêmica. O objetivo deste trabalho foi analisar, por meio da análise in silico, a filogenia de fungos endofíticos cultiváveis isolados de plantas encontradas no bioma Cerrado brasileiro. Foi realizada uma busca por artigos que trabalharam com endófitos no período entre 2012 e 2022. O dendrograma foi gerado usando o método Neighbor-joining baseado na região conservada ITS1-5.8S-ITS2 obtida pelos códigos GenBank de endófitos isolados. Os gêneros Xylaria, Diaporthe e Colletotrichum foram isolados em mais de três plantas nos sete artigos encontrados. A maior parte dos artigos encontrados relacionados à biodiversidade de fungos endofíticos do Cerrado brasileiro visam à bioprospecção de compostos bioativos, através de métodos dependentes de cultura; como tal, uma parte da diversidade endofítica pode ser perdida devido à incapacidade de certos endófitos crescerem em meios artificiais. A análise in silico pode auxiliar na investigação das relações filogenéticas entre fungos endofíticos e tem potencial para orientar trabalhos futuros voltados à prospecção de compostos bioativos, identificação filogenética ou biodiversidade deste grupo de endófitos.

Diversity of culturable endophytic fungi vary through time in Manihot esculenta Crantz

Abstract Endophytic fungi are a ubiquituos group that colonize all plant species on earth. Studies comparing the location of endophytic fungi within the leaves and the sampling time in Manihot esculenta Crantz (cassava) are limited. In this study, mature leaves of M. esculenta from Panama were collected in order to compare the cultivable diversity of endophytic fungi and to determine their distribution within the leaves. A total of one hundred sixty endophytes belonging to 97 species representing 13 genera and 8 morphospecies determined as mycelia sterilia that containing 63 isolates were isolated. Cladosporium, Nigrospora, Periconia, and mycelia sterilia 1 and 3 were the most predominant isolated endophytes. We detected that endophytes varied across the sampling time, but not amongst locations within leaves. The endophytes composition across sampling and the location of endophytes within leaf was similar, except for Periconia and mycelia sterilia 3 and 7. The data generated in this study contribute to the knowledge on the biodiversity of endophytic fungi in Panama, and establish the bases for future research focused on understanding the function of endophytes in M. esculenta crops.

Resumo Os fungos endofíticos são um grupo ubiquituo que colonizam todas as espécies de plantas na terra. Os estudos que comparam a localização dos fungos endofíticos dentro das folhas de Manihot esculenta Crantz (mandioca) e o tempo de amostragem são muito escassos. Neste estudo, folhas maduras de M. esculenta foram coletadas do Panamá com a finalidade de comparar a diversidade cultivável de endófitos e determinar sua distribuição dentro das folhas. Um total de 170 endófitos foram isolados de 97 espécies que representam 13 gêneros e 8 morfoespécies determinadas como micélios esterilizados contendo 63 isolados. Os fungos Cladosporium, Nigrospora, Periconia e mycelia sterilia 1 e 3 foram os isolados mais predominantes. Também detectamos que os endófitos variaram ao longo do tempo de amostragem, mas não entre os locais dentro das folhas. A composição de endófitos na amostragem e localização de endófitos dentro da folha foi semelhante, exceto para Periconia e mycelia sterilia 3 e 7. Os dados gerados neste estudo contribuem para o conhecimento da biodiversidade de fungos endofíticos no Panamá e estabelecem as bases para pesquisas sobre o entendimento da função de endófitos em culturas de M. esculenta.

Diversity of culturable endophytic fungi vary through time in Manihot esculenta Crantz / A diversidade de fungos endofíticos cultiváveis ​​varia ao longo do tempo em Manihot esculenta Crantz

Abstract Endophytic fungi are a ubiquituos group that colonize all plant species on earth. Studies comparing the location of endophytic fungi within the leaves and the sampling time in Manihot esculenta Crantz (cassava) are limited. In this study, mature leaves of M. esculenta from Panama were collected in order to compare the cultivable diversity of endophytic fungi and to determine their distribution within the leaves. A total of one hundred sixty endophytes belonging to 97 species representing 13 genera and 8 morphospecies determined as mycelia sterilia that containing 63 isolates were isolated. Cladosporium, Nigrospora, Periconia, and mycelia sterilia 1 and 3 were the most predominant isolated endophytes. We detected that endophytes varied across the sampling time, but not amongst locations within leaves. The endophytes composition across sampling and the location of endophytes within leaf was similar, except for Periconia and mycelia sterilia 3 and 7. The data generated in this study contribute to the knowledge on the biodiversity of endophytic fungi in Panama, and establish the bases for future research focused on understanding the function of endophytes in M. esculenta crops.

Resumo Os fungos endofíticos são um grupo ubiquituo que colonizam todas as espécies de plantas na terra. Os estudos que comparam a localização dos fungos endofíticos dentro das folhas de Manihot esculenta Crantz (mandioca) e o tempo de amostragem são muito escassos. Neste estudo, folhas maduras de M. esculenta foram coletadas do Panamá com a finalidade de comparar a diversidade cultivável de endófitos e determinar sua distribuição dentro das folhas. Um total de 170 endófitos foram isolados de 97 espécies que representam 13 gêneros e 8 morfoespécies determinadas como micélios esterilizados contendo 63 isolados. Os fungos Cladosporium, Nigrospora, Periconia e mycelia sterilia 1 e 3 foram os isolados mais predominantes. Também detectamos que os endófitos variaram ao longo do tempo de amostragem, mas não entre os locais dentro das folhas. A composição de endófitos na amostragem e localização de endófitos dentro da folha foi semelhante, exceto para Periconia e mycelia sterilia 3 e 7. Os dados gerados neste estudo contribuem para o conhecimento da biodiversidade de fungos endofíticos no Panamá e estabelecem as bases para pesquisas sobre o entendimento da função de endófitos em culturas de M. esculenta.

Endophytic fungi: an overview on biotechnological and agronomic potential / Fungos endofíticos: uma visão geral sobre o potencial biotecnológico e agronômico

Endophytic fungi colonize the inter- and/or intracellular regions of healthy plant tissues and have a close symbiotic relationship with their hosts. These microorganisms produce antibiotics, enzymes, and other bioactive compounds that enable them to survive in competitive habitats with other microorganisms. In addition, secondary metabolites confer protection to their host plant against other bacterial and fungal pathogens and/or can promote plant growth. Endophytic fungi are viewed as a promising source of bioactive natural products, which can be optimized through changes in growing conditions. The exploration of novel bioactive molecules produced by these microorganisms has been attracting attention from researchers. The chemical and functional diversity of natural products from endophytic fungi exhibits a broad spectrum of applications in medicine, agriculture, industry and the environment. Fungal endophytes can also enhance the photoprotective effects and photochemical efficiency in the host plants. Modern omic approaches have facilitated research investigating symbiotic plant-endophytic fungi interactions. Therefore, research on endophytic fungi can help discovery novel biomolecules for various biotechnological applications and develop a sustainable agriculture.

Fungos endofíticos colonizam as regiões inter e/ou intracelulares de tecidos vegetais saudáveis e possuem uma relação de simbiose com seus hospedeiros. Esses microrganismos produzem antibióticos, enzimas e outros compostos bioativos que os permitem sobreviver em habitats competitivos com outros microrganismos. Além disso, os metabólitos secundários conferem proteção à planta hospedeira contra outros patógenos bacterianos e fúngicos e/ou podem promover o crescimento vegetal. Os fungos endofíticos são considerados uma fonte promissora de produtos naturais bioativos, que podem ser otimizados por meio de mudanças nas condições de cultivo. A exploração de novas moléculas bioativas produzidas por esses microrganismos tem chamado a atenção dos pesquisadores. A diversidade química e funcional dos produtos naturais de fungos endofíticos exibe um amplo espectro de aplicações na medicina, agricultura, indústria e meio ambiente. Os fungos endofíticos também podem aumentar os efeitos fotoprotetores e a eficiência fotoquímica nas plantas hospedeiras. As abordagens ômicas modernas têm facilitado as pesquisas sobre as interações simbióticas entre plantas e fungos endofíticos. Portanto, a pesquisa sobre fungos endofíticos pode ajudar na descoberta de novas biomoléculas para diversas aplicações biotecnológicas e a desenvolver uma agricultura sustentável.

Endophytic Bacillus subtilis P10 from Prunus cerasifera as a biocontrol agent against tomato Verticillium wilt / Bacillus subtilis P10 endofítico de Prunus cerasifera como agente de biocontrole contra murcha de Verticillium de tomate

Abstract Endophytic bacteria serve key roles in the maintenance of plant health and growth. Few studies to date, however, have explored the antagonistic and plant growth-promoting (PGP) properties of Prunus cerasifera endophytes. To that end, we isolated endophytic bacteria from P. cerasifera tissue samples and used a dual culture plate assay to screen these microbes for antagonistic activity against Verticillium dahliae, Botryosphaeria dothidea, Fusarium oxysporum, F. graminearum, and F. moniliforme. Of the 36 strains of isolated bacteria, four (strains P1, P10, P16, and P20) exhibited antagonistic effects against all five model pathogens, and the P10 strain exhibited the strongest antagonistic to five pathogens. This P10 strain was then characterized in-depth via phenotypic assessments, physiological analyses, and 16s rDNA sequencing, revealing it to be a strain of Bacillus subtilis. Application of a P10 cell suspension (1×108 CFU/mL) significantly enhanced the seed germination and seedling growth of tomato in a greenhouse setting. This P10 strain further significantly suppressed tomato Verticillium wilt with much lower disease incidence and disease index scores being observed following P10 treatment relative to untreated plants in pot-based experiments. Tomato plants that had been treated with strain P10 also enhanced defense-related enzymes, peroxidase, superoxide dismutase, and catalase activity upon V. dahliae challenge relative to plants that had not been treated with this endophytic bacterium. The results revealed that the P10 bacterial strain has potential value as a biocontrol agent for use in the prevention of tomato Verticillium wilt.

Resumo As bactérias endofíticas desempenham papel fundamental na manutenção da saúde e do crescimento das plantas. Poucos estudos até o momento, no entanto, exploraram as propriedades antagônicas e promotoras de crescimento de plantas (PGP) de endófitos de Prunus cerasifera. Para esse fim, isolamos bactérias endofíticas de amostras de tecido de P. cerasifera e usamos um ensaio de placa de cultura dupla para rastrear esses micróbios quanto à atividade antagonista contra Verticillium dahliae, Botryosphaeria dothidea, Fusarium oxysporum, F. graminearum e F. moniliforme. Das 36 cepas de bactérias isoladas, quatro (cepas P1, P10, P16 e P20) exibiram efeitos antagônicos contra todos os cinco patógenos modelo, e a cepa P10 exibiu o antagonista mais forte para cinco patógenos. Essa cepa P10 foi então caracterizada em profundidade por meio de avaliações fenotípicas, análises fisiológicas e sequenciamento de rDNA 16s, revelando ser uma cepa de Bacillus subtilis. A aplicação de uma suspensão de células P10 (1 × 108 UFC / mL) aumentou significativamente a germinação das sementes e o crescimento das mudas de tomate em casa de vegetação. Essa cepa P10 suprimiu ainda mais a murcha de Verticillium do tomate com incidência de doença muito menor e pontuações de índice de doença sendo observadas após o tratamento com P10 em relação a plantas não tratadas em experimentos baseados em vasos. As plantas de tomate que foram tratadas com a cepa P10 também aumentaram as enzimas relacionadas à defesa, peroxidase, superóxido dismutase e atividade da catalase após o desafio de V. dahliae em relação às plantas que não foram tratadas com essa bactéria endofítica. Os resultados revelaram que a cepa bacteriana P10 tem valor potencial como agente de biocontrole para uso na prevenção da murcha de Verticillium em tomate.

Endophytic Bacillus subtilis P10 from Prunus cerasifera as a biocontrol agent against tomato Verticillium wilt / Bacillus subtilis P10 endofítico de Prunus cerasifera como agente de biocontrole contra murcha de Verticillium de tomate

Endophytic bacteria serve key roles in the maintenance of plant health and growth. Few studies to date, however, have explored the antagonistic and plant growth-promoting (PGP) properties of Prunus cerasifera endophytes. To that end, we isolated endophytic bacteria from P. cerasifera tissue samples and used a dual culture plate assay to screen these microbes for antagonistic activity against Verticillium dahliae, Botryosphaeria dothidea, Fusarium oxysporum, F. graminearum, and F. moniliforme. Of the 36 strains of isolated bacteria, four (strains P1, P10, P16, and P20) exhibited antagonistic effects against all five model pathogens, and the P10 strain exhibited the strongest antagonistic to five pathogens. This P10 strain was then characterized in-depth via phenotypic assessments, physiological analyses, and 16s rDNA sequencing, revealing it to be a strain of Bacillus subtilis. Application of a P10 cell suspension (1×108 CFU/mL) significantly enhanced the seed germination and seedling growth of tomato in a greenhouse setting. This P10 strain further significantly suppressed tomato Verticillium wilt with much lower disease incidence and disease index scores being observed following P10 treatment relative to untreated plants in pot-based experiments. Tomato plants that had been treated with strain P10 also enhanced defense-related enzymes, peroxidase, superoxide dismutase, and catalase activity upon V. dahliae challenge relative to plants that had not been treated with this endophytic bacterium. The results revealed that the P10 bacterial strain has potential value as a biocontrol agent for use in the prevention of tomato Verticillium wilt.

As bactérias endofíticas desempenham papel fundamental na manutenção da saúde e do crescimento das plantas. Poucos estudos até o momento, no entanto, exploraram as propriedades antagônicas e promotoras de crescimento de plantas (PGP) de endófitos de Prunus cerasifera. Para esse fim, isolamos bactérias endofíticas de amostras de tecido de P. cerasifera e usamos um ensaio de placa de cultura dupla para rastrear esses micróbios quanto à atividade antagonista contra Verticillium dahliae, Botryosphaeria dothidea, Fusarium oxysporum, F. graminearum e F. moniliforme. Das 36 cepas de bactérias isoladas, quatro (cepas P1, P10, P16 e P20) exibiram efeitos antagônicos contra todos os cinco patógenos modelo, e a cepa P10 exibiu o antagonista mais forte para cinco patógenos. Essa cepa P10 foi então caracterizada em profundidade por meio de avaliações fenotípicas, análises fisiológicas e sequenciamento de rDNA 16s, revelando ser uma cepa de Bacillus subtilis. A aplicação de uma suspensão de células P10 (1 × 108 UFC / mL) aumentou significativamente a germinação das sementes e o crescimento das mudas de tomate em casa de vegetação. Essa cepa P10 suprimiu ainda mais a murcha de Verticillium do tomate com incidência de doença muito menor e pontuações de índice de doença sendo observadas após o tratamento com P10 em relação a plantas não tratadas em experimentos baseados em vasos. As plantas de tomate que foram tratadas com a cepa P10 também aumentaram as enzimas relacionadas à defesa, peroxidase, superóxido dismutase e atividade da catalase após o desafio de V. dahliae em relação às plantas que não foram tratadas com essa bactéria endofítica. Os resultados revelaram que a cepa bacteriana P10 tem valor potencial como agente de biocontrole para uso na prevenção da murcha de Verticillium em tomate.

Endophytic Bacillus subtilis P10 from Prunus cerasifera as a biocontrol agent against tomato Verticillium wilt

Abstract Endophytic bacteria serve key roles in the maintenance of plant health and growth. Few studies to date, however, have explored the antagonistic and plant growth-promoting (PGP) properties of Prunus cerasifera endophytes. To that end, we isolated endophytic bacteria from P. cerasifera tissue samples and used a dual culture plate assay to screen these microbes for antagonistic activity against Verticillium dahliae, Botryosphaeria dothidea, Fusarium oxysporum, F. graminearum, and F. moniliforme. Of the 36 strains of isolated bacteria, four (strains P1, P10, P16, and P20) exhibited antagonistic effects against all five model pathogens, and the P10 strain exhibited the strongest antagonistic to five pathogens. This P10 strain was then characterized in-depth via phenotypic assessments, physiological analyses, and 16s rDNA sequencing, revealing it to be a strain of Bacillus subtilis. Application of a P10 cell suspension (1×108 CFU/mL) significantly enhanced the seed germination and seedling growth of tomato in a greenhouse setting. This P10 strain further significantly suppressed tomato Verticillium wilt with much lower disease incidence and disease index scores being observed following P10 treatment relative to untreated plants in pot-based experiments. Tomato plants that had been treated with strain P10 also enhanced defense-related enzymes, peroxidase, superoxide dismutase, and catalase activity upon V. dahliae challenge relative to plants that had not been treated with this endophytic bacterium. The results revealed that the P10 bacterial strain has potential value as a biocontrol agent for use in the prevention of tomato Verticillium wilt.

Resumo As bactérias endofíticas desempenham papel fundamental na manutenção da saúde e do crescimento das plantas. Poucos estudos até o momento, no entanto, exploraram as propriedades antagônicas e promotoras de crescimento de plantas (PGP) de endófitos de Prunus cerasifera. Para esse fim, isolamos bactérias endofíticas de amostras de tecido de P. cerasifera e usamos um ensaio de placa de cultura dupla para rastrear esses micróbios quanto à atividade antagonista contra Verticillium dahliae, Botryosphaeria dothidea, Fusarium oxysporum, F. graminearum e F. moniliforme. Das 36 cepas de bactérias isoladas, quatro (cepas P1, P10, P16 e P20) exibiram efeitos antagônicos contra todos os cinco patógenos modelo, e a cepa P10 exibiu o antagonista mais forte para cinco patógenos. Essa cepa P10 foi então caracterizada em profundidade por meio de avaliações fenotípicas, análises fisiológicas e sequenciamento de rDNA 16s, revelando ser uma cepa de Bacillus subtilis. A aplicação de uma suspensão de células P10 (1 × 108 UFC / mL) aumentou significativamente a germinação das sementes e o crescimento das mudas de tomate em casa de vegetação. Essa cepa P10 suprimiu ainda mais a murcha de Verticillium do tomate com incidência de doença muito menor e pontuações de índice de doença sendo observadas após o tratamento com P10 em relação a plantas não tratadas em experimentos baseados em vasos. As plantas de tomate que foram tratadas com a cepa P10 também aumentaram as enzimas relacionadas à defesa, peroxidase, superóxido dismutase e atividade da catalase após o desafio de V. dahliae em relação às plantas que não foram tratadas com essa bactéria endofítica. Os resultados revelaram que a cepa bacteriana P10 tem valor potencial como agente de biocontrole para uso na prevenção da murcha de Verticillium em tomate.

Endophytic Bacillus subtilis P10 from Prunus cerasifera as a biocontrol agent against tomato Verticillium wilt / Bacillus subtilis P10 endofítico de Prunus cerasifera como agente de biocontrole contra murcha de Verticillium de tomate

Endophytic bacteria serve key roles in the maintenance of plant health and growth. Few studies to date, however, have explored the antagonistic and plant growth-promoting (PGP) properties of Prunus cerasifera endophytes. To that end, we isolated endophytic bacteria from P. cerasifera tissue samples and used a dual culture plate assay to screen these microbes for antagonistic activity against Verticillium dahliae, Botryosphaeria dothidea, Fusarium oxysporum, F. graminearum, and F. moniliforme. Of the 36 strains of isolated bacteria, four (strains P1, P10, P16, and P20) exhibited antagonistic effects against all five model pathogens, and the P10 strain exhibited the strongest antagonistic to five pathogens. This P10 strain was then characterized in-depth via phenotypic assessments, physiological analyses, and 16s rDNA sequencing, revealing it to be a strain of Bacillus subtilis. Application of a P10 cell suspension (1×108 CFU/mL) significantly enhanced the seed germination and seedling growth of tomato in a greenhouse setting. This P10 strain further significantly suppressed tomato Verticillium wilt with much lower disease incidence and disease index scores being observed following P10 treatment relative to untreated plants in pot-based experiments. Tomato plants that had been treated with strain P10 also enhanced defense-related enzymes, peroxidase, superoxide dismutase, and catalase activity upon V. dahliae challenge relative to plants that had not been treated with this endophytic bacterium. The results revealed that the P10 bacterial strain has potential value as a biocontrol agent for use in the prevention of tomato Verticillium wilt.(AU)

As bactérias endofíticas desempenham papel fundamental na manutenção da saúde e do crescimento das plantas. Poucos estudos até o momento, no entanto, exploraram as propriedades antagônicas e promotoras de crescimento de plantas (PGP) de endófitos de Prunus cerasifera. Para esse fim, isolamos bactérias endofíticas de amostras de tecido de P. cerasifera e usamos um ensaio de placa de cultura dupla para rastrear esses micróbios quanto à atividade antagonista contra Verticillium dahliae, Botryosphaeria dothidea, Fusarium oxysporum, F. graminearum e F. moniliforme. Das 36 cepas de bactérias isoladas, quatro (cepas P1, P10, P16 e P20) exibiram efeitos antagônicos contra todos os cinco patógenos modelo, e a cepa P10 exibiu o antagonista mais forte para cinco patógenos. Essa cepa P10 foi então caracterizada em profundidade por meio de avaliações fenotípicas, análises fisiológicas e sequenciamento de rDNA 16s, revelando ser uma cepa de Bacillus subtilis. A aplicação de uma suspensão de células P10 (1 × 108 UFC / mL) aumentou significativamente a germinação das sementes e o crescimento das mudas de tomate em casa de vegetação. Essa cepa P10 suprimiu ainda mais a murcha de Verticillium do tomate com incidência de doença muito menor e pontuações de índice de doença sendo observadas após o tratamento com P10 em relação a plantas não tratadas em experimentos baseados em vasos. As plantas de tomate que foram tratadas com a cepa P10 também aumentaram as enzimas relacionadas à defesa, peroxidase, superóxido dismutase e atividade da catalase após o desafio de V. dahliae em relação às plantas que não foram tratadas com essa bactéria endofítica. Os resultados revelaram que a cepa bacteriana P10 tem valor potencial como agente de biocontrole para uso na prevenção da murcha de Verticillium em tomate.(AU)

Descripción morfológica y caracterización molecular de los hongos asociados a la raíz de Masdevallia coccinea Linden ex Lindl / Morphological description and molecular characterization of fungi associated with the root of Masdevallia coccinea Linden ex Lindl

RESUMEN Masdevallia coccinea es una orquídea llamativa, endémica de Colombia, empleada en la generación de híbridos ornamentales con más de una década, clasificada como una especie en peligro de extinción. Entre las técnicas usadas para la propagación in vitro y ex situ de especies de la familia Orchidaceae, se estudia la simbiosis micorrízica, debido a que esta familia micoheterótrofa depende de una correlación con estos hongos para subsistir en las primeras etapas de desarrollo en estado silvestre. Con el objetivo de caracterizar e identificar los hongos asociados a las raíces de M. coccinea, se realizó un estudio histológico en raíces y, a partir de micropreparados, se caracterizó morfológicamente micro, macroscópica y molecularmente diez aislamientos. Se identificó a M. coccinea como una orquídea que presenta diferentes patrones de colonización micorrízicos y con posibles efectos endófitos de los géneros Aspergillus, Scopulariopsis, Trichoderma, Ilyonectria y del orden Xylariales en condiciones ex situ.

ABSTRACT Masdevallia coccinea is a striking orchid, endemic to Colombia, used in the generation of ornamental hybrids, with more than a decade classified as an endangered species. Among the techniques used for in vitro and ex situ propagation of species of the Orchidaceae family, mycorrhizal symbiosis is studied, because this mycoheterotrophic family depends on a correlation with these fungi to survive in the early stages of development in the wild. In order to characterize and identify the fungi associated with the roots of M. coccinea, a histological study was carried out on roots and 10 isolates were morphologically, macroscopically and molecularly characterized from micropreparations. M. coccinea is identified as an orchid with different mycorrhizal colonization patterns and with possible endophytic effects of the genera Aspergillus, Scopulariopsis, Trichoderma, Ilyonectria and the order Xylariales under ex situ conditions.

Metagenomic study of the communities of bacterial endophytes in the desert plant Senna Italica and their role in abiotic stress resistance in the plant / Estudo metagenômico das comunidades de endófitos bacterianos na planta do deserto Senna Italica e seu papel na resistência ao estresse abiótico na planta

Plant leaves and roots are home to diverse communities of bacteria, which play a significant role in plant health and growth. Although one of the most unfriendly environments for plant growth is deserts, desert plants can influence their surrounding microbial population and choose favorable bacteria that encourage their growth under these severe circumstances. Senna italica is known for its excellent medicinal values as a traditional medical plant, but little is known about its associated endophytic bacterial community under extreme conditions. In the present study, metagenomic sequencing of 16S rRNA was used to report the diversity of endophytic bacterial communities associated with the leaves and roots of the desert medicinal plant Senna italica that was collected from the Asfan region in northeast Jeddah, Saudi Arabia. Analyses of the 16S rRNA sequences at the taxonomic phylum level revealed that bacterial communities in the roots and leaves samples belonged to five phyla, including Cyanobacteria, Proteobacteria, Actinobacteria, Firmicutes, and unclassified phyla. Results indicated that the most common phyla were Cyanobacteria/Chloroplast and Actinobacteria. Analysis of the 16S rRNA sequences at the taxonomic phylum level revealed that bacterial communities in the roots and leaves samples belonged to twelve genera at the taxonomic genus level. The most abundant ones were highlighted for further analysis, including Okibacterium and Streptomyces found in Actinobacteria, which were the dominant genus in roots samples. However, Streptophyta found in Cyanobacteria/Chloroplast was the dominant genus in leaf samples. Metagenomic analysis of medicinal plants leads to identifying novel organisms or genes that may have a role in abiotic stress resistance in the plant. The study of endophytic microbiome taxonomic, phylogenetic, and functional diversity will better know innovative candidates that may be selected as biological agents to enhance agricultural and industrial processes, especially for crop desert agricultural improvement.

As folhas e raízes das plantas abrigam diversas comunidades de bactérias, que desempenham um papel significativo na saúde e no crescimento das plantas. Embora um dos ambientes mais hostis para o crescimento de plantas sejam os desertos, as plantas do deserto podem influenciar a população microbiana circundante e escolher bactérias favoráveis ​​que encorajem seu crescimento sob essas circunstâncias severas. Senna italica é conhecida por seus excelentes valores medicinais como planta medicinal tradicional, mas pouco se sabe sobre sua comunidade bacteriana endofítica associada em condições extremas. No presente estudo, o sequenciamento metagenômico de 16S rRNA foi usado para relatar a diversidade de comunidades bacterianas endofíticas associadas às folhas e raízes da planta medicinal do deserto Senna italica que foi coletada na região de Asfan no nordeste de Jeddah, Arábia Saudita. Análises das sequências de rRNA 16S no nível taxonômico do filo revelaram que as comunidades bacterianas nas amostras de raízes e folhas pertenciam a cinco filos, incluindo Cyanobacteria, Proteobacteria, Actinobacteria, Firmicutes e filos não classificados. Os resultados indicaram que os filos mais comuns foram Cyanobacteria/Cloroplast e Actinobacteria. A análise das sequências de rRNA 16S no nível taxonômico do filo revelou que as comunidades bacterianas nas amostras de raízes e folhas pertenciam a doze gêneros no nível taxonômico de gênero. Os mais abundantes foram destacados para análise posterior, incluindo Okibacterium e Streptomyces encontrados em Actinobacteria, que foram os gêneros dominantes nas amostras de raízes. No entanto, Streptophyta encontrado em Cyanobacteria/Chloroplast foi o gênero dominante nas amostras de folhas. A análise metagenômica de plantas medicinais leva à identificação de novos organismos ou genes que podem ter um papel na resistência ao estresse abiótico na planta. O estudo da diversidade taxonômica, filogenética e funcional do microbioma endofítico conhecerá melhor os candidatos inovadores que podem ser selecionados como agentes biológicos para melhorar os processos agrícolas e industriais, especialmente para o melhoramento agrícola do deserto.

Characterization of Pseudomonas bacteria of Piper tuberculatum regarding the production of potentially bio-stimulating compounds for plant growth / Caracterização de bactérias Pseudomonas de Piper tuberculatum quanto à produção de compostos potencialmente bioestimulantes para o crescimento de plantas

Despite advances in the identification and characterization of endophytic bacteria in various plant species worldwide, little is known about such microorganisms in plants from the Amazon region. Previous studies reported that Piper tuberculatum endophytic Pseudomonas (isolates Pt12 and Pt13, identified as Pseudomonas putida and Pseudomonas sp., respectively) were able to inhibit the in vitro growth of Fusarium solani f. sp. piperis, which causes root rot in black pepper (Piper nigrum), and that Pt13 promoted the growth of P. nigrum. Therefore, the aim here was to characterize these bacteria regarding their ability to produce plant growth-promoting substances [siderophores, indol acetic acid (IAA) and soluble phosphate]. Chrome azurol S assays were performed for the detection of siderophores. For qualitative and quantitative assays of IAA production and phosphate solubilization, Salkowski´s reagent and NBRIP medium with molybdenum blue reagent, respectively, were used. Results revealed that Pt12 and Pt13 were able to synthesize IAA, mainly under a high concentration of L-tryptophan, indicating that they are IAA-producing bacteria, probably through a tryptophan-dependent biosynthesis pathway. The presence of P. nigrum extract positively influenced the IAA production by Pt12 and Pt13, with highest values of 125 and 90 µg mL-1, respectively. In addition, Pt12 was positive for the production of siderophores and produced 56.56 µg mL-1 of soluble phosphate. In contrast, Pt13 showed no ability to produce siderophores or to solubilize phosphate. Besides their potential in controlling plant diseases, Pt12 and Pt13 have potential as biofertilizers, favoring sustainable agriculture.(AU)

Apesar dos avanços na identificação e caracterização de bactérias endofíticas em espécies vegetais em todo o mundo, pouco se sabe sobre esses microrganismos em plantas da região amazônica. Estudos anteriores mostraram que Pseudomonas de Piper tuberculatum (isolados Pt12 e Pt13, identificados como Pseudomonas putida e Pseudomonas sp., respectivamente) são capazes de inibir Fusarium solani f. sp. piperis, que causa a podridão das raízes da pimenteira-do-reino (Piper nigrum), e que Pt13 promoveu o crescimento de P. nigrum. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi caracterizar essas bactérias quanto à capacidade de produzir substâncias potencialmente bioestimulantes para o crescimento vegetal [sideróforos, ácido indol acético (AIA) e fosfato solúvel]. Ensaios de Cromo Azurol S foram realizados para detecção de sideróforos. Para os ensaios qualitativos e quantitativos de produção de AIA e solubilização de fosfato, foram utilizados o reagente de Salkowski e o meio NBRIP com azul de molibdênio, respectivamente. Os resultados revelaram que Pt12 e Pt13 sintetizaram AIA, principalmente sob alta concentração de L-triptofano, indicando que provavelmente utilizam uma via de biossíntese dependente deste aminoácido. A presença do extrato de P. nigrum influenciou positivamente a produção de AIA por Pt12 e Pt13, com valores máximos de 125 e 90 µg mL-1, respectivamente. Além disso, Pt12 foi positiva para produção de sideróforos e produziu 56.56 µg.mL-1 de fosfato solúvel. Em contraste, Pt13 não produziu sideróforos, nem solubilizou fosfato. Além do potencial de controle de doenças de plantas, Pt12 e Pt13 têm potencial como biofertilizantes, favorecendo a agricultura sustentável.(AU)

Tolerance of dark septate endophytic fungi (DSE) to 1 agrochemicals in vitro / Tolerancia de hongos endofíticos septados oscuros a agroquímicos in vitro

Abstract Dark septate endophytes (DSE) are a heterogeneous group of fungi, mostly belonging to the Phylum Ascomycota, that are involved in a mutualistic symbiosis with plant roots. The aim of this study is to evaluate the behavior of two strains of DSE isolated from wheat roots of two cropping areas in the province of Buenos Aires, Argentina, against some agrochemicals. Of all the isolates obtained, two strains were identified as Alternaria alternata and Cochliobolus sp. These DSE were found to be tolerant to glyphosate, carbendazim and cypermethrin when evaluated at the recommended agronomic dose (AD), 2 AD and, in some cases, 10 AD. This work contributes to the study of the biology of this group of fungi and their tolerance in the presence of xenobiotics widely used in agriculture.© 2019 Asociaci´on Argentina de Microbiolog´ıa. Published by Elsevier Espa˜na, S.L.U. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (https://creativecommons.org/licenses/bync-nd/4.0/).

Resumen Los endófitos septados oscuros (DSE) son un grupo heterogéneo de hongos que participan de una simbiosis mutualista con raíces de plantas, perteneciendo principalmente al Phylum Ascomycota. El objetivo de este estudio fue aislar DSE de raíces de trigo proveniente de dos áreas de cultivo de la provincia de Buenos Aires y evaluar el comportamiento de dos cepas de DSE aisladas de raíces de trigo frente a algunos agroquímicos en dos áreas de cultivo de la provincia de Buenos Aires. De todos los aislamientos obtenidos se seleccionaron dos cepas que se identificaron como Alternaria alternata y Cochliobolus sp. Se encontró que estos DSE son tolerantes al glifosato, el carbendazim y la cipermetrina, evaluados a las dosis agronómicas recomendadas (AD), a 2x AD y, en algunos casos, a 10x AD. Este trabajo contribuye al conocimiento de la biología de este grupo de hongos y su tolerancia a xenobióticos ampliamente utilizados en la agricultura.

Actividad antimicrobiana de hongos endófitos de las plantas medicinales Mammea americana (Calophyllaceae) y Moringa oleifera (Moringaceae) / Antimicrobial activity of endophytic fungi from the medicinal plants Mammea americana (Calophyllaceae) and Moringa oleifera (Moringaceae)

Introducción. Las enfermedades infecciosas son una causa importante de muertes en el mundo. La resistencia antimicrobiana es un problema global, por lo que es conveniente la investigación de nuevas fuentes de agentes antimicrobianos de origen natural potencialmente efectivos. Objetivo. Evaluar la actividad antimicrobiana de hongos endófitos de Mammea americanay Moringa oleifera en la cepa sensible (ATCC 29213) y en la cepa resistente (USb003) de Staphylococcusaureus, así como en la cepa sensible (ATCC 25922) y la cepa resistente (USb007) de Escherichia coli. Materiales ymétodos. Se aislaron 14 hongos endófitos de las hojas, semillas y tallos de las dos plantas en estudio. Se evaluó su actividad antimicrobiana mediante la formación de halos de sensibilidad por ensayo dual in vitro y pruebas con extractos etanólicos crudos provenientes de los endófitos a los que se les evaluó la concentración mínima inhibitoria (CMI), la concentración bactericida mínima (CBM) y la citotoxicidad. Resultados. Tres extractos etanólicos de Penicillium sp., Cladosporium sp. (001) y Cladosporium sp.(002) presentaron mayores halos de inhibición en cepas sensibles y resistentes de E. coli y S. aureus. La CMI y la CBM halladas fueron estadísticamente significativas (p≤0,05), comparadas con el control de gentamicina. Las pruebas de citotoxicidad (concentración citotóxica, CC50>1.000) demostraron que los hongos endófitos poseen características bactericidas y no ocasionan daño alguno. Conclusión. Se halló una fuente de metabolitos secundarios activos con propiedades antimicrobianas y no tóxicas en los hongos endófitos de M. oleifera y M. americana;estos hallazgos son importantes para continuar con la identificación química de los compuestos y el estudio de sus mecanismos de acción en estas plantas en las que el aislamiento de endófitos ha sido escaso.

Introduction: Infectious diseases represent one of the leading causes of death worldwide. Considering the growing global challenge of antimicrobial resistance, research into new sources of potentially effective antimicrobial agents from natural origins is of great importance for world health. Objective: To evaluate the antimicrobial activity of endophytic fungi from Mammea americana and Moringa oleifera upon Staphylococcus aureus (ATCC 29213), S. aureus(resistant strain USb003), Escherichia coli (ATCC 25922), and E. coli (resistant strain USb007). Materials and methods: We isolated endophytic fungi from the leaves, seeds, and stems of the two plants under study. We evaluated their antimicrobial activity through the formation of sensitivity haloes in dual tests in vitro, as well as in trials using crude ethanolic extracts from the endophytes. The minimum inhibitory concentration (MIC), minimum bactericidal concentration (MBC), and cytotoxicity o the substances were analyzed. Results: Three ethanolic extracts of Penicillium sp., Cladosporium (001), and Cladosporium (002) exhibited the greatest inhibition halos in sensitive and resistant strains of E. coli and S. aureus. The MIC and CBM found were statistically significant (p≤0.05) compared with the gentamicin control. Furthermore, the cytotoxicity test results of CC50>1,000 demonstrated that the endophytic fungi studied exhibit bactericidal characteristics without causing unintended damage. Conclusion: The endophytic fungi M. oleifera and M. americana represent a source of active secondary metabolites with antimicrobial and non-toxic properties. In light of these findings, further research should proceed with chemical identification of the compounds and the study of their mechanisms of action, especially given the paucity of current scientific knowledge concerning the isolation of endophytes in these plants.

Adaptation of plants to high-calcium content kart regions: possible involvement of symbiotic microorganisms and underlying mechanisms / Adaptação de plantas a regiões de kart com alto teor de cálcio: possível envolvimento de microrganismos simbióticos e mecanismos subjacentes

Abstract Rhizosphere microorganisms and endophytes can help their hosts absorb nutrients and regulate the levels of plant hormones. Moreover, they can modulate the expressions of host genes, assist hosts in eliminating reactive oxygen species (ROS) and secreting volatile organic compounds. Therefore, rhizosphere microorganisms and endophytes are considered as determinant factors driving processes involved in the growth of host plants. However, the physiological and ecological functions, as well as the molecular mechanism underlying the behavior of rhizosphere microorganisms and endophytes in their role in the adaptive capacity of host plants in the karstic high-calcium environment have not been systematically studied. This review summarizes the physiological and molecular mechanisms of rhizosphere microorganisms and endophytes which help host plants to adapt to various kinds of adverse environments. The adaptive capacities of plants growing in adverse environments, partly, or totally, depends on microorganisms co-existing with the host plants.

Resumo Os microorganismos e endófitos da rizosfera podem ajudar seus hospedeiros a absorver nutrientes e regular os níveis de hormônios vegetais. Além disso, eles podem modular as expressões dos genes hospedeiros, auxiliar os hospedeiros na eliminação de espécies reativas de oxigênio (ROS) e secretar compostos orgânicos voláteis. Portanto, microorganismos e endófitos da rizosfera são considerados determinantes dos processos envolvidos no crescimento de plantas hospedeiras. No entanto, as funções fisiológicas e ecológicas, bem como o mecanismo molecular subjacente ao comportamento dos microrganismos e endofíticos da rizosfera no seu papel na capacidade adaptativa das plantas hospedeiras no ambiente cárstico de alto teor de cálcio, não foram sistematicamente estudados. Esta revisão resume os mecanismos fisiológicos e moleculares de microrganismos e endófitos da rizosfera que ajudam as plantas hospedeiras a se adaptarem a vários tipos de ambientes adversos. As capacidades adaptativas das plantas que crescem em ambientes adversos, em parte ou totalmente, dependem de microrganismos coexistentes com as plantas hospedeiras.

Adaptation of plants to high-calcium content kart regions: possible involvement of symbiotic microorganisms and underlying mechanisms / Adaptação de plantas a regiões de kart com alto teor de cálcio: possível envolvimento de microrganismos simbióticos e mecanismos subjacentes

Rhizosphere microorganisms and endophytes can help their hosts absorb nutrients and regulate the levels of plant hormones. Moreover, they can modulate the expressions of host genes, assist hosts in eliminating reactive oxygen species (ROS) and secreting volatile organic compounds. Therefore, rhizosphere microorganisms and endophytes are considered as determinant factors driving processes involved in the growth of host plants. However, the physiological and ecological functions, as well as the molecular mechanism underlying the behavior of rhizosphere microorganisms and endophytes in their role in the adaptive capacity of host plants in the karstic high-calcium environment have not been systematically studied. This review summarizes the physiological and molecular mechanisms of rhizosphere microorganisms and endophytes which help host plants to adapt to various kinds of adverse environments. The adaptive capacities of plants growing in adverse environments, partly, or totally, depends on microorganisms co-existing with the host plants.(AU)

Os microorganismos e endófitos da rizosfera podem ajudar seus hospedeiros a absorver nutrientes e regular os níveis de hormônios vegetais. Além disso, eles podem modular as expressões dos genes hospedeiros, auxiliar os hospedeiros na eliminação de espécies reativas de oxigênio (ROS) e secretar compostos orgânicos voláteis. Portanto, microorganismos e endófitos da rizosfera são considerados determinantes dos processos envolvidos no crescimento de plantas hospedeiras. No entanto, as funções fisiológicas e ecológicas, bem como o mecanismo molecular subjacente ao comportamento dos microrganismos e endofíticos da rizosfera no seu papel na capacidade adaptativa das plantas hospedeiras no ambiente cárstico de alto teor de cálcio, não foram sistematicamente estudados. Esta revisão resume os mecanismos fisiológicos e moleculares de microrganismos e endófitos da rizosfera que ajudam as plantas hospedeiras a se adaptarem a vários tipos de ambientes adversos. As capacidades adaptativas das plantas que crescem em ambientes adversos, em parte ou totalmente, dependem de microrganismos coexistentes com as plantas hospedeiras.(AU)

Tolerance of dark septate endophytic fungi (DSE) to agrochemicals in vitro.

Dark septate endophytes (DSE) are a heterogeneous group of fungi, mostly belonging to the Phylum Ascomycota, that are involved in a mutualistic symbiosis with plant roots. The aim of this study is to evaluate the behavior of two strains of DSE isolated from wheat roots of two cropping areas in the province of Buenos Aires, Argentina, against some agrochemicals. Of all the isolates obtained, two strains were identified as Alternaria alternata and Cochliobolus sp. These DSE were found to be tolerant to glyphosate, carbendazim and cypermethrin when evaluated at the recommended agronomic dose (AD), 2 AD and, in some cases, 10 AD. This work contributes to the study of the biology of this group of fungi and their tolerance in the presence of xenobiotics widely used in agriculture.

Establishment of the entomopathogenic fungus Beauveria bassiana as an endophyte in Capsicum annuum and its effects on the aphid pest Myzus persicae (Homoptera: Aphididae) / Establecimiento del hongo entomopatógeno Beauveria bassiana como endófito en Capsicum annuum y sus efectos sobre la plaga del áfido Myzus persicae (Homoptera: Aphididae)

Introduction: Entomopathogenic fungi have been used as biological control agents of insect pests and have demonstrated a promising ability to colonize as endophytes a wide range of plant species. Objective: The aims of this study were to evaluate, in pepper plants, the most effective Beauveria bassiana inoculation techniques. In order to evaluate the presence of natural endophytes and its interaction with B. bassiana. Also to assess the effect of B. bassiana on the aphid Myzus persicae pepper leaf feeding preference and growth. Methods: Three inoculation techniques were evaluated: leaf spraying, seed immersion and root dipping. The pepper plants were inoculated with a conidia suspension adjusted to 1×108 conidia/ml. The presence of B. bassiana in the seedlings was evaluated at 7, 15 and 28 days after inoculation. Results: We found significant statistical differences between inoculation techniques. Foliar spraying showed the highest B. bassiana colonizationfrequency. The natural endophytes presented higher presence in the treatments in which B. bassiana had a low presence. This might indicate the occurrence of antifungal activity that interferes with the establishment of the entomopathogen in pepper tissues. We did not find statistical differences between inoculated and control pepper leaves with regard to the mortality and reproduction of the aphid pest M. persicae. However, the inoculation with B. bassiana showed a tendency to increase the mortality of adults and to decrease the offspring (nymphs). We did not find significant differences in the feeding preference between inoculated and control leaves, although there was a higher number of individuals on control leaves compared to those inoculated. Conclusions: The strain B. bassiana LPSC 1067 was established effectively as an endophyte in the pepper tissues. The most effective inoculation technique was leaf spraying. We did not find differences of statistical significance with regard to the mortality and reproduction of the aphid pest M. persicae. However, the inoculation with B. bassiana showed a tendency to increase the mortality of adults and to decrease the offspring (nymphs). Future studies evaluating the indirect effects of endophytic entomopathogens on both plants and herbivorous insects are needed to further explore their potential use in the management of insect pests.

Introducción: Los hongos entomopatógenos se han utilizado como agentes de control biológico de plagas de insectos y han demostrado una capacidad prometedora para colonizar una amplia gama de especies de plantas como endófitos. Objetivo: Los objetivos de este estudio fueron: evaluar las técnicas de inoculación más efectivas para B. bassiana en plantas de pimiento; evaluar la presencia de endófitos naturales y su interacción con B. bassiana y evaluar el efecto de B. bassiana sobre la preferencia de alimentación de la hoja de pimiento y el crecimiento de la plaga de áfidos M. persicae. Métodos: Se evaluaron tres técnicas de inoculación: aspersión foliar, inmersión de semillas e inmersión de raíces. Las plantas de pimiento se inocularon con una suspensión de conidias ajustada a 1x108 conidias/ml. La presencia de B. bassiana en las plántulas se evaluó a los 7, 15 y 28 días después de la inoculación. Resultados: Se encontraron diferencias significativas entre las técnicas de inoculación. La aspersión foliar mostró la frecuencia más alta. Los endófitos naturales presentaron frecuencias más altas en los tratamientos en los que B. bassiana tuvo una frecuencia baja, esto podría indicar la presencia de actividad antifúngica que interfiere con el establecimiento del entomopatógeno en los tejidos de pimiento. No se encontraron diferencias significativas en la mortalidad, reproducción y preferencia alimentaria de M. persicae. Conclusiones: Se demostró que la cepa B. bassiana LPSC 1067 se estableció efectivamente como endófito en los tejidos de pimiento. La técnica de inoculación más efectiva fue la aspersión foliar. No se encontraron diferencias significativas con respecto a la mortalidad, reproducción y preferencia alimentaria de M. persicae. Sin embargo, la inoculación con B. bassiana mostró una tendencia a aumentar la mortalidad de los adultos y a disminuir la descendencia (ninfas). Se necesitan estudios futuros que evalúen los efectos indirectos de los entomopatógenos endofíticos tanto en plantas como en insectos herbívoros para explorar más a fondo su posible uso en el manejo de insectos plaga.

Endoglucanase production by endophytic fungi isolated from vitis labrusca l. with peanut hull and sawdust as substrates / Produção de endoglucanase por fungos endofíticos isolados de Vitis labrusca L. utilizando casca de amendoim e serragem como substratos

Endoglucanases are enzymes widely employed in different industrial fields, albeit with high production costs. Studies on new microbial sources and low-cost substrates are highly relevant, including those on agro-industrial. Current analysis evaluates peanut hull (PH) and sawdust (SD) as substrates for submerged cultures of 14 endophytic fungi isolated from grapevine (Vitis labrusca L.) cultivars Bordô and Concord. Endophytes were grown on a carboxymethylcellulose (CMC) medium and the cup plate assay showed that eight strains (belonging to genera Cochliobolus, Diaporthe, Fusarium and Phoma) had positive results: enzymatic halos ranged from 10.8±0.02to 15.5±0.07 mm in diameter. Diaporthe sp. strains (GenBank accession codes KM362392, KM362368 and KM362378) and Fusariumculmorum KM362384 were highlighted as the most promising sources. Further, PH and SD as substrates for the fermentation of these fungi were evaluated by the cup plate assay and endoglucanase activity assay. Highest halo diameters were obtained for Diaporthe sp. KM362392: 16.1±0.01 mm (CMC), 14.5±0.01 mm (PH) and 14.7±0.03 mm (SD). The fungus also presented the highest levels of endoglucanase activity: analysis of variance revealed that CMC (3.52±0.98 µmol/min), PH (2.93±0.23 µmol/min) and SD (3.26±0.38 µmol/min) were similarly efficient as substrates. Results deepen knowledge on V. labrusca endophytes that may be endoglucanase sources, eventhough further optimizations in submerged cultures with PH and SD should be undertaken to increase theenzymatic production from these wastes.

Endoglucanases são enzimas amplamente empregadas em diferentes setores industriais; embora sua produção apresente custos elevados. Estudos sobre novas fontes microbianas e substratos mais baratos são de grande importância, incluindo os resíduos agroindustriais. Nesse estudo, casca de amendoim (CA) e serragem (SE) foram testadas como substratos para o cultivo submerso de 14 fungos endofíticos isolados das cultivares Bordô e Concord de videira (Vitis labrusca L.) Os endófitos foram crescidos em meio contendo carboximetilcelulose (CMC) e o ensaio cup plate mostrou resultados positivos para oito fungos (pertencentes aos gêneros Cochliobolus, Diaporthe, Fusarium and Phoma); os halos enzimáticos variaram entre 10,8±0,02 e 15,5±0,07 mm de diâmetro. Linhagens de Diaporthe sp. (códigos de acesso no GenBank KM362392, KM362368 e KM362378) e Fusariumculmorum KM362384 se destacaram como produtores mais promissores. Então, o uso de CA e SE como substratos para a fermentação desses fungos foi avaliado pelo ensaio cup plate e pela quantificação da atividade de endoglucanase. Os maiores halos enzimáticos foram obtidos para Diaporthe sp. KM362392: 16,1±0,01 mm (CMC), 14,5±0,01 mm (CA) e 14,7±0,03 mm (SE). Esse fungo também apresentou os maiores níveis de endoglucanase: a análise de variância revelou que CMC (3,52±0,98 µmol/min), CA (2,93±0,23 µmol/min) e SE (3,26±0,38 µmol/min) foram substratos similarmente eficientes. Esses resultados expandem o conhecimento sobre endófitos de V. labrusca que são fontes de endoglucanases; futuras otimizações quanto ao cultivo submerso com CA e SE podem ser utilizadas para aumentar a produção enzimática a partir do uso desses resíduos.

Adaptation of plants to high-calcium content kart regions: possible involvement of symbiotic microorganisms and underlying mechanisms

Abstract Rhizosphere microorganisms and endophytes can help their hosts absorb nutrients and regulate the levels of plant hormones. Moreover, they can modulate the expressions of host genes, assist hosts in eliminating reactive oxygen species (ROS) and secreting volatile organic compounds. Therefore, rhizosphere microorganisms and endophytes are considered as determinant factors driving processes involved in the growth of host plants. However, the physiological and ecological functions, as well as the molecular mechanism underlying the behavior of rhizosphere microorganisms and endophytes in their role in the adaptive capacity of host plants in the karstic high-calcium environment have not been systematically studied. This review summarizes the physiological and molecular mechanisms of rhizosphere microorganisms and endophytes which help host plants to adapt to various kinds of adverse environments. The adaptive capacities of plants growing in adverse environments, partly, or totally, depends on microorganisms co-existing with the host plants.

Resumo Os microorganismos e endófitos da rizosfera podem ajudar seus hospedeiros a absorver nutrientes e regular os níveis de hormônios vegetais. Além disso, eles podem modular as expressões dos genes hospedeiros, auxiliar os hospedeiros na eliminação de espécies reativas de oxigênio (ROS) e secretar compostos orgânicos voláteis. Portanto, microorganismos e endófitos da rizosfera são considerados determinantes dos processos envolvidos no crescimento de plantas hospedeiras. No entanto, as funções fisiológicas e ecológicas, bem como o mecanismo molecular subjacente ao comportamento dos microrganismos e endofíticos da rizosfera no seu papel na capacidade adaptativa das plantas hospedeiras no ambiente cárstico de alto teor de cálcio, não foram sistematicamente estudados. Esta revisão resume os mecanismos fisiológicos e moleculares de microrganismos e endófitos da rizosfera que ajudam as plantas hospedeiras a se adaptarem a vários tipos de ambientes adversos. As capacidades adaptativas das plantas que crescem em ambientes adversos, em parte ou totalmente, dependem de microrganismos coexistentes com as plantas hospedeiras.

Fungal endophytes isolated from Protium heptaphyllum and Trattinnickia rhoifolia as antagonists of Fusarium oxysporum / Endófitos fúngicos aislados de Protium heptaphyllum y Trattinnickia rhoifolia como antagonistas de Fusarium oxysporum

Control of fungal pathogens is mainly addressed by the use of chemically synthesized fungicides which result in environmental pollution, developing resistance after prolonged use. In this context, endophytes have been recognized as potential biocontrollers, and also as a promising source of antifungal metabolites. Therefore, as part of our research on phytopathogen controllers, 355 fungal endophytes were isolated from Protium heptaphyllum and Trattinnickia rhoifolia (Burseraceae), both ethnobotanically important tree species that produce secondary metabolites of agronomic and industrial interest. Endophytes were tested by in vitro dual culture against Fusarium oxysporum, a phytopathogen of agronomic importance. Five endophytes exerted at least 40% inhibition on F. oxysporum growth. Ethyl acetate (EtOAc) extracts were obtained from the most active antagonistic fungi, after growing them in three different liquid media. The extracts were tested against a conidial suspension of F. oxysporum by direct bioautography. Two extracts derived from fungi identified as Chaetomium globosum, F211JJMNG and Meyerozima sp. F281.UMNG showed inhibition of pathogen growth. Isolate C. globosum, F211JJMNG was selected for a chemical analysis by RP-HPLC-DAD-ESI-MS and antifungal molecules such as cladosporin, chaetoatrosin A and chaetoviridin A were annotated and identified based on their MS data.

El control de patógenos fúngicos se basa principalmente en el uso de fungicidas de síntesis química, los que pueden dar lugar a la contaminación del medio ambiente y el desarrollo de resistencia después de un uso prolongado. En este contexto, los endófitos han sido reconocidos como potenciales biocontroladores y también como fuentes prometedoras de metabolitos secundarios antifúngicos. En el marco de nuestra investigación sobre controladores de fitopatógenos, se aislaron 355 hongos endófitos de Protium heptaphyllum y Trattinnickia rhoifolia (Burseraceae), especies arbóreas de valor etnobotánico que producen metabolitos secundarios de interés agronómico e industrial. Los endófitos fueron evaluados in vitro en cultivos duales frente a Fusarium oxysporum, un fitopatógeno de importancia agronómica. Cinco endófitos mostraron al menos un 40% de inhibición en el crecimiento de F. oxysporum. Una vez determinados los hongos más activos, estos se cultivaron en 3 medios líquidos diferentes y a partir de ellos se preparó una serie de extractos solubles en acetato de etilo. Los extractos fueron probados contra una suspensión de conidios de F. oxysporum por bioautografía directa. Dos extractos derivados de los hongos identificados como Chaetomium globosum (F211.UMNG) y Meyerozima sp. (F281JJMNG) mostraron inhibición del crecimiento del patógeno. En el extracto derivado del hongo C. globosum se anotaron e identificaron los compuestos antifúngicos cladosporina, chaetoatrosina A y chaetoviridina A mediante el análisis por RP-HPLC-DAD-ESI-MS.