Streptomyces spp. e seus metabólitos com atividade antifúngica para controle biológico de Pyrenophora tritici-repentis e promoção de crescimento de plantas de trigo

Abstract

Streptomyces são actinobactérias capazes de produzir diversos compostos bioativos e podem interagir com sua planta hospedeira conferindo-lhe vantagens como, promoção de crescimento e controle de doenças. A mancha amarela causada por Pyrenophora tritici-repentis acomete principalmente a cultura do trigo e que para garantir a produtividade é necessária a utilização de fungicidas sintéticos, porém existe o risco do desenvolvimento de cepas fúngicas resistentes às moléculas químicas aplicadas além de causarem desequilíbrio ambiental. A fim de propor uma alternativa que visa diminuir o uso de fungicidas sintéticos no cultivo do trigo e agregar no manejo integrado de doenças, este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial antifúngico de dois Streptomyces spp. e seus metabólitos frente a P. tritici-repentis (Ptr). Para tanto, testes in vitro e in vivo buscando atividade antifúngica e produção de compostos relacionados à promoção do crescimento vegetal foram executados. Os isolados 6(4), R18(6), consórcio e seus metabólitos demonstraram antagonismo frente a Ptr, os isolados também produziram AIA, sideróforos e solubilizaram fosfato. As plantas inteiras de sementes inoculadas tiveram menor porcentagem de área sintomática comparadas com as plantas não tratadas. Já com o tratamento duplo de inoculação de semente mais a pulverização dos metabólitos na parte aérea, conferiu, além de controle da doença, ganho de massa seca indicando promoção de crescimento. A análise do sobrenadante livre de células por UHPLC-QTOF MS indicou a presença de uma variedade de compostos, e com atividade antifúngica conhecida foi detectada na amostra do isolado 6(4) a presença dos compostos erucamida e bengamida. Desta forma, concluímos que estes isolados e seus metabólitos têm potencial para serem utilizados no controle biológico de P. tritici-repentis e podem contribuir para o manejo mais sustentável da mancha amarela, favorecendo o desenvolvimento das plantas de trigo.

Streptomyces are actinobacteria capable of producing several bioactive compounds and can interact with their host plant, conferring advantages such as growth promotion and disease control. The tan spot caused by Pyrenophora tritici-repentis mainly affects the wheat crop, where in order to ensure productivity requires the use of synthetic fungicides, however there is a risk of developing fungal strains resistant to the chemical molecules applied, in addition to causing environmental imbalance. In order to propose an alternative that aims to reduce the use of synthetic fungicides in wheat cultivation and add to the integrated management of diseases, this work aimed to evaluate the antifungal potential of two Streptomyces spp. and its metabolites against P. tritici-repentis (Ptr). For that, in vitro and in vivo tests seeking antifungal activity and production of compounds related to the promotion of plant growth were performed. The strains 6(4), R18(6), consortium and their metabolites showed antagonism against Ptr, also produced IAA, siderophores and solubilized phosphate. The whole plants of inoculated seeds had a smaller percentage of symptomatic area compared with untreated plants. With the double treatment of seed inoculation plus the spraying of the metabolites in the shoot, in addition to disease control, they provided biomass gain indicating growth promotion. Analysis of the cell-free supernatant by UHPLC-QTOF MS indicated the presence of a variety of compounds, and with known antifungal activity, the presence of erucamide and bengamide was detected in the strain 6(4) culture broth. Thus, we conclude that these isolates and their metabolites have the potential to be used in the biological control of P. tritici-repentis and can contribute to a more sustainable management of tan spot, favoring the development of wheat plants.