Extratos orgânicos de Penicillium spp. e Talaromyces spp. como biofungicidas protetores para o controle de doenças foliares

Abstract

O controle biológico de doenças da parte aérea das plantas é um desafio, pois depende da manutenção de altos níveis populacionais de agentes de biocontrole na filosfera por períodos de vários dias entre as aplicações. Agentes de biocontrole que atuam por antibiose são comumente usados para aplicações em parte aérea, gerando a possibilidade do uso direto de misturas de metabólitos secundários (MS) bioativos em formulações para o controle de doenças. Espécies de fungos dos gêneros Penicillium e Talaromyces são produtoras de uma grande diversidade de MS bioativos, tornando-os bons candidatos na busca de novas fontes de biofungicidas para o controle de doenças foliares. Nesta tese, foram conduzidos dois estudos com o objetivo de investigar o potencial de extratos contendo MS de isolados de Penicillium e Talaromyces no controle de doenças foliares. No primeiro estudo, a triagem conduzida com extratos orgânicos de isolados de Penicillium (N=27), Talaromyces (N=9) e Purpureocillium lilacinum (N=1), na dose de 10 mg/mL, contra os fitopatógenos Corynespora cassiicola (Cc) e Colletotrichum truncam (Ct), patógenos da parte aérea da soja, e Alternaria grandis, agente etiológico da pinta preta em batata, resultou na seleção de 7 isolados de 6 espécies de Penicillium, 2 isolados de Talaromyces pinophilus e do isolado UCBV 327 de P. lilacinum, que exibiram percentagens de inibição de crescimento dos três patógenos entre 59% e 100%. No segundo estudo, experimentos envolvendo a bioatividade de 4 extratos de Penicillium spp., em ensaios de inibição usando diferentes doses contra Cc e Ct e A. linariae, patógeno do tomate, resultaram em valores correspondentes à metade da dose efetiva máxima inferiores a 10 µg/mL (CE50 = 3,3 - 7,7 µg/mL) contra os três patógenos, sendo os extratos dos isolados de Penicillium brasilianum UCBV 283 e 287a aqueles com os menores valores absolutos de CE50. Estes dois extratos foram formulados e avaliados em ensaios em casa de vegetação, tendo sido eficazes na redução significativa da severidade da mancha-alvo da soja e da pinta preta do tomate. Na análise química dos extratos dos isolados de P. brasilianum foram identificados 12 MS, sendo o ácido penicílico, brasiliamida A e verruculogen detectados em maior abundância. Os resultados obtidos nesta tese evidenciam o potencial do uso da grande diversidade metabólica de fungos da Ordem Eurotiales na composição de biofungicidas para o controle de doenças de plantas, sendo uma proposta pioneira na temática do uso de extratos destes fungos para o controle de doenças. Palavras-chave: Eurotiales, Biocontrole, Metabólitos secundários, Mancha-alvo, Pinta preta.

Biological control of aerial plant diseases is challenging as it depends on maintaining high population levels of biocontrol agents in the phyllosphere for periods of several days between applications. Biocontrol agents that act through antibiosis are commonly used for aerial part applications, generating the possibility of using mixtures of bioactive secondary metabolites (SM) in formulations for disease control. Species of fungi in the genera Penicillium and Talaromyces are producers of a great diversity of bioactive SM, making them good candidates in the search for new sources of biofungicides for the control of foliar diseases. In this thesis, two studies were conducted with the aim of investigating the potential of extracts containing SM from isolates of Penicillium and Talaromyces in the control of foliar diseases. In the first study, screening conducted with organic extracts of Penicillium (N=27), Talaromyces (N=9) and Purpureocillium lilacinum (N=1), tested at 10 mg/mL, against phytopathogens Corynespora cassiicola (Cc) e Colletotrichum truncatum (Ct), pathogens from the aerial part of soybean, and Alternaria grandis, the etiological agent of early blight on potatoes, resulted in the selection of 7 isolates from 6 species of Penicillium, 2 isolates of Talaromyces pinophilus and the UCBV 327 isolate from P. lilacinum, which caused growth inhibition percentages of the three pathogens between 59% and 100%. In the second study, the bioactivity of 4 extracts of Penicillium spp. was tested in inhibition assays using different doses against Cc, Ct and A. linariae, the tomato early blight pathogen, resulting in values corresponding to half the maximum effective dose of less than 10 µg/mL (EC50 = 3.3 - 7.7 µg/mL) against the three pathogens, with extracts from isolates of Penicillium brasilianum UCBV 283 and 287a having the lowest absolute EC50 values. These two extracts were formulated and evaluated in greenhouse trials and were effective in significantly reducing the severity of soybean target spot and tomato early blight. In the chemical analysis of extracts from isolates of Penicillium brasilianum, 12 SM were identified, with penicillic acid, brasiliamide A and verruculogen detected in greater abundance. The results obtained in this thesis highlight the potential of using the great metabolic diversity of fungi from the Order Eurotiales in the composition of biofungicides for the control of plant diseases, being a pioneering proposal on the topic of using extracts of these fungi to control diseases. Keywords: Eurotiales, Biocontrol, Secondary metabolites, Target spot, Early blight.