Fungos endofíticos em soja (Glycine max): diversidade, biocontrole de fitopatógenos e análise de metabólitos

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Fernandes, Elio Gomes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Fungos endofíticos; Micro-organismos fitopatogênicos - Controle; Biodiversidade; Metabólitos; Soja; Ciências Agrárias
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/8470

Os fungos endofíticos são micro-organismos que vivem no interior das plantas, colonizando os espaços intercelulares de todos os órgãos e tecidos, sem causar aparentemente qualquer dano ao hospedeiro. Alguns fungos endofíticos apresentam atividade antagonista a fitopatógenos, por meio da competição por nutrientes e espaço ou pela produção de antimicrobianos. Além de poderem exercer diversas funções importantes em benefício do hospedeiro, os fungos endofíticos são potencialmente úteis na agricultura e indústria como fonte de substâncias de interesse econômico, como enzimas, substâncias antimicrobianas entre outros compostos bioativos relacionados com o metabolismo fúngico. Estudos vêm demostrando que a planta Glycine max representa um reservatório para espécies fúngicas endofíticas, incluindo decompositoras, produtoras de compostos bioativos, biocontroladoras de patógenos e espécies fitopatogênicas. O presente trabalho teve como objetivos: (I) isolar fungos endofíticos de folhas e raízes de G. max, identificá-los por meio do ITS-PCR, que correspondente ao sequenciamento dos espaçadores de transcrito interno (ITS) e por taxonomia morfológica; (II) estudar a diversidade dos fungos isolados em meio de cultura e por meio de eletroforese em gel de gradiente desnaturante (DGGE); (III) avaliar a atividade de fungos biocontroladores isolados de G. max contra fitopatógenos selecionados (Phomopsis sp., Sclerotinia sclerotorium, Fusarium oxysporium, Fusarium solani e Colletotrichum trucatum); (IV) extrair os metabólitos de um fungo endofítico selecionado no teste de biocontrole de fitopatógenos (Guignardia mangiferae) e analisar os compostos antimicrobianos por meio de fracionamento em coluna de sílica gel; (V) avaliar as diferenças existentes entre isolados do fungo endofítico G. mangiferae coletados de dois diferentes hospedeiros (G. max e Vaccinium virgatum) e regiões geográficas (Brasil e Nova Zelandia) em relação ao perfil metabólico e metaboloma. O trabalho foi iniciado com o isolamento de fungos endofíticos de G. max, que foram caracterizados com base em características morfológicas e moleculares (regiões ribossomais ITS1, 5.8 e ITS2). Foram isolados 229 fungos de G. max, sendo 187 isolados nas folhas e 42 nas raízes. Fungos como Ampelomyces sp., Cladosporium cladosporioides, Colletotricum gloeosporioides, Diaporthe helianthi, G. mangiferae, Phoma sp. foram isolados mais frequentemente das folhas, enquanto que nas raízes houve predominância dos fungos F. oxysporum, F. solani e Fusarium sp. Na análise dos fungos isolados, os índices de riqueza correspondentes ao índice de Simpson, Shannon e equitabilidade apresentaram os maiores valores para as folhas em relação às raízes, enquanto o índice de dominância foi maior nas raízes. Entretanto, a avaliação por meio do perfil de bandas gerados por meio da técnica PCR-DGGE, indicou que a riqueza era maior nas raízes do que nas folhas. Por meio dos testes de cultura pareada entre os fungos endofíticos isolados de G. max e fungos fitopatogênicos, foi observado que 38, 20% dos isolados inibiram o crescimento de um ou mais fitopatógenos, sendo um isolado da espécie G. mangiferae capaz de inibir o crescimento de S. sclerotorium e Phomopsis sp. O Fungo G. mangiferae foi então selecionado para a análise de seus metabólitos e após a extração metabólica, a atividade antifúngica de G. mangiferae foi perdida. Entretanto foi constatada atividade antibacteriana contra Staphylococcus aureus e Lactococcus lactis. Essa fração contendo atividade antibacteriana foi analisada por LC-MS e não foram detectadas massas moleculares específicas para compostos antibacterianos já descritos e isolados de G. mangiferae (ácido guignárdico e guignardone I). Na análise de perfil metabólico e metaboloma por meio de GC-MS e LC-MS entre os dois isolados de G. mangiferae, isolados de diferentes hospedeiros e regiões geográficas, variações metabólicas foram verificadas entre os dois isolados, tanto pela análise dos cromatogramas de íons quanto nos compostos detectados e por meio da análise dos componentes principais. Por meio do perfil metabólico e intensidade relativa de cada íon específico detectado entre os dois isolados da espécie G. mangiferae, foi possível verificar que o fungo F75 (G. max, Brasil) produziu em maior quantidade o hormônio vegetal GABA e 2,3-butanodiol (composto usado na produção de borracha sintética, solventes e drogas farmacêuticas), enquanto o isolado ICMP 15453(V. virgatum, Nova Zelândia) apresentou uma maior produção para o antifúngico benzofurano. Além disso, foi detectado uma grande quantidade de ácido fumárico e málico em ambos os isolados. Esses resultados demonstram que existe uma grande diversidade na comunidade fúngica endofítica associada a G. max e que alguns dentre os fungos endofíticos são potencialmente promissores como controladores de fungos fitopatógenos e produtores de compostos antimicrobianos, bioativos e de interesse industrial. Além disso, foi verificado que a mesma espécie isolada de hospedeiros e regiões diferentes apresenta variações em seus metabolismos.