Bactérias produtoras da enzima ACC deaminase no crescimento e desenvolvimento de cogumelos comestíveis de Pleurotus ostreatus

Abstract

O co-cultivo de bactérias produtoras da enzima ACC deaminase (ACCD) com fungos comestíveis é uma estratégia que pode melhorar a frutificação de fungos basidiomicetos, característica importante na produção de cogumelos. Seu efeito benéfico reside na capacidade destas bactérias em reduzir os níveis de etileno produzidos por certos fungos. O etileno é um hormônio que regula o desenvolvimento de plantas. Neste aspecto, existem evidencias que o mesmo possa acontecer em fungos. Considerando esta hipótese, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de bactérias com atividade ACCD na frutificação de P. ostreatus cultivado in vitro e em condições comerciais. Para isso, foram avaliadas três cepas com atividade ACCD: Pseudomonas putida UW4 acdS+, Pseudomonas fluorescens YsS6 acdS+, e Pseudomonas palleroriana MAB3 acdS+. Adicionalmente, foi avaliada uma cepa sem atividade ACCD, Pseudomonas sp. PL3, assim como cepas mutantes das bactérias P. putida e P. fluorescens (sem o gene acdS) para verificar o efeito da presença/ausência da enzima ACC deaminase no desenvolvimento fúngico. O efeito de P. putida no conteúdo proteico de P. ostreatus também foi investigado. Para o co-cultivo do fungo no substrato de frutificação, as bactérias foram adicionadas empregando dois métodos de inoculação: em forma líquida e encapsuladas junto ao fungo em esferas de alginato de sódio. O etileno produzido pelo fungo co-cultivado com P. putida UW4 acdS+ e sua mutante também foi mensurado usando cromatografia gasosa. Os resultados mostraram que, em condições de laboratório, P. putida UW4 acdS+ aumentou significativamente a produção de cogumelos em mais de 30%, enquanto que para P. fluorescens YsS6 esse efeito não foi evidenciado. Além disso, o conteúdo de proteína do fungo aumentou em mais de 40% quando o fungo foi co-cultivado com P. putida. Quanto ao método de inoculação, P. putida UW4 acdS+ se mostrou efetiva nos dois métodos de inoculação, tendo aumentos na produção de mais de 60%. Em condições comerciais, P. putida UW4 acdS+ e P. palleroriana MAB3 adicionadas em su forma líquida aumentaram a produção em mais de 20%. O tratamento contendo a bactéria encapsulada (PL+UW4+) e o tratamento PL3 não foram estatisticamente diferentes do controle. O co-cultivo do fungo com P. putida UW4 acdS+ in vitro diminuiu os níveis de etileno produzidos pelo fungo. Os resultados demonstram que bactérias com atividade ACDD melhoram a frutificação de P. ostreatus, o que mostra seu potencial para serem empregadas no cultivo comercial de fungos produtores de cogumelos comestíveis.

Abstract: Co-cultivation of ACC deaminase-producing bacteria (ACCD) with edible fungi is a strategy that can improve the fructification of basidiomycete fungi, an important characteristic in mushroom production. Its beneficial effect lies in the ability of these bacteria to reduce the levels of ethylene produced by certain fungi. Ethylene is a hormone that in plants regulates their development and there is evidence that it has the same effect on fungi. Considering this hypothesis, the objective of this work was to evaluate the effect of bacteria with ACCD activity on the fruiting of P. ostreatus cultivated in vitro and under commercial conditions. To this end, three strains with ACCD activity were evaluated: Pseudomonas putida UW4 acdS+, Pseudomonas fluorescens YsS6 acdS+, and Pseudomonas palleroriana MAB3 acdS+ and three strains without ACCD activity: P.putida UW4 acdS-, P. fluorescens YsS6 acdS+, and Pseudomonas sp PL3. The effect of P.putida on the protein content of P. ostreatus was also investigated. For co-cultivation of the fungus on the fruiting substrate, bacteria were added employing two inoculation methods: in liquid form and encapsulated together with the fungus in sodium alginate beads. The ethylene produced by the fungus co-cultured with P. putida UW4 acdS+ and its mutant was also measured using gas chromatography. The results showed that, under laboratory conditions, P. putida UW4 acdS+ significantly increased mushroom production by more than 30%, while P. fluorescens YsS6 showed no positive effect on the fruiting of the fungus. Moreover, the protein content of the fungus increased by more than 40% when the fungus was co-cultured with P. putida. As for the inoculation method, P. putida UW4 acdS+ proved to be effective in both methods, having an increase in production of more than 60%. Under commercial conditions, P. putida UW4 acdS+, and P. palleroriana MAB3 added in their liquid form increased production by more than 20%. The treatment containing the encapsulated bacteria (PL+UW4+) and the PL3 treatment was not different from the control. The fungus produced ethylene in vitro, and co-cultivation with P. putida UW4 acdS+ decreased the levels of ethylene produced by the fungus. The results demonstrate that bacteria with ACCD activity improve the fruiting of P. ostreatus, which shows their potential to be employed in the commercial cultivation of fungi producing edible mushrooms.