Constituição química e atividade de extratos de filtrado de cultura de fungo da família Nectriaceae micoparasita de Hemileia vastatrix

Abstract

O fungo biotrófico Hemileia vastatrix é um parasita obrigatório das folhas vivas do gênero Coffea. Este fungo causa uma doença devastadora na cultura do café, conhecida como ferrugem do café, que se não controlada previamente, implica em perdas acentuadas na produção. O método químico, através do uso de fungicidas, é o mais eficiente e amplamente utilizado para controle deste patógeno. Há evidências crescentes de danos ao meio ambiente decorrentes do uso contínuo de muitos pesticidas disponíveis no mercado. A pressão causada pelo uso repetitivo destes compostos, tem levado, para alguns desses produtos, à seleção de populações de pragas resistentes a esses. Há, então, uma crescente necessidade de desenvolvimento de novos fungicidas, eficientes e ambientalmente seguros. Os metabólitos secundários produzidos por plantas e micróbios possuem amplos campos de aplicação na indústria farmacêutica, de cosméticos, alimentos e agroquímicos. Dentre os últimos, destacam-se os fungos. Esses são capazes de produzir compostos bioativos que podem servir de base para a descoberta e desenvolvimento de novos produtos de interesse para aplicações industriais e agrícolas. Um estudo prévio relatou a descoberta de uma nova espécie de fungo do gênero Calonectria – Calonectria hemileiae, encontrado atuando como micoparasita de H. vastatrix. Neste estudo, foi verificado que C. hemileiae tem bom potencial para uso como agente de controle biológico de H. vastatrix. Porém, verificou-se que o mesmo também é patógeno do eucalipto e outras espécies de plantas, o que imporia limitações ao seu uso como ferramenta para o controle biológico da ferrugem do cafeeiro. No presente trabalho foi, preliminarmente, avaliada a atividade antifúngica de filtrados e extratos orgânicos obtidos do filtrado de cultura de C. hemileiae, contra H. vastatrix e identificados os constituintes químicos presentes nestes extratos, na busca por metabólitos produzidos pelo fungo e que possam apresentar potencial como fungicidas naturais para o controle de H. vastatrix. Os extratos do filtrado de cultura foram obtidos através de extrações líquido-líquido sucessivas utilizando os solventes hexano, diclorometano e acetato de etila. As atividades antifúngicas dos extratos contra H. vastatrix foram avaliadas e comparadas estatisticamente pelo teste de Scott Knott em significância de 0,05. Curvas de dose-resposta foram construídas paras os extratos e os valores IC 50 foram obtidos. Os extratos foram submetidos a análise por CG-EM. Assim como o controle positivo, os três extratos inibiram completamente a germinação de urediniospóros de H. vastatrix na concentração de 500 µg ml -1 . Os valores de IC 50 obtidos para os extratos em hexano, diclorometano e acetato de etila foram de 153,3 ± 9,6, 202,6 ± 15,0 e 186,6 ± 6,0 µg ml -1 , enquanto que para o controle positivo foi de 5,3 ± 0,5 µg ml -1 . A partir da análise por CG-EM foi possível a identificação de sete compostos no extrato em hexano (5,37%), cinco no extrato em diclorometano (4,16%) e um total de quarenta e oito no extrato em acetato de etila, sendo trinta e três no extrato derivatizado (56,73%) e trinta e dois no extrato hidrolisado-derivatizado (47,78%), sendo dezessete presentes em ambos os extratos. Apesar dos valores de IC 50 obtidos para os três extratos serem superiores ao do controle positivo, os três apresentaram atividade antifúngica promissora. Muitos relatos na literatura confirmam o potencial antifúngico de alguns compostos presentes nos extratos, pertencentes as classes dos terpenos, ácidos graxos, álcoois, ácidos carboxílicos e hidroxiácidos. Palavras-chave: Biofungicidas. Fungicidas naturais. Café. Ferrugem-do-café. Atividade antifúngica.

The biotrophic fungus Hemileia vastatrix is an obligate parasite of live leaves of the genus Coffea. This fungus causes a devastating disease in coffee culture, known as coffee rust, which, if not previously controlled, implies severe losses in production. The chemical method, through the use of fungicides, is the most efficient and widely used to control this pathogen. There is growing evidence of damage to the environment from the continued use of many commercially available pesticides. The pressure caused by the repetitive use of these compounds has led, for some of these products, to the selection of pest populations resistant to them. There is, therefore, a growing need to develop new, efficient and environmentally safe fungicides. Secondary metabolites produced by plants and microbes have wide application fields in the pharmaceutical, cosmetic, food and agrochemical industries. Among the latter, fungi stand out. These are capable of producing bioactive compounds that can serve as a basis for the discovery and development of new products of interest for industrial and agricultural applications. A previous study reported the discovery of a new species of fungus of the genus Calonectria – Calonectria hemileiae, found acting as a mycoparasite of H. vastatrix. In this study, it was verified that C. hemileiae has good potential for use as a biological control agent for H. vastatrix. However, it was found that it is also a pathogen of eucalyptus and other plant species, which would impose limitations on its use as a tool for the biological control of coffee rust. In the present work, it was preliminarily evaluated the antifungal activity of filtrates and organic extracts obtained from the culture filtrate of C. hemileiae, against H. vastatrix and identified the chemical constituents present in these extracts, in the search for metabolites produced by the fungus and that may present potential as natural fungicides for the control of H. vastatrix. Extracts from the culture filtrate were obtained through successive liquid- liquid extractions using the solvents hexane, dichloromethane and ethyl acetate. The antifungal activities of the extracts against H. vastatrix were evaluated and statistically compared using the Scott Knott test at a significance level of 0.05. Dose-response curves were constructed for the extracts and IC50 values were obtained. The extracts were analyzed by GC-MS. As well as the positive control, the three extracts completely inhibited the germination of urediniospores of H. vastatrix at a concentration of 500 µg ml-1. The IC50 values obtained for the extracts in hexane, dichloromethane and ethyl acetate were 153.3 ± 9.6, 202.6 ± 15.0 and 186.6 ± 6.0 µg ml-1, while for the positive control was 5.3 ± 0.5 µg ml-1. From the analysis by GC-MS, it was possible to identify seven compounds in the hexane extract (5.37%), five in the dichloromethane extract (4.16%) and a total of forty-eight in the ethyl acetate extract. , being thirty-three in the derivatized extract (56.73%) and thirty-two in the hydrolyzed-derivatized extract (47.78%), being seventeen present in both extracts. Despite the IC50 values obtained for the three extracts being higher than the positive control, all three showed promising antifungal activity. Many reports in the literature confirm the antifungal potential of some compounds present in the extracts, belonging to the classes of terpenes, fatty acids, alcohols, carboxylic acids and hydroxy acids. Keywords: Biofungicides. Natural fungicides. Coffee. Coffee leaf rust. Antifungal activity.