A microbiota endofítica de Pinus spp. como fonte de agentes de biocontrolo contra Fusarium circinatum

Abstract

Fusarium circinatum (= Gibberella circinata) é o agente responsável pelo cancro resinoso do pinheiro, que afeta diversas espécies de Pinus, e também Pseudotsuga menziesii. Este fungo é considerado um organismo patogénico de quarentena e representa uma grande ameaça para as florestas (naturais e plantadas) de Pinus spp., uma vez que causa redução no crescimento e qualidade da madeira e provoca uma elevada taxa de mortalidade. O objetivo deste trabalho foi analisar a comunidade endofítica de três espécies de Pinus (P. pinaster, P. pinea e P. nigra) e avaliar a presença de potenciais agentes de biocontrolo contra F. circinatum. O biocontrolo é bastante importante, no sentido que é uma técnica que utiliza meios naturais, de forma a reduzir a população de organismos considerados pragas. Através de metodologias dependentes do cultivo foram obtidos 34 isolados de fungos endofíticos e todos foram testados quanto à sua capacidade de inibir o crescimento do micélio de F. circinatum em contato direto. Destes isolados 7 apresentaram resultado positivo. Assim, os isolados com atividade foram identificados através da amplificação da região ITS do cistrão ribossomal. A identificação mostrou que pertencem aos géneros Nemania, Plectania, Fusarium, Xylaria, Rosellinia e Microdiplodia. Estes sete isolados foram avaliados quanto à sua capacidade de inibição de F. circinatum por produção de compostos orgânicos voláteis, não tendo sido obtido resultado positivo para nenhum dos isolados testados. Cada um destes fungos endofíticos foi ainda caracterizado quanto à sua capacidade de produzir enzimas extracelulares, nomeadamente amilase, protease, lipase, pectinase, celulase, xilanase, urease e de lacase. Nenhum isolado revelou a capacidade de produzir todas as atividades. As atividades mais frequentes entres os isolados foram amilase, celulase e lipase. Nenhum isolado produziu pectinase e urease. Adicionalmente, foi avaliada a capacidade antagónica de 139 bactérias endofíticas isoladas de diferentes espécies de Pinus, contra F. circinatum, das quais 5 conseguiram inibir o seu crescimento. Estas pertencem aos géneros Bacillus e Moraxella. Os resultados obtidos mostram que a microbiota endofítica de Pinus spp. possui potenciais agentes de biocontrolo (fungos e bactérias) contra F. circinatum. No entanto, são necessários mais estudos para conhecer o seu mecanismo de acção bem como para avaliar o seu efeito in vivo.

Fusarium circinatum (= Gibberella circinata) is the agent responsible for pitch canker, which affects several species of Pinus and Pseudotsuga menziesii. This fungus is considered a quarantine pathogen and represents a major threat to natural and planted pine forests, since it causes a reduction in the growth and quality of the wood and a high mortality rate. The aim of this study was to analyze the endophytic community of three pinus species (P. pinaster, P. pinea and P. nigra) and evaluate the presence of potential biocontrol agents against F. circinatum. Biocontrol is very important, in the sense that it´s a technique that uses natural means, in order to reduce the population of organisms considered pests. By means of culture-dependent methodologies 34 isolates of endophytic fungi were obtained and all of them tested for the ability to inhibit the growth of the mycelium of F.circinatum in direct contact. Of these isolates seven showed positive results. Thus, the isolates with activity were identified by the amplification of the ITS region of the ribosomal cistron. The identification showed that they belong to the genera Nemania, Plectania, Fusarium, Xylaria, Rosellinia e Microdiplodia. These seven isolates were further evaluated for their ability to inhibit F. circinatum by production of volatile organic compounds, and no positive results were obtained for any of the isolates tested. Each of these endophytic fungi was also characterized for the ability to produce extracellular enzymes, namely amylase, protease, lipase, pectinase, cellulase, xylanase, urease and laccase. None of the isolates showed the ability to produce all the activities. The most frequent activities among the isolates were amylase, cellulase and lipase. No isolate produced pectinase and urease. In addition, the antagonistic capacity of 139 endophytic bacteria isolated from different species of Pinus, against F. circinatum was evaluated. Of these, five were able to inhibit its growth. These belong to the genera Bacillus and Moraxella. The results obtained show that the endophytic microbiota of Pinus spp. harbours potential biocontrol agents (fungi and bacteria) against F. circinatum. However, more studies are needed to understand their mode of action as well as their effect in vivo.