Caracterização de bactérias endofíticas para o controle da mancha bacteriana do tomateiro

Abstract

O tomate (Solanum lycopersicum L.) é um dos produtos hortícolas mais consumidos no mundo, seja na forma processada ou in natura. No Brasil, doenças foliares como a mancha bacteriana causada por Xanthomonas gardneri (Xg) e a pinta bacteriana causada por Pseudomonas syringae pv. tomato (Pst) são comuns e acarretam inúmeras perdas econômicas na produção de tomate. A crescente preocupação com saúde humana e ambiental tem incentivado diversas pesquisas em prol de uma agricultura mais sustentável. Estudos recentes têm demonstrado a potencialidade de uma vasta gama de micro-organismos endofíticos isolados a partir de diversas espécies vegetais para o controle de fitopatógenos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi isolar bactérias a partir de diferentes genótipos de tomate e selecionar isolados para o controle biológico da mancha e da pinta bacteriana. Para isto, realizou-se o isolamento de 119 isolados bacterianos a partir de amostras de parte aérea, semente e raízes de 15 cultivares de tomate. Informações sobre a origem das amostras e características morfo-fisiológicas, dentre elas a morfologia de colônia, teste Gram, produção de pigmentos fluorescentes, amilase e pectinase, permitiram distinguir 34 isolados endofíticos. Para acessar o potencial dos mesmos no controle de doenças foliares do tomateiro, realizou-se uma seleção prévia com auxílio de metodologias in vitro contra os patógenos Xg e Pst. Na sequência avaliou-se por meio de ensaios em condições de casa de vegetação o efeito dos isolados na redução da severidade da mancha bacteriana causada por Xg. Ao todo, 24 isolados (70,54%) foram capazes de produzir sideróforos em meio Cromo Azurol S e 17 (50%) foram caracterizados como positivos para capacidade de solubilizar fosfato bicálcico. Onze isolados bacterianos inibiram o crescimento de Xg e três destes também apresentaram atividade antimicrobiana frente a Pst. As bactérias endofíticas selecionadas, isolados ISO043, ISO057, ISO137 e ISSO125 reduziram a severidade da mancha bacteriana causada por X. gardneri em condições de casa de vegetação, em 2 experimentos independentes. Apenas o isolado ISO123 não diferiu da testemunha na avaliação feita aos 21 dias após a inoculação do patógeno, no 2º experimento. Após comparar o perfil de DNA dos isolados ISO043 e ISO137 gerado pela técnica de BOX-PCR, verificou-se que estes correspondem à mesma espécie do gênero Pseudomonas e provavelmente à mesma linhagem de bactéria. Apesar do nível de controle da bacteriose não diferir significativamente para os quatro isolados endofíticos promissores, os isolados ISO043 e ISO137 apresentam vantagens pois, esta linhagem de bactéria pode colonizar tanto a parte aérea quanto a parte radicular do tomateiro. Além disso, esta linhagem é capaz de produzir sideróforos e solubilizar fosfatos inorgânicos. Mais estudos são necessários para verificar a eficácia da aplicação dos isolados obtidos neste trabalho em condições de campo e também a eficácia in vivo contra P. syringae pv. tomato. Entretanto, a possibilidade de uso destas bactérias é uma alternativa promissora para o controle de bacterioses foliares. Isto por que além da ação direta de compostos antimicrobianos, os endofíticos poderiam proporcionar um controle indireto de doenças vegetais devido à melhora nas condições nutricionais da planta.<br>

Abstract : Tomato (Solanum lycopersicum L.) is one of the most consumed vegetables in the world. In Brazil, foliar diseases such as the bacterial spot caused by Xanthomonas gardneri (Xg) and the bacterial speck caused by Pseudomonas syringae pv. tomato (Pst) are common and responsible for numerous economic losses in tomato production. Nowadays, the concern for human and environmental health has encouraged several studies in support of a more sustainable agriculture. Recent studies have demonstrated the potential of a wide range of endophytic microorganisms isolated from various plant species for control of phytopathogens. In this context, the objective of this work was to isolate bacteria from different tomato genotypes and to select isolates for the biological control of the spot and the bacterial pathogen. The isolation of 119 bacteria was made from samples of flowers, leaves, seeds and roots of 15 tomato cultivars. After that, information about the origin of the samples and morphophysiological traits, among them the colony morphology, Gram test, production of fluorescent pigments, amylase and pectinase allowed to distinguish 34 endophytic isolates. To access their potential to control foliar diseases of tomato, a previous selection was made through in vitro methodologies against X. gardneri and P. syringae pv. tomato. The effect of the isolates in reducing the severity of bacterial spot caused by Xg was evaluated through greenhouse conditions. Twenty four isolates (70.54%) were able to produce siderophores in CAS medium and 17 (50%) were characterized as positive for the ability to solubilize dicalcium phosphate. Eleven endophytic isolates inhibited Xg in vitro, among these 3 isolates also presented antimicrobial activity against Pst. The selected endophytic bacteria isolates ISO043, ISO057, ISO137 and ISO125 reduced the severity of the bacterial spot caused by X. gardneri under greenhouse conditions in 2 independent experiments. Only the isolate ISO123 did not differ from the control in the second experiment. After comparing the DNA profile of the ISO043 and ISO137 isolates generated by the BOXPCR technique, it was found that these correspond to the same species belonging to the genus Pseudomonas and probably the same bacterial strain. Despite the results in vivo do not differ between the selected endophytes, isolates ISO043 and ISO137 has advantages because this strain of bacteria can colonize both the phylosphere and the rhizosphere of tomato plants. Furthermore, this strain is capable of producing siderophores and solubilizing inorganic phosphate. Further research is needed to verify the efficacy of application of the isolates obtained in this work under field conditions and also the efficacy against P. syringae pv. tomato. However, the possibility of using this bacterial strain is a promising alternative for the control of foliar bacterioses. This is because besides the direct action of antimicrobial compounds, they could provide indirect control of plant diseases as a result of improvement in the nutritional status of the plant.