Development of a Metarhizium-based biostimulant for the sugarcane crop: effects on pests and crop yield (2020)
- Authors:
- Autor USP: SIQUEIRA, ANA CAROLINA OLIVEIRA - ESALQ
- Unidade: ESALQ
- Sigla do Departamento: LEA
- Subjects: BROCAS (INSETOS NOCIVOS); CANA-DE-AÇÚCAR; CONTROLE BIOLÓGICO; ESTIMULANTES DE CRESCIMENTO VEGETAL; FUNGOS ENTOMOPATOGÊNICOS; INOCULAÇÃO
- Language: Inglês
- Abstract: O fungo entomopatogênico Metarhizium anisopliae tem sido usado com eficiência há décadas na cultura da cana-de-açúcar para o controle biológico de pragas. Algumas espécies de Metarhizium podem colonizar uma grande variedade de espécies de plantas endofiticamente, fornecendo proteção contra pragas de artrópodes, acelerando o desenvolvimento das plantas e agindo como antagonistas de fitopatógenos. O objetivo geral deste projeto foi avaliar o potencial de espécies de Metarhizium como inoculantes, visando promover o crescimento da cana-de-açúcar e, conseqüentemente, aumentar a produtividade das culturas e controlar importantes pragas de insetos e nematóides. Utilizando plantas de tomateiro (Solanum lycopersicum L.) da variedade "Micro-Tom" como modelo, conduzimos bioensaios in vivo e in vitro usando isolados brasileiros nativos de Metarhizium robertsii, M. humberi e M. anisopliae para compreender melhor os possíveis mecanismos relacionados a características de promoção de crescimento de plantas e colonização do sistema radicular. A produção de compostos que poderiam estar envolvidos na estimulação da promoção do crescimento vegetal foi avaliada in vitro pela medição da produção do hormônio auxina (ácido 3-indol-acético), fosfatase, fitase, sideróforos e quitinases. Os efeitos da inoculação da cana-de-açúcar com dois tipos de propágulos, duas concentrações de fungos e a inoculação combinada de duas espécies de fungos na promoção do crescimento das plantas foram avaliados emcasa de vegetação. Os efeitos sobre as populações dos nematóides Meloidogyne javanica e Pratylenchus zeae foram avaliados in vivo e in vitro. Também avaliamos o desenvolvimento e a preferência alimentar do inseto Diatraea saccharalis em condições de laboratório. Por fim, foram realizados estudos de campo em cinco áreas comerciais de cana-de-açúcar em Iracemápolis-SP, Batatais-SP e Sertãozinho-SP. Plantas de cana-de-açúcar foram inoculadas e seu desenvolvimento e incidência de pragas foram avaliados até a colheita. Ensaios in vivo revelaram que M. robertsii (ESALQ 1635) ou M. humberi (ESALQ 1638) inoculados em mudas de tomate melhoraram as características vegetativas e reprodutivas. A inoculação com M. robertsii produziu plantas mais altas, raízes mais longas e mais massa seca de parte aérea e raiz do que M. humberi. plantas inoculadas com M. robertsii ou M. humberi aumentaram a expressão de GUS induzida por auxina nas raízes por até 30 dias após a inoculação, confirmando que Metarhizium induz a expressão gênica regulada por auxina. As três espécies de Metarhizium cultivadas com ou sem triptofano exógeno produziram ácido indol-3- acético (IAA) em diferentes quantidades. Todos os isolados de Metarhizium secretaram fosfatases, fitases, sideróforos e quitinases. De particular importância, os isolados de M. robertsii e M. humberi exibiram perfis bioquímicos in vitro semelhantes, enquanto os isolados de M. anisopliae e Trichoderma harzianum demonstraram características distintasdos demais. Ambos os tipos de propágulos, conídios e blastosporos, de M. robertsii e M. humberi, colonizaram os tecidos de cana-de-açúcar; entretanto, maior colonização foi observada para conídios. A inoculação da cana-de-açúcar com suspensões 108 conídios/mL (correspondendo a uma aplicação de 1012 con/ha) de M. robertsii e M. humberi foi mais eficiente para aumentar o crescimento das plantas em comparação com 107 conídios/mL e o controle não inoculado. As inoculações de M. robertsii e M. humberi contribuíram para a redução de M. javanica (até 45%), P. zeae (até 33%), em relação ao controle. A mortalidade de larvas de D. saccharalis em plantas colonizadas por M. robertsii e M. humberi foi de até 91,7% após 30 dias da inoculação. Em ensaios de escolha hospedeira, as larvas de D. saccharalis preferiram o controle não inoculado do que as plantas inoculadas com fungos. Nos estudos de campo, notavelmente, ambos os isolados de fungos aumentaram significativamente o comprimento do caule (em 4 de 5 locais) e aumentaram significativamente o volume do caule (m3) em comparação com as parcelas do controle. Como resultado, o maior rendimento da cana-de-açúcar (toneladas/ha) foi alcançado com a inoculação de Metarhizium, principalmente nos locais A, D e E, e o lucro dos agricultores aumentou em até 22,9%. No geral, a inoculação de Metarhizium, reduziu significativamente as principais pragas de insetos na maioria das parcelas testadas. Juntos, esses achados comprovam os múltiplosbenefícios promovidos por M. robertsii e M. humberi quando empregados como bioinoculantes da cultura da cana-de-açúcar, aumentando a produtividade, bem como aliviando ataques de insetos-praga de raízes e caules. Os resultados promissores aqui obtidos culminaram com a solicitação de registro comercial de um produto baseado nos isolados de M. robertsii e M. humberi e trazem uma perspectiva única sobre a utilização de fungos endofíticos entomopatogênicos como bioestimulantes e biopesticidas
- Imprenta:
- Publisher place: Piracicaba
- Date published: 2020
- Data da defesa: 18.11.2020
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ABNT
SIQUEIRA, Ana Carolina Oliveira. Development of a Metarhizium-based biostimulant for the sugarcane crop: effects on pests and crop yield. 2020. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2020. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11146/tde-15022021-181820/. Acesso em: 20 abr. 2024. -
APA
Siqueira, A. C. O. (2020). Development of a Metarhizium-based biostimulant for the sugarcane crop: effects on pests and crop yield (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Piracicaba. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11146/tde-15022021-181820/ -
NLM
Siqueira ACO. Development of a Metarhizium-based biostimulant for the sugarcane crop: effects on pests and crop yield [Internet]. 2020 ;[citado 2024 abr. 20 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11146/tde-15022021-181820/ -
Vancouver
Siqueira ACO. Development of a Metarhizium-based biostimulant for the sugarcane crop: effects on pests and crop yield [Internet]. 2020 ;[citado 2024 abr. 20 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11146/tde-15022021-181820/ - Uso de Metarhizium spp. na produção de mudas pré-brotadas de cana-de-açúcar e seus efeitos na planta, em pragas e doenças
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