Teses e Dissertações
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Item Isolates of Aspergillus, Clonostachys and Trichoderma from Africa as potential biocontrol agents against coffee leaf rust(Universidade Federal de Viçosa, 2022-03-14) Kapeua Ndacnou, Miraine; Barreto, Robert WeingartHemileia vastatrix – the coffee leaf rust (CLR) fungus – is native from Africa and an exotic invasive species in all other areas of the world where coffee is grown. It causes the worst disease of coffee, but in Africa, it is not regarded as the worst pathogen of the crop. Management of CLR has relied on escaping the disease through the highland plantation, using resistant coffee varieties and fungicide applications. There are limitations for each of these strategies and novel approaches for CRL management are necessary. It has been conjectured that natural enemies of H. vastatrix endemic to Africa might have been overlooked and that such antagonists might have the potential for CLR management. Surveys conducted since 2015 in Cameroon, Ethiopia and Kenya, have revealed numerous mycoparasitic fungi attacking CLR in the field as well as endophytic fungi growing inside healthy coffee plants (several of which were, or are being, described as new to science), which might play a bodyguard role, protecting the plants against the disease. Results of previous studies and of the present research seem to confirm this hypothesis. A series of taxonomic and polyphasic studies allowed to identify isolates of Aspergillus and Clonostachys as belonging to Aspergillus flavus, Clonostachys byssicola, C. rhizophaga and C. rosea f. rosea. All the selected endophytic isolates (confirmed here regardless of the genus, to grow as endophytes in coffee), including Trichoderma strains were demonstrated to inhibit the germination of H. vastatrix in vitro. The isolate of A. flavus was shown not to produce aflatoxin. Beforehand applications of a series of isolates, of Clonostachys, Trichoderma and also of A. flavus, on young C. arabica plants (a combination of soil and foliar applications) followed by inoculation with H. vastatrix led to the significant reductions in CLR severity. Two Clonostachys rhizophaga isolates (COAD 2981 and COAD 2982), and one C. rosea isolate (COAD 2984) yielded the best highly significant (p < 0.001) results for reduction of CLR severity among the Clonostachys isolates. Trichoderma guizhouense (COAD 2398), T. virens (COAD 2400) and T. theobromicola (COAD 2406) also produced highly significant (p < 0.001) levels of CLR severity reduction. This is the first study reporting anti-CLR biocontrol potential for African isolates of A.flavus, Clonostachys and Trichoderma. And, they may pave the way towards preventive treatment of coffee plants with ‘bodyguard’ endophytes antagonistic to H. vastatrix as well as their use for control of CLR in the field. A continuation of this work is required to better assess this possibility. Keywords: Classical biocontrol. Coffee rust. Endophytes. Phylogeny. Taxonomy.Item Estratégias de utilização de Beauveria bassiana (Hypocreales: Cordycipitaceae) para o manejo de Hypothenemus hampei (Coleoptera: Curculionidae)(Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” - Universidade de São Paulo, 2017) Mota, Luiz Henrique Costa; Delalibera Júnior, ItaloHypothenemus hampei apresenta aspectos bioecológicos e comportamentais que dificulta o seu controle, como a sua natureza críptica, ficando dentro da semente de café a maior parte de seu ciclo de vida, por apresentar várias gerações por ano. Uma grande quantidade de frutos com H. hampei cai ao solo, constituindo uma excelente forma para sobrevivência do inseto na entressafra e como fonte para novas infestações. O controle de H. hampei deve então ser efetuado no período em que as fêmeas deixam o fruto onde nasceram até o momento em que colonizam novos frutos para reproduzirem. Biopesticida a base de Beauveria bassiana é uma opção disponível para o controle de H. hampei, no entanto, existem poucas evidências de sua eficiência em campo. Objetivou-se com está pesquisa avaliar estratégias para utilização de B. bassiana para manejo de populações de H. hampei por: i) pulverização aquosa com adjuvantes, ii) armadilha atrativa para auto-autocontaminação e iii) incorporação do patógeno no solo com fertilizantes quimícos. Pulverização direta de suspensões de conídios com o adjuvante Tween 80 resultou em menor mortalidade de H. hampei do que suspensões com os demais adjuvantes testados em laboratório. A eficácia dos adjuvantes com o fungo variou com o método de inoculação. As pulverizações diretas dos insetos resultaram em mortalidades reduzidas (23 – 53%), enquanto que a imersão e os métodos que permitiram que os insetos ficassem em contato com os conídios no substrato (fruto ou papel de filtro) após a pulverização resultaram em maiores mortalidades (63 – 98%). As imagens ultramorfológicas de H. hampei inoculados por diferentes métodos sugerem que a região ventral do abdome é o principal sítio de infecção do fungo, visto que, diferente dos outros métodos, na pulverização direta que resultou em mortalidades reduzidas, grande quantidade de conídios aderidos e germinados foram observados no élitro em comparação com a região ventral. Três modelos de armadilha de auto-inoculação foram comparadas em cafezal sombreado e a pleno sol e a captura de H. hampei foi superior em ESALQ- Hh2. O manejo de H. hampei com a armadilha ESALQ-Hh2 foi avaliado em cafezal a pleno sol desde a fase de formação dos frutos até a colheita. Foi constatado em média 6,6% de H. hampei infectados por Beauveria sp. nas plantas distante 4 e 8 m das armadilhas e nenhum inseto infectado nas parcelas com as mesmas armadilhas, mas sem o fungo. Observou-se redução na concentração e viabilidade do patógeno nas armadilhas ao longo do tempo, porém as mortalidades de H. hampei expostos ao fungo foram elevadas (73 – 100%) durante os 148 dias de avaliação. Estudos conduzidos em laboratório revelaram que a capacidade de voo de H. hampei não é afetada pela carga de conídios aderidos ao seu corpo quando comparados aos insetos sem exposição ao fungo. Além disso, apenas 5% dos insetos expostos ao fungo conseguiram penetrar na semente de café, indicando baixo potencial de danos. A mistura de conídios de B. bassiana com fertilizantes químicos granulados em solo de cafezal resultou em reduções (34 e 50%) da infestação de H. hampei quando comparadas às parcelas somente com aplicação dos fertilizantes. Sugere-se que o manejo desta praga com B. bassiana apresenta maior potencial a curto prazo por pulverizações apenas no período de trânsito das fêmeas colonizadoras, e, à médio e longo prazo, pela aplicação do patógeno no solo conjuntamente com fertilizantes e com o uso de armadilha de auto-inoculação.Item Desenvolvimento de armadilha de auto-inoculação para o controle de Hypothenemus hampei (Ferrari, 1867) (Coleoptera: Curculionidae) com Beauveria bassiana (Bals.) Vuil (Ascomycota: Hypocreales) em tecido sintético(Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” - Universidade de São Paulo, 2013) Mota, Luiz Henrique Costa; Delalibera Júnior, ItaloO controle de Hypothenemus hampei é realizado basicamente com uso de inseticidas químicos, especialmente aqueles a base de endossulfan, cuja comercialização será proibida no Brasil a partir de julho de 2013. Diante disso, outras estratégias devem ser integradas buscando-se o controle desta praga com menor impacto ao ambiente. Nesse contexto, o fungo Beauveria bassiana destaca- se como um dos agentes de controle biológicos mais promissores. Neste estudo, buscou-se a associação da técnica de impregnação de tecido têxtil com B. bassiana associado à armadilha contendo a mistura de alcoóis metanol: etanol (1:1 v/v) como atraentes químicos para H. hampei, visando a auto-inoculação e disseminação do fungo pelo inseto, visando o seu controle. Inicialmente foi determinado em laboratório, a virulência de nove isolados de B. bassiana, através da pulverização de suspensões de 10 7 conídios.mL -1 , diretamente sobre adultos de H. hampei. Todos os isolados apresentaram baixa virulência ao inseto, com mortalidade máxima de 38,5%. O isolado ESALQ-PL63 foi escolhido para dar continuidade aos estudos por possuir registro de comercialização. Posteriormente, sete tecidos têxteis sintéticos foram avaliados quanto à produção do isolado selecionado sobre sua superfície em duas condições de luz (fotofase de 0 e 12 horas). O tecido sintético Lã “Sherpa” foi selecionado por permitir uma maior produção de conídios nas duas condições testadas, atingindo até 5,44 × 10 8 conídios.cm -2 . A exposição de H. hampei ao tecido com o fungo por apenas 5 segundos foi suficiente para causar 88,5% de mortalidade dos insetos. Em área de café sombreado foram conduzidos dois experimentos para avaliar uma armadilha de auto-inoculação contendo o patógeno produzido sobre o tecido. Foram usadas duas armadilhas controle, sendo uma armadilha de auto- inoculação sem fungo e uma armadilha de eficiência reconhecida (modelo IAPAR). A eficiência de coleta da armadilha de auto-inoculação com o fungo foi menor do que a armadilha IAPAR, mas esta se mostrou eficiente na contaminação e mortalidade dos insetos pelo fungo. No primeiro experimento, a mortalidade confirmada pelo patógeno no último dia de avaliação (151 dias) foi de 64,7%. A viabilidade dos conídios passou de 98,3%, logo após a montagem das armadilhas, para 86,9% após 65 dias. Após160 dias a viabilidade reduziu para 44,0%. No segundo experimento, a última avaliação foi realizada após 40 dias, sendo nesta data observada mortalidade confirmada de 89,9% e viabilidade dos conídios de 78,1%. Em ambos os experimentos a concentração de conídios reduziu-se ao longo do tempo. O sistema de auto-inoculação apresentou resultados promissores, mas sendo necessárias alterações na armadilha para aumentar a captura de insetos e estudos epizootiológicos para avaliar a capacidade de disseminação da doença no campo pelos insetos que passaram pela armadilha.Item The double life of an insect pathogen: Metarhizium as a plant symbiont and its genetic diversity in coffee agroecosystems(Universidade Federal de Viçosa, 2016-02-26) Moreira, Camila Costa; Elliot, Simon LukeO gênero Metarhizium é amplamente conhecido por sua capacidade entomopatogênica. No entanto, recentemente também foi reconhecido como simbionte de planta, capaz de transferir nitrogênio de cadáveres de insetos para plantas, atuar como antagonista de fitopatógenos e promover o crescimento vegetal. Essas funções podem ser consideradas como serviços de ecossistema que podem ser fornecidos por esses fungos para plantas em sistemas de cultivos sustentáveis. Todavia, esses fungos são pouco considerados no contexto ecológico e dados sobre sua diversidade em solos agrícolas e na rizosfera são muito escassos, especialmente em ecossistemas tropicais. Além disso, nenhum método molecular para detectar e quantificar especificamente Metarhizium em associação com sistema radicular está disponível. Dessa forma, nesta tese nós focamos no estabelecimento de um método para detectar e quantificar Metarhizium em raízes de plantas e na investigação de sua diversidade em cultivos de café agroflorestal e pleno sol. Nós estabelecemos um método baseado na reação em cadeia da polimerase em tempo real (qPCR) confiável e reprodutível para detectar e quantificar Metarhizium em raízes de plantas. Tal método foi verificado por meio de detecção via método dependente de cultivo e microscopia confocal. Considerando a diversidade de Metarhizium em solos agroflorestais e pleno sol, nós encontramos três espécies, sendo que M. robertsii foi a espécie mais frequente em ambos sistemas. Ao comparar a diversidade entre os sistemas agroflorestais e pleno sol, duas das três agroflorestas amostradas apresentaram maior diversidade de Metarhizium e a diversidade total, considerando as seis áreas, também foi maior nas agroflorestas. A população de M. robertsii foi dividida em três diferentes clados, porém nenhum padrão de distribuição ou recombinação foi observado em relação aos mesmos. Com a relação à diversidade de Metarhizium na rizosfera, M. robertsii também foi a espécie mais abundante, sendo encontrada em todos os grupos de plantas amostrados. Metarhizium pemphigi foi a mais frequente na rizosfera de plantas de café, indicando a possibilidade de sua especialização ecológica em relação às raízes de café. Nós fornecemos resultados importantes sobre a associação de Metarhizium no solo e em associação com plantas, incluindo: (i) um método de laboratório pra estudar associação Metarhizium-raiz, (ii) a diversidade de Metarhizium no solo em dois sistemas de cultivo e (iii) a diversidade de Metarhizium na rizosfera de plantas presentes em sistema de cultivo diversificado.