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Please use this identifier to cite or link to this item: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7325
Document type: Dissertação
Title: Caracterização de isolados de Streptomyces spp. como rizobactérias promotoras de crescimento e de resistência à Pectobacterium carotovorum subsp. brasiliensis em plantas de Solanum lycopersicum (L.)
Author: Dias, Maila Pacheco 
Advisor: Santarém, Eliane Romanato
Abstract (native): O tomateiro (Solanum lycopersicum L.) é uma planta herbácea pertencente à família Solanaceae. Seus frutos são consumidos mundialmente, chegando à produção mundial de 160 milhões de toneladas por ano. No Brasil, é a segunda hortaliça em importância econômica. Contudo, o tomateiro é alvo de inúmeras doenças que levam à perda de produção e/ou má qualidade dos frutos, como por exemplo, a doença Talo oco causada por Pectobacterium spp. Devido ao elevado número de doenças causadas por fitopatógenos, o tomateiro é uma cultura onde se utiliza uma quantidade expressiva de agroquímicos, estando entre as hortaliças que apresentam maior quantidade de agrotóxicos residuais. Por isso, torna-se imprescindível o desenvolvimento de técnicas sustentáveis de defesa para o vegetal, a fim de reduzir o uso destes compostos. Para este fim, é fundamental compreender as alterações no metabolismo vegetal relacionado à defesa, para que novas estratégias e novos produtos agrícolas possam ser desenvolvidos. O controle de doenças utilizando microrganismos de solo tem sido considerado uma alternativa, uma vez que as rizobactérias, além de promoverem o crescimento vegetal, podem induzir à resistência como consequência da ativação da defesa vegetal. Estas, chamadas rizobactérias promotoras de crescimento vegetal (PGPR), vêm sendo exploradas quanto à capacidade biofertilizante, fito-estimuladora e biopesticida. Os objetivos deste estudo foram caracterizar seis isolados de Streptomyces spp. como PGPR, determinar o antagonismo contra Pectobacterium carotovorum subsp. brasiliensis (Pcb), determinar a capacidade de isolados de Streptomyces spp. na promoção do crescimento de plantas de tomate e avaliar a modulação do metabolismo relacionado à defesa das plantas de tomate quando tratadas com Streptomyces spp. A possível influência de Streptomyces spp. na redução da doença Talo oco em plantas de tomate também foi avaliada. A caracterização bioquímica de isolados de Streptomyces spp. foi realizada por meio da capacidade de produzir sideróforos, solubilizar fosfato, e da atividade de amilase e lipase, bem como a produção de compostos orgânicos voláteis. O antagonismo de Streptomyces spp. contra Pcb foi determinado pelo método de dupla cultura e placa com barreira para análise do efeito de compostos orgânicos voláteis (VOC). A promoção do crescimento das plantas foi avaliada por meio de emissão de VOC e pela interação direta com os isolados de Streptomyces spp. (PM1, PM3, PM4, PM5, PM6 e PM9). Enzimas relacionadas à resposta de defesa foram analisadas colorimetricamente em plantas tratadas com isolados de Streptomyces spp. A avaliação da doença Talo oco foi realizada em plantas tratadas com Streptomyces spp. e desafiadas com Pcb através da área sob a curva de progresso da doença e da mortalidade das plantas em 24 dias. Os isolados de Streptomyces spp. mostraram características de PGPR e 32 compostos voláteis foram identificados como produtos dos diferentes isolados. PM3 foi o isolado mais eficiente quanto ao antagonismo contra Pcb. A maioria dos isolados promoveu o aumento do comprimento de raiz e da parte aérea do tomateiro por VOC, embora PM5 tenha sido também eficiente na promoção do crescimento através da interação direta com Streptomyces spp. O tratamento com Streptomyces spp. modulou a atividade de enzimas relacionadas à defesa e diminuiu a incidência da doença Talo oco.
Abstract (english): Solanum lycopersicum L., tomato, is an herbaceous plant belonging to the Solanaceae family. Its fruits are consumed worldwide, reaching the world production of 160 million tons per year. In Brazil, it is the second vegetable in economic importance. However, the tomato is attacked by numerous diseases that lead to loss of production and /or poor quality of the fruit, such as the hollow stem, the disease caused by Pectobacterium spp. Due to the large number of diseases caused by plant pathogens, the tomato is a culture in which a significant amount of agrochemicals is used. Therefore, this species is among the vegetables with the greatest amount of residual pesticides. Under these circumstances, it is essential to develop sustainable plant defense techniques in order to reduce the use of agrochemicals. Then, changes in plant metabolism related to defense must be understood so that new strategies and new products can be developed. Disease control using soil microorganisms has been considered as an alternative, since the rhizobacteria, in addition to promoting plant growth, may induce resistance as the result of activation of the natural plant defenses. These, calls plant growth promoting rhizobacteria (PGPR), has been explored for their biofertilizers, biopesticides and phyto-stimulating abilities. The aims of this study were to characterize biochemically the Streptomyces spp. isolates, to determine the antagonism against Pectobacterium carotovorum subsp. brasiliensis (Pcb), to determine the ability of Streptomyces spp. on promoting growth of tomato plants and to evaluate the modulation of the defense-related metabolism of tomato plants when treated with Streptomyces spp. The possible influence of Streptomyces spp. on reducing soft rot disease in tomato plants was also evaluated. Biochemical characterization was evaluated through the ability of Streptomyces spp. on producing siderophores, solubilizing phosphate, and activity of amylase and lipase, as well as volatile organic compounds (VOC) production. Antagonism of Streptomyces spp. against Pcb was determined by dual-culture method and I-plate for VOC effect analysis. Plant growth promotion was evaluated through VOC emission and by direct interaction with Streptomyces spp. isolates (PM1, PM3, PM4, PM5, PM6 e PM9). Enzymes related to plant defense were colorimetric analyzed in plants treated with isolates of Streptomyces spp. Evaluation of soft rot disease was performed on plants treated with Streptomyces spp. and challenged with Pcb through the area under the disease progression curve (AUDPC) and plant mortality. Isolates of Streptomyces spp. displayed characteristics of PGPR and 32 volatile compounds were identified from the different isolates. PM3 was the isolate showing efficient antagonism against Pcb. Most of the isolates promoted increase of root and shoot length of tomato plants by VOC although PM5 was efficient on promoting growth by direct interaction with Streptomyces spp. Treatment with Streptomyces spp. modulated the activity of defense-related enzymes and decrease incidence of soft rot disease.
Keywords: Actinomycetes
Defesa Vegetal
Pectobacterium spp.
PGPR
Tomateiro
CNPQ Knowledge Areas: CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOLOGIA GERAL
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Institution Acronym: PUCRS
Department: Faculdade de Biociências
Program: Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular
Access type: Acesso Aberto
URI: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7325
Issue Date: 29-Mar-2016
Appears in Collections:Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular

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