Ação antagônica de Streptomyces spp. sobre Fusarium graminearum Schwabe., agente causal da fusariose no trigo (Triticum aestivum L.)

Abstract

O trigo (Triticum aestivum L.), um dos cereais mais importantes globalmente, é afetado pela fusariose, doença causada por Fusarium graminearum Schwabe, que compromete a produtividade e a qualidade dos grãos, além de contaminá-los com micotoxinas. Uma alternativa sustentável é o controle biológico usando bactérias como as do gênero Streptomyces que apresentam uma ampla gama de atividades biológicas contra patógenos e como promotoras do crescimento vegetal. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a ação antagônica de duas cepas de Streptomyces (Streptomyces LMA17 e Streptomyces LMAF) e seus extratos no controle biológico de F. graminearum mediante a realização de ensaios in vitro para determinar a porcentagem de inibição do crescimento micelial e a porcentagem de germinação de esporos do fungo, além disso a realização de testes in vivo para determinar a incidência e a severidade da fusariose da espiga em plantas submetidas à microbiolização de sementes e inoculadas com o patógeno na antese, assim como a identificação do mecanismo de ação antifúngica dos extratos de Streptomyces spp. sobre Fusarium graminearum através de ensaios de reversão com ergosterol exógeno. Os resultados demonstraram que ambos isolados da bactéria e seus extratos possuem alta capacidade de inibição do crescimento do patógeno, traduzido na inibição das estruturas de crescimento e reprodução, além disso a atividade antifúngica dos extratos envolve a interação com o ergosterol da membrana citoplasmática do patógeno expressado no aumento dos valores de IC50 na presença de ergosterol exógeno. A microbiolização de sementes demonstrou ser uma estratégia promissora no crescimento vegetativo e na supressão da fusariose, também em testes exploratórios observa-se a capacidade dos isolados de inibir até um 96% a acumulação do DON.

Wheat (Triticum aestivum L.), one of the most globally significant cereals, is affected by Fusarium Head Blight (FHB), a disease caused by Fusarium graminearum Schwabe. This disease compromises both grain yield and quality, in addition to contaminating them with mycotoxins. A sustainable alternative is biological control using bacteria such as those from the Streptomyces genus, which exhibit a wide range of biological activities against pathogens and act as plant growth promoters. The objective of this study was to evaluate the antagonistic action of two Streptomyces strains (Streptomyces LMA17 and Streptomyces LMAF) and their extracts in the biocontrol of F. graminearum. In vitro assays were conducted to determine the percentage of mycelial growth inhibition and fungal spore germination. In vivo tests were performed to determine the incidence and severity of FHB in plants subjected to seed microbiolization and inoculated with the pathogen during anthesis. Additionally, the antifungal mechanism of action of Streptomyces spp. extracts against F. graminearum were identified through reversion assays with exogenous ergosterol. The results demonstrated that both bacterial isolates and their extracts possess a high capacity to inhibit the pathogen, reflected in the inhibition of growth and reproductive structures. Moreover, the antifungal activity of the extracts involves interaction with the ergosterol of the pathogen's cytoplasmic membrane, as evidenced by the increase in IC50 values in the presence of exogenous ergosterol. Seed microbiolization proved to be a promising strategy for vegetative growth and FHB suppression; exploratory tests also showed that the isolates can inhibit DON accumulation by up to 96%.