Utilização de fungos no Controle Biológico de Doenças

AUTOR: Rafaela Mazur Bizi

Obs - este texto foi desenvolvido pela autora na disciplina " Controle Biológico Florestal, no Curso de Pós-Graduação em Engenharia Florestal, área de concentração Silvicultura, do Setor de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Paraná", ministrada pelo Prof. Dr. Nilton José Sousa. Em função disto, o texto é uma compilação de várias fontes bibliográficas, desta forma, as informações aqui descritas não devem ser utilizadas em revisões bibliográficas de teses, dissertações, monografias, artigos, resumos ou outras formas de produção bibliográfica, como se fosse de autoria do autor acima citado. Para este tipo de citação recomendamos aos usuários que consultem os trabalhos originais citados na relação de bibliografias consultadas.

INTRODUÇÃO

O conceito de controle de doenças mudou nas últimas décadas. Anteriormente, o objetivo era eliminar completamente o patógeno com o uso indiscriminado e contínuo de produtos químicos sem medir as conseqüências. Este procedimento provocou alterações no ambiente, como a seleção de patógenos resistentes, ocorrência de surtos de doenças consideradas como secundárias, diminuição de microrganismos benéficos, além de causar efeitos deletérios (nocivos) ao homem, aos animais e ao ambiente, através do acúmulo de resíduos no solo, na água e nos alimentos.

Há tempos, os pesticidas químicos tem sido usado na agricultura, entretanto, seus efeitos colaterais têm estimulado a redução de seu uso e a adoção de métodos naturais menos agressivos. Dentre estes métodos estão o controle cultural, o controle genético e o controle biológico.

O controle biológico visa manter, através de certas práticas, um equilíbrio no agroecossistema, de modo que o hospedeiro, na presença do patógeno, não sofra danos significativos, em função da ação controladora dos organismos não patogênicos do sistema.

N a abordagem de controle biológico, doença é mais do que uma íntima interação do patógeno com o hospedeiro influenciada pelo ambiente. É o resultado de uma interação entre hospedeiro, patógeno e uma variedade de não-patógenos que também repousam no sítio de infecção e que apresentam potencial para limitar ou aumentar a atividade do patógeno, ou a resistência do hospedeiro. Portanto, patógeno, hospedeiro e antagonistas, interagindo num sistema biológico, são os fatores componentes do controle biológico.

O controle biológico é a “redução da densidade de inóculo ou das atividades determinantes da doença provocada por um patógeno ou parasita nos seus estados de atividade ou dormência, por um ou mais organismos, realizado naturalmente ou através da manipulação do ambiente, hospedeiro ou antagonista, ou pela introdução em massa de um ou mais antagonistas”.

Outra definição de controle biológico é, “Controle de um microrganismo por outro microrganismo”.

Por esses conceitos, o controle biológico inclui práticas culturais para criar um ambiente favorável aos antagonistas e à resistência da planta hospedeira ou ambas; melhoramento da planta para aumentar a resistência ao patógeno ou adequar o hospedeiro para as atividades antagônicas de microrganismos; introdução em massa de antagonistas, linhagens não patogênicas ou outros organismos ou agentes benéficos.

INTERAÇÕES ENTRE PATÓGENO, HOSPEDEIRO E ANTAGONISTAS

Interação com o Ambiente

O ambiente é composto de vários fatores (solo, temperatura, potencial hídrico, ph) que devem estar relacionados entre si e com os organismos habitantes do sistema. A interação entre antagonista, hospedeiro e patógeno não ocorre de maneira particular , mas mutuamente. A ocorrência de doenças em plantas indica que muitos aspectos do balanço biológico não está em equilíbrio. O desenvolvimento de doenças em plantas ocorre quando uma ou mais das seguintes condições ocorrem:

•  O patógeno é altamente virulento, a densidade do inóculo é maior e não há um equilíbrio com o antagonista.

•  O ambiente abiótico é especialmente favorável ao patógeno, e desfavorável ao hospedeiro ou antagonista, ou ambos.

•  A planta hospedeira é altamente suscetível, crescendo continuamente e extensivamente.

•  Os antagonistas estão ausentes ou em baixa popula÷ão, há falta de nutrientes e ambiente próprio para a função do antagonista, os antagonistas são inibidos por outros microrganismos, ou a produção de antibióticos é absorvido pelo solo ou inativado por outros microrganismos.

Interações entre o antagonista, patógeno e hospedeiro:

  • PERDA POR DOENÇAS SEVERAS: Produção moderadamente suscetível, bem adaptado ao ambiente; patógeno bem adaptado, antagonista não tão bem adaptado e ineficiente.
  • PERDA POR DOENÇAS LEVES: Produção suscetível bem adaptada ao ambiente; patógeno pobremente adaptado, antagonista moderadamente adaptado e completamente eficiente.
  • NÃO HÁ PERDA POR DOENÇAS: Controle Biológico. Produção suscetível, antagonista e patógeno bem adaptado ao ambiente. O antagonista reprimi o patógeno.
  • NÃO HÁ PERDA POR DOENÇAS: Produção resistente, antagonista e patógeno bem adaptado ao ambiente. Hospedeiro resistente, prevenido de doenças.
TIPOS DE INTERAÇÕES ENTRE DUAS ESPÉCIES

(modificado de Odum, E. P. 1976)

Efeito na Sobrevivência

Espécie A

Espécie B

Neutralismo

0

0

Comensalismo

+

0

Protocooperação

+

+

Simbiose mutualística

+

+

Simbiose antagônica (Parasitismo)

+

-

Predação

+

-

Competição

-

-

Amensalismo

-

0

No quadro podemos verificar que foi feita uma avaliação do efeito de cada um dos organismos envolvidos numa interação sobre a sobrevivência do outro, simbolizando-se como 0 (zero) a ausência de efeito (+) um efeito positivo e (-) um efeito prejudicial.

Neutralismo

Duas espécies vivem lado a lado sem que a presença de uma afete a da outra, podendo classificar-se o neutralismo como ausência de interação fisiológica, e de ocorrência casual.

Comensalismo

Em comensalismo um dos participantes é beneficiado pela presença da outra espécie, mas, esta última não deriva vantagens ou desvantagens da situação. O beneficiado, denominado de comensal, encontra condições melhoradas, às vezes indispensáveis ao seu desenvolvimento.

Protocooperação

Em protocooperação, às vezes também denominada de mutualismo não obrigatório, um participante beneficia o outro e cada qual se torna um complemento do ambiente de vida para o outro. No entanto, esta relação não é obrigatória nem especifica, podendo haver mudança entre os organismos participantes e, normalmente, não há uma associação íntima entre suas células.

Simbiose Mutualística

É a coexistência íntima de duas espécies diferentes, resultando em benefício mútuo. Cada um dos simbiontes é uma parte essencial do ambiente de seu parceiro.

Simbiose Antagônica: Parasitismo

Parasita é um organismo que se alimenta de células, tecidos ou flúidos de outro ser vivo, o hospedeiro, o qual comumente é prejudicado no processo.

Competição

Competição refere-se à luta entre organismos para obter recursos indispensáveis – nutrientes, água, luz ou espaço – que no habitat se encontra em quantidade insuficiente para suprir a demanda biológica.

Amensalismo

Em comunidades microbianas com altas densidades de diferentes populações ocorrem, com freqüência, interações que sejam prejudiciais a alguns dos residentes.

MECANISMOS DE AÇÃO DOS MICRORGANISMOS ANTAGONISTAS

 Os princípios do controle biológico baseiam-se na relação antagônica entre microrganismos, como: predação, competição, amensalismo e parasitismo. Para que um antagonista seja bem sucedido é preciso que ele tenha capacidade de se multiplicar e colonizar a superfície da planta.

O parasitismo parece ser o mecanismo mais eficiente de antagonismo do controle biológico natural, pois os hiperparasitas por viverem às custas do patógeno, estão sujeitos as mesmas variações ambientes e dependem das mesmas condições do organismo parasitado. Dentre os fungos filamentosos, o Trichoderma é reconhecidamente o hiperparasita mais importante e um dos mais estudados.

O desenvolvimento de microrganismos na superfície foliar é afetado pela quantidade e pela qualidade dos nutrientes disponíveis no filoplano. Os microrganismos selecionados do mesmo ambiente onde serão utilizados, tem bastante chance de se adaptarem e de serem eficientes, e neste caso são conhecidos como microrganismos residentes. O microrganismo estranho (exótico ou introduzido), geralmente tem pouca persistência no ambiente, devendo ser reaplicados com mais freqüência.

Não basta o antagonista ser um potente agente de controle in vitro. É preciso, pois, conhecer os fatores ecológicos que podem afetar o desempenho e, via de conseqüência, adotar práticas de manejo adequadas para favorecer a sua permanência e atividade no ambiente.

SELEÇÃO DE MICRORGANISMOS ANTAGONISTAS

Os testes de seleção de microrganismos com potencial antagonista podem ser realizados in vitro e in vivo. Neste caso, em condições controladas ou em condições naturais. Ambos os métodos são complementares.

A seleção de microrganismo in vivo é realizada através da aplicação do antagonista, seguida da inoculação do patógeno no hospedeiro por meio de pulverização de suspensão de células, imersão de raízes, ferimentos, dentre outros.

Os principais métodos de seleção de microrganismos in vitro descritos são: pareamento de culturas, papel celofane, placa sobreposta, camada dupla, líquido metabólico, entre outros.

PRINCIPAIS MÉTODOS DE SELEÇÃO DE MICRORGANISMOS IN VITRO :

MÉTODOS DE ÁGAR EM PLACA

Método da cultura pareada

Consiste em diversas formas de plaqueamento de antagonista e fitopatógenos em placa de Petri, contendo meio de cultura adequado ao crescimento de ambos os organismos. Em se tratando de dois fungos, este processo deve ser geralmente precedido da elaboração de uma curva de crescimento e plaqueamento diferencial, com a finalidade de que ocorra igualdade de condições competitivas.

Existem várias formas de pareamento. A seguir estão citados os mais comuns.

? Disco de ágar

? Disco de papel de filtro

? Riscas

? Pulverização

Método do papel celofane

Consiste na transferência de um disco de crescimento fúngico ou crescimento bacteriano para o centro de placas de Petri contendo meio de cultura adequado, sobreposto por papel celofane lavado e esterilizado. Após incubação suficiente para um bom crescimento do microrganismo, efetua-se a retirada do papel celofane com o crescimento aderente e transfere-se para o centro da placa um disco de ágar com crescimento fúngico do fitopatógeno. A testemunha consiste no cultivo do fitopatógeno após a retirada do celofane, sem a prévia sobreposição pelo antagonista. A incubação deverá ser realizada, em caso de fungos fitopatogênicos, durante o tempo necessário para que a testemunha atinja a extremidade da placa, quando se faz a avaliação, medindo-se o crescimento micelial e calculando-se a porcentagem de inibição.

O método do papel celofane tem o objetivo específico de detectar a produção de metabólitos extracelulares não voláteis, devendo, pois, ser utilizado não para seleção de antagonistas mas para a verificação do provável mecanismo de ação.

Método da placa sobreposta

É também chamado de método para detecção de metabólitos voláteis e consiste no cultivo do antagonista em meio de cultura adequado contido em placa de Petri. Depois de determinado tempo, substitui-se a tampa da placa por um círculo de papel celofane, sobrepondo-se outra placa contendo o fitopatógeno, sendo as duas partes unidas por fita adesiva. O período de incubação do antagonista, antes da montagem do aparato, dependerá do seu crescimento. A avaliação deverá ser realizada comparando-se o crescimento dos fitopatógenos em contato com os gases produzidos pelos antagonistas, com aquele da testemunha ao atingir a extremidade da placa.

Método da camada dupla

O método da camada dupla é utilizado exclusivamente para a deteção de bacteriocinas.

Consiste em verter inicialmente um meio de cultura adequado ao crescimento do isolado produtor da toxina, o qual será depositado em pontos equidistantes sobre o meio, sendo incubado por 48 horas. A bactéria é inativada pela ação de vapores de clorofórmio, por tempo que varia de 5 a 20 minutos, sobrepondo-se uma camada de ágar-água contendo a suspensão da bactéria fitopatogênica a ser controlada.
Método do líquido metabólico

Consiste no cultivo do antagonista em meio de cultura líquido, com ou sem agitação durante um determinado período de tempo, após o qual se faz a filtração do crescimento, com ou sem esterilização, ou ainda autoclavagem. Segue-se a avaliação do líquido metabólico (LM) quanto à sua capacidade antagônica. Adicionam-se a um meio sólido, fundido e esfriado até 45ºC frações conhecidas do LM, colocando-se, após o esfriamento, o fitopatógeno, seja em discos de micélio de fungo ou disco de papel de filtro imerso em solução bacteriana. Avalia-se o crescimento do fitopátogeno comparando-se ao da testemunha constituída de meio de cultura sem o LM.

 PRINCIPAIS AGENTES DE CONTROLE BIOLÓGICO

A seguir são listados e descritos alguns microrganismos utilizados em controle biológico de doenças de plantas:

a) Gliocladium spp.

Micoparasita facultativo, habitante natural do solo, tem sido observado parasitando inúmeros fungos como Botrytis spp., Eutypa armeniaceae , Ceratocystis fimbriata , e Fusarium spp. Aplicações desse fungo para controle do mofo cinzento causado por B. cinerea são uma maneira de aumentar a população desse antagonista. Vários isolados de G. roseum de diferentes regiões geográficas têm mostrado eficácia no biocontrole do mofo cinzento. Segundo Braun & Sutton, 1984, citado por Melo & Azevedo, 1998, G. roseum diminui a incidência do mofo cinzento de 90-100% e foi consistentemente tão efetivo quanto o fungicida Clorotalonil. Antibiose e hiperparasitismo não parecem ser os mecanismos comuns de controle de B. cinerea por G. roseum . Também não foi verificada evidência de parasitismo de B. cinerea por G. roseum . Esses dados levaram Sutton, 1994, citado por Melo & Azevedo, 1998, a concluir que competição por substrato é o principal mecanismo pelo qual G. roseum inibe B. cinerea em morango.

b) Trichoderma spp.

É um deuteromiceto que produz abundantes conídios em conidióforos que emergem diretamente das hifas. É um fungo de solos orgânicos, vivendo saprofiticamente ou parasitando outros fungos. É um antagonista eficaz no controle de inúmeros fungos fitopatogênicos. Várias espécies tem sido utilizadas em biocontrole, entretanto, Trichoderma harzianum é a espécie mais bem estudada. Elas tem sido utilizadas tanto para patógenos radiculares, como, Rhizoctonia solani, Fusarium spp., Armillaria spp., como da parte aérea, como, Venturia spp., Botrytis spp, etc. Trichoderma pode atuar, via de regra, através de um ou da associação dos seguintes mecanismos: parasitismo, antibiose e competição. Muitas espécies já estudadas possuem a capacidade de produzir metabólitos secundários tóxicos, tais como antibióticos e enzimas líticas capazes de inibir e destruir propágulos de fungos fitopatogênicos. Não se conhece, no entanto, o papel desses antibióticos in situ . Em condições de laboratório, Trichoderma produz uma gama de antibióticos com efeitos pronunciados contra fungos e bactérias, tanto de interesse agrícola como de interesse na medicina.

c) Verticillium lecanii

Verticillium lecanii é um fungo entomopatogênico promissor empregado no controle microbiano. Ele ocorre frequentemente sobre pulgões e conchonilhas nas regiões tropicais e subtropicais. Esse fungo também já foi relatado sobre insetos das ordens Coleoptera, Diptera, Hymenoptera e sobre ácaros eriofiídeos. A presença dos insetos contaminados por V. lecannii é facilmente determinada em função do aparecimento de um halo branco em sua volta, associado à estrutura característica do conidióforo e dos conídios do fungo. De acordo com Mondgen, citado por Melo & Azevedo (1998), o fungo V. lecannii se desenvolve melhor e hiperparasita seus hospedeiros em baixas temperaturas, em torno de 18-22º C e com alta umidade relativa do ar entre 95-100%, assim como altas intensidades de luz favoreceram o parasitismo.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

O controle biológico, diferente do químico, não apresenta efeito imediato e total, e geralmente seu efeito pode estar abaixo do necessário, havendo a necessidade da integração com outros métodos de controle, estabelecendo-se o que se chama de controle integrado. Algumas lacunas no conhecimento impedem o pleno sucesso do Controle Biológico, dentre elas, um melhor entendimento sobre a ecologia do patógeno e do antagonista. Muitos microrganismos quando cultivados em grande escala e sucessivamente, podem perder ou reduzir sua capacidade patogênica, diminuindo a eficiência e a credibilidade do controle (GRIGOLETTI et al, 2000).

BIBLIOGRAFIAS CONSULTADAS

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GRIGOLETTI Jr, A.; Santos, A. F. dos.; Auer, C. G. Perspectivas do uso do controle biológico contra doenças florestais. In: Floresta , v. 30. Edição especial. 2000. 200 p.

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