LIPOPEPTÍDEOS PRODUZIDOS POR Bacillus subtilis LBBMA AP01 E SEU POTENCIAL DE APLICAÇÃO COMO AGENTES ANTIFÚNGICOS

Abstract

O Brasil se destaca como um dos principais produtores agrícolas mundiais, contudo as perdas causadas por doenças e pragas agrícolas e os elevados custos para seu controle são limitantes a alta produtividade. Fungos fitopatógenos causam sérios danos às culturas e demandam o uso de compostos, em sua maioria químicos, para seu controle. Visando investigar estratégias de controle menos danosas ao ambiente e à saúde humana, o presente trabalho tem como objetivos a obtenção dos lipopeptídeos produzidos por Bacillus subtilis LBBMA AP01 e a caracterização dos mesmos quanto às propriedades tensoativas e potencial de inibir o desenvolvimento de fungos fitopatógenos isoladamente e em associação com nanomateriais de carbono, prata e ouro. Os pontos quânticos de carbono e nanopartículas metálicas foram produzidos pela síntese pirolítica e química, respectivamente, e posteriormente funcionalizados com os lipopeptídeos. O potencial de inibição do crescimento micelial dos lipopeptídeos foi avaliado a partir do ensaio em placa para Sclerotinia sclerotiorum, Botrytis cinerea, Fusarium sp. e Rhizoctonia solani em meio Ágar Batata Dextrose (BDA) acrescido dos lipopeptídeos em concentrações entre 20 e 1000 mg L-1. A atividade antifúngica dos lipopeptídeos e nanomateriais contra Botrytis cinerea foi avaliada in vivo em folhas destacadas de tomate e repolho. Adicionalmente, foi avaliada a inibição da germinação de conídios de B. cinerea em microplaca. A atividade herbicida dos lipopeptídeos foi investigada em sementes de modelos de mono e dicotiledônea. Os lipopeptídeos foram capazes de inibir todos os fitopatógenos e a concentração mínima inibitória (CMI) para todos os isolados foi de 80 mg L -1, exceto para Fusarium sp., cuja CMI foi 40 mg L-1. O extrato bruto a 500 e 1000 mg L-1 inibiu 100% a germinação de conídios de B. cinerea. Os lipopeptídeos não apresentaram efeito inibitório considerável sobre a germinação de sementes. Os tratamentos preventivos se mostraram eficientes no controle dos fitopatógenos. Embora B. cinerea tenha exibido sensibilidade a algumas formulações de nanopartículas e pontos quânticos de carbono, não foi possível determinar o potencial de inibição dos nanomateriais in vivo. Conclui-se que os lipopeptídeos são capazes de inibir todos os fungos fitopatógenos testados de forma eficiente e que seu uso na funcionalização de nanopartículas pode potencializar este efeito. Deste modo, este trabalho evidencia o potencial dos lipopeptídeos produzidos por Bacillus subtilis AP01 e sua versatilidade de aplicações e associações com outros materiais, para o controle de fitopatógenos. Palavras-chave: Biossurfactantes. Sclerotinia sclerotiorum. Botrytis cinérea. Rhizoctonia solani. Fusarium sp. Nanomateriais.Brazil is one of the main agricultural producers in the world, however the losses caused by diseases and agricultural pests, and the high costs for their control are limiting to high productivity. Phytopathogenic fungi cause serious damage to crops and require the use of compounds, mostly chemical, for their control. Aiming to investigate healthier control strategies for the environment and human health, the present work aims to obtain the lipopeptides produced by Bacillus subtilis LBBMA AP01 and their characterization regarding their surface-active properties and potential to inhibit the development of phytopathogenic fungi alone and in association with carbon, silver and gold nanomaterials. Carbon quantum dots and metallic nanoparticles were produced by pyrolytic and chemical synthesis, respectively, and later functionalized with lipopeptides. The potential of lipopeptides to inhibit mycelial growth was evaluated by Petri dish assay for Sclerotinia sclerotiorum, Botrytis cinerea, Fusarium sp., and Rhizoctonia solani in Potato Dextrose Agar (PDA) medium supplemented with lipopeptides at concentrations between 20 and 1000 mg L-1. The antifungal activity of lipopeptides and nanomaterials against Botrytis cinerea was evaluated in vivo on detached tomato and cabbage leaves. Furthermore, the inhibition of conidia germination of B. cinerea in microplate was evaluated. The herbicidal activity of lipopeptides was investigated in seeds of mono and dicotyledonous models. Lipopeptides were able to inhibit all phytopathogens and the minimum inhibitory concentration (MIC) for all isolates was 80 mg L-1, except for Fusarium sp., whose MIC was 40 mg L-1. The crude extract at 500 and 1000 mg L-1 inhibited 100% the germination of conidia of B. cinerea. Lipopeptides did not have a considerable inhibitory effect on seed germination. Preventive treatments were efficient in the control of phytopathogens. Although B. cinerea exhibited sensitivity to some formulations of nanoparticles and carbon quantum dots, it was not possible to determine the potential for inhibition of nanomaterials in vivo. It is concluded that the lipopeptides are able to efficiently inhibit all phytopathogenic fungi tested and that their use in the functionalization of nanoparticles can potentiate this effect. Thus, this work highlights the potential of lipopeptides produced by Bacillus subtilis AP01 and their versatility of applications and associations with other materials, to control phytopathogens. Keywords: Biosurfactants. Sclerotinia sclerotiorum. Botrytis cinerea. Rhizoctonia solani. Fusarium sp. Nanomaterials.