Selected isolates of endophytic Trichoderma decrease cutting by Acromyrmex subterraneus subterraneus

Abstract

Endophytic fungi can colonize plant tissues, generally without causing harm to the host, and can cause a series of modifications in the host plants. These changes range from metabolic changes to morphological changes, leading to an optimization in the absorption of nutrients and resistance to stress, better development and protection against pests and diseases. The use of endophytic microorganisms has been gaining more and more prominence as bioinputs, whether to promote plant growth or protect plants against diseases and insect pests. Here, I initially present basic information on the topics related to my study, with emphasis mainly on endophytic fungi and their relationship with insects, especially leaf-cutting ants. I briefly provide an overview of the metabolic and morphological changes caused by endophytic fungi. Subsequently, I focus on the changes generated by fungi of the order Hypocreales and their influence on the plant-insect relationship. I then present the objects of study, leaf-cutting ants and the endophytic fungus Trichoderma. For this study, we initially used a screening process with 23 isolates of the endophytic fungus Trichoderma, looking for those with greater versatility in the use of different substrates, better growth in artificial medium, and greater spore production on rice substrates. Three isolates were selected in this screening. We investigated the methods of applying the fungus (foliar, root and both) with isolate TR71 and found that foliar application was the most effective, promoting greater plant growth and the fungus was recovered in all parts (leaf, stem and root). We investigated the colonization and growth promotion capacity of these three isolates in seedlings of a commercial eucalyptus hybrid (Eucalyptus urograndis). The tested isolates did not affect, in general, the development of the plant (number of leaves, height and roots). One isolate (TR71) did increase the number of root tips, however. The isolates were recovered from all inoculated plants, in all parts of the plants (leaf, stem and root), for the three isolates. Finally, we tested two endophytic isolates of Trichoderma for reduction of leaf cutting (leaf area removed by leaf-cutting ants). Both isolates reduced ant cutting on infected plants when offered with uninfected plants. We conclude that, while the tested isolates did not demonstrate efficacy in promoting plant growth, they did prove to be efficient as “bodyguards", protecting the plants from the leaf-cutting ants. Trichoderma has demonstrated potential as a possible biological control agent for leaf-cutting ants, to reduce damage to eucalyptus. Keywords: Endophytic Microorganisms, Endophytic Fungi, Plant-insect relationship, Leaf-cutting ants.Os fungos endofíticos podem colonizar tecidos vegetais, geralmente sem causar danos ao hospedeiro, e podem causar uma série de modificações nas plantas hospedeiras. Essas alterações vão desde alterações metabólicas até alterações morfológicas, levando a uma otimização na absorção de nutrientes e resistência ao estresse, melhor desenvolvimento e proteção contra pragas e doenças. O uso de microrganismos endofíticos vem ganhando cada vez mais destaque como bioinsumos, seja para promover o crescimento vegetal ou proteger as plantas contra doenças e pragas de insetos. Aqui, inicialmente apresento informações básicas sobre os tópicos relacionados ao meu estudo, com ênfase principalmente nos fungos endofíticos e sua relação com insetos, especialmente formigas cortadeiras. Forneço brevemente uma visão geral das alterações metabólicas e morfológicas causadas pelos fungos endofíticos. Posteriormente, foco nas alterações geradas pelos fungos da ordem Hypocreales e sua influência na relação planta-inseto. Em seguida, apresento o objeto de estudo, formigas cortadeiras e o fungo endofítico Trichoderma. Para este estudo, inicialmente utilizamos um processo de triagem com 23 isolados do fungo endofítico Trichoderma, buscando aqueles com maior versatilidade no uso de diferentes substratos, melhor crescimento em meio artificial e maior produção de esporos em substratos de arroz. Três isolados foram selecionados nesta triagem. Investigamos os métodos de aplicação do fungo (foliar, radicular e simultâneo) com o isolado TR71 e verificamos que a aplicação foliar foi a mais eficaz, promovendo maior crescimento da planta e o fungo foi recuperado em todas as partes (folha, caule e raiz). Investigamos a capacidade de colonização e promoção de crescimento desses três isolados em mudas de um híbrido comercial de eucalipto (Eucalyptus urograndis). Os isolados testados não afetaram, de forma geral, o desenvolvimento da planta (número de folhas, altura e raízes). No entanto, um isolado (TR71) aumentou o número de pontas de raízes. Os isolados foram recuperados de todas as plantas inoculadas, em todas as partes das plantas (folha, caule e raiz), para os três isolados. Finalmente, testamos dois isolados endofíticos de Trichoderma para redução do corte de folhas (área foliar removida por formigas cortadeiras). Ambos os isolados reduziram o corte de formigas em plantas infectadas quando oferecidos com plantas não infectadas. Concluímos que, embora os isolados testados não tenham demonstrado eficácia na promoção do crescimento das plantas, eles provaram ser eficientes como "guarda-costas", protegendo as plantas das formigas cortadeiras. Trichoderma demonstrou potencial como um possível agente de controle biológico para formigas cortadeiras, para reduzir danos ao eucalipto. Palavras-chave: Microrganismos endofíticos, Fungos endofíticos, Relação planta- inseto, Formigas cortadeiras.