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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.1999.tde-20220208-041348
Document
Author
Full name
Robson Marcelo Di Piero
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 1999
Supervisor
Title in Portuguese
Efeito das cianobactérias Synechococcus leopoliensis e Nostoc sp. sobre fitopatógenos e nas interações sorgo (Sorghum bicolor) - Colletotrichum sublineolum e fumo (Nicotiana tabacum) - vírus do mosaico do fumo (tobacco mosaic virus - TMV)
Keywords in Portuguese
CIANOBACTÉRIAS
TOBAMOVIRUS
ANTRACNOSE
CONTROLE BIOLÓGICO
FUMO
FUNGOS FITOPATOGÊNICOS
MOSAICO
SORGO
Abstract in Portuguese
As cianobactérias são microrganismos procariotos, capazes de realizar fotossíntese, e que se reproduzem por fissão binária ou por fragmentação (no caso das filamentosas). Apesar de algumas espécies de cianobactérias serem prejudiciais, produzindo substâncias venenosas para animais ou levando à eutrofização de lagos, outras são úteis ao homem. As formas mais avançadas conseguem fixar o nitrogênio atmosférico graças à presença de heterocistos e das enzimas requeridas para o processo. Essas cianobactérias apresentam o potencial de melhorar a estrutura e fertilidade de solos, como os de pradarias cultivadas com arroz irrigado, onde tenham sido incorporadas. Existem, ainda, diversos trabalhos mostrando a capacidade das cianobactérias em produzirem vários compostos biologicamente ativos contra fungos, vírus e bactérias causadores de doenças no homem e alguns trabalhos relatam o efeito antagônico sobre insetos pragas de plantas e sobre fitopatógenos. Além disso, as cianobactérias mostram-se muito versáteis, sobrevivendo e se desenvolvendo em ambientes desfavoráveis e são de fácil multiplicação sob condições controladas. Dessa maneira, esse trabalho objetivou estudar a influência in vitro de duas cianobactérias, Synechococcus leopoliensis e Nostoc sp., sobre patógenos de plantas e também verificar o efeito das mesmas, quando aplicadas nas plantas, sobre a expressão dos sintomas provocados por alguns dos fitopatógenos. Os resultados mostraram que os filtrados obtidos a partir de culturas das cianobactérias com diferentes idades de cultivo, reduziram a infectividade do vírus do mosaico do fumo (tobacco mosaic vírus - TMV) e o crescimento micelial de Exserohilum turcicum, patógeno da parte aérea de sorgo, porém, não apresentaram efeito antagônico in vitro a Colletotrichum graminicola, a C. sublineolum (patógenos fúngicos de parte aérea de milho e sorgo, respectivamente) e a Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli, bactéria causadora do crestamento foliar em feijão. Ao contrário, em alguns casos, as cianobactérias favoreceram o desenvolvimento dos dois últimos fitopatógenos considerados. Quando aplicadas nas folhas de plantas de sorgo e de fumo, antes da inoculação com os patógenos, as suspensões celulares das cianobactérias reduziram a doença provocada por Colletotrichum sublineolum e TMV, respectivamente. O efeito foi de baixa amplitude e localizado (somente nas folhas pré-tratadas), podendo refletir a ação direta das cianobactérias contra os patógenos e/ou pela resposta de defesa vegetal. Em um dos bioensaios conduzidos, S. leopoliensis foi capaz de provocar o acúmulo de fitoalexinas em cotilédones de soja, um dos mecanismos pelos quais uma planta se defende localizadamente contra um fitopatógeno, mostrando a possibilidade da cianobactéria ativar a resposta de defesa da planta. Indução de resistência sistêmica nas plantas não foi observada.
Title in English
Effect of the cyanobacteria Synechococcus leopoliensis and Nostoc sp. on plant pathogens and on the interactions sorghum (Sorghum bicolor) - Colletotrichum sublineolum and tobacco (Nicotiana tabacum) - tobacco mosaic virus (TMV)
Abstract in English
The cyanobacteria are prokaryotic microorganisms which are able to carry out photosynthesis and reproduce by binary fission or by random trichome breakage (in the case of the filamentous ones). Although some species are prejudicial, by producing dangerous substances to animals or leading to lake eutrophization, other cyanobacteria are useful. The most advanced species can fix atmospheric nitrogen due to the presence of heterocysts and enzymes necessary to the process. These cyanobacteria have the potential of improving soil structure and fertility, for example, in rice paddies. There are many reports showing that cyanobacteria are able to produce biologically active compounds against fungi, viruses and bacteria that cause human diseases and some articles also show the antagonistic effect on plant insects and pathogens. Besides that, cyanobacteria are versatile, surviving and developing under unfavorable conditions for life. Thus, the present work was carried out to study the influence of two cyanobacteria, Synechococcus leopoliensis and Nostoc sp., on plant pathogens and to verify the effect of both of them on the expression of diseases caused by some of these pathogens. Results showed that filtrates from cyanobacteria cultures with different ages inhibited infection by TMV and the mycelial growth of Exserohilum turcicum (sorghum pathogen), but they did not exhibit in vitro antagonistic action against Colletotrichum graminicola (maize pathogen), against C. sublineolum (sorghum pathogen) and against Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli (bean pathogen). On the other hand, in some cases, the filtrates improved growth of the last two pathogens. When cell suspensions from the cyanobacteria were applied on sorghum and tobacco leaves 48 hours before the plant inoculation with the pathogens, the suspensions reduced the symptoms caused by C. sublineolum and TMV, respectively. The effect was low and only observed on pre-treated leaves, suggesting that it may have occurred by direct action of the cyanobacteria on the pathogens and/or by the response of the plant defense mechanisms. ln one of the bioassays, S. leopoliensis was able to induce accumulation of phytoalexins in soybean tissue, showing the possibility of cyanobacteria to activate plant defense mechanisms. Systemic acquired resistance was not observed in the plants.
 
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Publishing Date
2022-02-08
 
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