Identificação e relações filogenéticas, potencial de uso de isolados de Trichoderma no controle do mofo branco e como promotores de crescimento do feijoeiro

Abstract

Trichoderma constitui um gênero de microfungos mundialmente distribuído na natureza. Nos solos, estão presentes como microorganismos de vida livre ou colonizando raízes de plantas. Podem também colonizar endofiticamente os tecidos vegetais, como simbiontes. Por apresentarem ação antagonista contra fitopatógenos, linhagens de diversas espécies desse gênero vem sendo estudadas como agentes de biocontrole de doenças de plantas, dentre as quais, o mofo branco, causado por Sclerotinia sclerotiorum, em diversas espécies vegetais. A caracterização molecular desse grupo de antagonistas tem grande importância, tanto em estudos de biodiversidade e distribuição das espécies, como na identificação de potenciais agentes de biocontrole, e de possíveis patógenos oportunistas a humanos, a exemplo de Trichoderma longibrachiatum. O objetivo desse trabalho foi identificar 148 isolados em nível de espécie, por sequenciamento das regiões ITS do DNA ribossomal e avaliar a biodiversidade desses isolados com referência à origem geográfica. Foi realizada seleção in vitro de isolados com potencial de biocontrole, os quais foram avaliados, em casa de vegetação, quanto à capacidade de supressão do mofo branco e como promotores de crescimento do feijoeiro. Os 29 isolados selecionados foram também submetidos à técnica de MALDI-TOF MS (Matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight mass spectrometry), para confirmação das espécies, correlacionando esta técnica de identificação com a técnica molecular empregada. Filtrados de culturas do isolado CEN201, com potencial de inibição do crescimento micelial do patógeno supracitado, foram submetidos a técnicas de extração e purificação de metabólitos secundários. A capacidade de inibição do crescimento micelial de S. Sclerotiorum, por esses compostos, foi confirmada. No capítulo 1 são relatados resultados desses estudos, mostrando que 17,4% dos isolados apresentaram alto nível de antagonismos em pareamento de culturas e dois grupos apresentaram 83,3 a 88,9% de inibição micelial do patógeno por metabolitos não voláteis. Outro ponto ressaltado nesta pesquisa foi o índice de biodiversidade relativa aos 144 isolados de Trichoderma procedentes de sete estados brasileiros, que alcançou 0,076 com 11 espécies. Já o capítulo 2 relata a supressão do mofo branco com 19 dos 29 isolados selecionados in vitro no capítulo 1. Observou-se, também, promoção de crescimento de plantas de feijão com 7 isolados estudados. Foram ainda mostrados os resultados obtidos na identificação dos isolados por espectrometria de massa (MALDI-TOF MS). Esses resultados, confrontados com os dados obtidos na identificação molecular verificada no capítulo anterior, indicaram a convergência das duas técnicas, confirmando o potencial de MALDI-TOF MS como método rápido para identificação de espécies de Trichoderma. O capítulo 3 está focado nos estudos com metabólitos não voláteis produzidos pelo isolado CEN201 (T.asperellum). As técnicas utilizadas, Cromatografia líquida e MALDI-TOF MS possibilitaram, por homologia de massa/carga, inferir a presença de dois compostos com ação antibiótica, Asperelina B e Trichocompactina, no filtrado de culturas estudado. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Trichoderma composes a genus of microfungi distributed worldwide. In soil, these fungi may be present as free life or colonizing plant roots. Can also to colonize plant tissues endophytically like symbionts. Some species have been studied as biocontrol agents of plant diseases, among which, white mold caused by Sclerotinia sclerotiorum in several plant species. Their mechanisms of action include the production of secondary metabolites with antibiotic effect, mycoparasitism and competition for space and nutrients. The molecular characterization of this group of antagonists is very important, both in studies of biodiversity and species distribution and for identification of potential biocontrol agents, and possible opportunistic pathogens to humans like Trichoderma longibrachiatum. The aim of this study was to identify 148 the isolates of Trichoderma on species level by sequencing the ITS region of Ribossomal and to evaluate their biodiversity with reference to geographical originan. Was performed, in vitro, selection of isolates with potencial biocontrol, which were evaluated in greenhouse as the ability of white mold supression and as beans growth promoters. The 29 selected isolates were also subjected to the technique of MALDI-TOF MS (Matrix-assisted laser desorption / ionization-time of flight mass spectrometry) to confirm the species, correlating this technique in identification with molecular technique employed. Culture filtrates of isolate CEN 201, with potential to inhibit the mycelial growth of the pathogen above, were subjected to techniques of extraction and purification of secondary metabolites. The capacity of mycelial growth inhibition of S. Sclerotiorum by these compounds was confirmed. In chapter 1, are reported results of these studies showing that 17,4% of the isolates showed a high level of antagonism in pairing cultures and two groups showed 83,3 to 88,9% of inhibition of the pathogen by volatile metabolites. Another point emphasized in this study was the index of biodiversity on 144 Trichoderma isolates from seven Brazilian states, which reached 0,076 with 11 species. Already Chapter 2 reports the suppression of white mold with 19 of the 29 isolates selected in vitro in Chapter 1. It was observed, also, promote growth of bean plants with 7 isolates tested. Also shown are the results obtained by identification of the isolated mass spectrometry (MALDI-TOF MS). These results, compared with the data obtained in the molecular identification verified in the previous chapter showed the convergence of the two techniques, confirming the potential of MALDI-TOF MS as a rapid method for identification of Trichoderma species. The Chapter 3 is focused on studies of non-volatile metabolites produced by isolated CEN201 (T.asperellum). The techniques used, liquid chromatography and MALDI-TOF MS was enable, by homology mass/charge, to infer the presence of two compounds with antibiotic activity, Trichocompactin and Asperelin B in culture filtrates studied.