Biocontrol of Pratylenchus zeae and sugarcane growth promotion by rhizobacteria

Cielo Pamela Machaca Calsin; Ismail Teodoro  Souza Junior; Jaqueline Tavares Schafer; Matheus Martins Pereira; Sabrina Oliveira Martins; Andrea Bittencourt Moura Baccarin; César Bauer Gomes

doi:10.1590/1983-21252025v3812616rc

Autores

Cielo Pamela Machaca Calsin Crop Protection Graduate Program, Faem, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, RS, Brazil https://orcid.org/0000-0003-1899-3883
Ismail Teodoro Souza Junior Centro Universitário de Várzea Grande, Cuiabá, MT, Brazil https://orcid.org/0000-0002-0023-7329
Jaqueline Tavares Schafer AgroBianchini, Santo Ângelo, RS, Brazil https://orcid.org/0000-0002-8411-3357
Matheus Martins Pereira Crop Protection Graduate Program, Faem, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, RS, Brazil https://orcid.org/0009-0009-8717-2166
Sabrina Oliveira Martins Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, RS, Brazil https://orcid.org/0000-0003-0992-865X
Andrea Bittencourt Moura Baccarin Plant Protection Department, Faem, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, RS, Brazil https://orcid.org/0000-0002-6781-4231
César Bauer Gomes Embrapa Clima Temperado, Pelotas, RS, Brazil https://orcid.org/0000-0002-3247-728X

DOI:

https://doi.org/10.1590/1983-21252025v3812616rc

Palavras-chave:

Controle Biológico, PGPR. Nematoide-das-lesões, Saccharum spp.

Resumo

O nematoide das lesões radiculares (Pratylenchus zeae) é um dos principais problemas fitossanitários da cana-de-açúcar, e, o controle biológico é uma ferramenta importante no manejo integrado de fitonematoides. Assim, foi objetivo deste estudo, avaliar o potencial de rizobactérias no biocontrole de P. zeae e na promoção de crescimento de plantas (PCPR) de cana-de-açúcar. Mudas de cana-de-açúcar ‘RB008347’ foram microbiolizadas com suspensões individuais de nove isolados bacterianos em casa de vegetação. Decorridos 15 dias, as plantas foram transplantadas para vaso contendo solo esterilizado e, a seguir, inoculadas ou não com 1000 espécimes de Pratylenchus zeae/planta. Como testemunhas, utilizaram-se mudas não microbiolizadas inoculadas ou não com o nematoide. Decorridos 90 dias, cada planta foi avaliada quanto ao seu desenvolvimento, número de nematoides/sistema radicular, número de nematoides/g raízes e fator de reprodução do nematoide. Em bioteste conduzido in vitro, avaliou-se a atividade nematicida dessas bactérias sobre P. zeae, bem como procedeu-se a caracterização bioquímica dos isolados quanto à produção de compostos relacionados ao biocontrole e PCPR. A maioria dos isolados bacterianos promoveu aumento significativo do número de perfilhos, da massa fresca da massa fresca da parte aérea e das raízes, bem como suprimiu a reprodução do nematoide (48-74%) comparativamente à testemunha. Nos testes in vitro, os isolados XT23, XT26, XXT51, XT56, XT37 e P17 apresentaram atividade nematicida e produziram pelo menos um composto relacionado ao controle biológico de fitonematoides e/ou à PCPR. Dessa forma, a microbiolização de mudas com rizobactérias demonstra sua efetividade como bionematicida e promotor de crescimento para cultura da cana-de-açúcar.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Biografia do Autor

César Bauer Gomes, Embrapa Clima Temperado, Pelotas, RS, Brazil

Agrônomo, Dr. Nematologista

Referências

AGROFIT. Sistema de agrotóxicos fitossanitários. Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento. Available at: <https://agrofit.agricultura.gov.br/agrofit_cons/principal _agrofit_cons>. Access on: Apr. 5, 2024.

BAKKER, A.W.; SHIPPERS, B. Microbial cyanide production in the rhizosphere in relation to potato yield reduction and Pseudomonas spp. mediated plant growth stimulation. Soil Biology and Biochemistry, 19: 451–457, 1987.

BARBOSA, B.F.F. et al. Agressividade de P. brachyurus à cana-de-açúcar, comparada ao do nematoide-chave P. zeae. Nematropica, 43:119-130, 2013.

BISOGNIN, A. C. Caracterização morfológica e agressividade de populações de Pratylenchus spp. do Rio Grande do Sul em cana-de-açúcar e manejo de phytonematodes na cultura pelo emprego de rhizobacteria, 2017. 93 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia: Área de concentração Agricultura e Ambiente) - Universidade Federal de Santa Maria, Frederico Westphalen, 2017.

BRUM, D. Fitonematoides nas culturas do arroz irrigado e do morango: biocontrole, promoção de crescimento, agressividade de populações e reação de cultivares. 2017. 112 f. Dissertação (Mestrado em Fitossanidade: Área de concentração Fitopatologia) Universidade Federal de Pelotas, Pelotas 2017.

CARDOZO, R. B.; ARAÚJO, F. F. Multiplicação de Bacillus subtilis em vinhaça e viabilidade no controle da meloidoginose, em cana-de-açúcar. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 15: 1283-1288, 2011.

CASTILLO, P.; VOVLAS, N. Pratylenchus (Nematoda: Pratylenchidae): Diagnosis, Biology, Pathogenicity and Management. BRILL, 2007. 529 p.

CHEN, S. Y.; DICKSON, D. W. A technique for determining live second-stage juveniles of Heterodera glycines. Journal of Nematology, 32: 117-121, 2000.

COOLEN, W. A.; D´HERDE, C. J. A method for the quantitative extraction of nematodes from plant tissue. State Agriculture Research Center - GHENT, Belgium. p. 77, 1972.

DINARDO-MIRANDA, L. L. et al. Biological control of phytoparasitic nematodes in sugarcane fields. Pesquisa Agropecuária Troical, 52: 1-7, 2022.

FAHY, P. C.; PRESLEY, G. J. Plant bacterial diseases - a diagnostic guide. Academic Press, San Diego. 393 p. 1983.

FERREIRA, R. J. et al. Bacillus species for controlling root-knot nematodes in development in sugarcane. Nematropica, 47: 106-113, 2017.

GORDON, S. A.; WEBER, R. P. Colorimetric estimation of indoleacetic acid. Plant Physiology, 26: 192-195, 1951.

HARNI, R; SUPRAMANA, S; SUPRIADI, S. Potential use of endophytic bacteria to control Pratylenchus brachyurus on Patchouli. Indonesian Journal of Agricultural Science, 13: 86-95, 2012.

KLOEPPER, J. W.; RYU, C. M.; ZHANG, S. Induced systemic resistance and promotion of plant growth by Bacillus spp. Phytopathology, 94: 1259-1266, 2004.

LANE, D. J. 16S/23S rRNA sequencing, p. 115-175, 1991. In: E. STACKEBRANDT; M. GOODFELLOW (Eds.). Nucleic acid techniques in bacterial systematics. Wiley, Chichester, United Kingdom.

LIAN, L. H. et al. Proteases from Bacillus: a new insight into the mechanism of action for rhizobacterial suppression of nematode populations. Letters in Applied Microbiology, 45: 262-269, 2007.

MARIANO, R. L. R.; SILVEIRA, E. B. Manual de práticas em fitobacteriologia. 2. ed. Recife, PE: UFRPE, 2005, 184 p.

MOURA, R. M. Manejo químico de phytonematodes em cana-de-açúcar. 2020. Avaliable at: <https://revistacultivar.com.br/artigos/ manejo-quimico-de-phytonematodes-em-cana-de-acucar>. Access on: Jun. 20, 2022.

NAUTIYAL, C. S. An efficient microbiological growth medium for screening phosphate solubilizing microorganisms. FEMS Microbiology Letters, 170: 265-270, 1999.

OKA, Y.; CHET, I.; SPIEGEL, Y. Control of the root-knot nematode Meloidogyne javanica by Bacillus cereus. Biological Science and Technology, 3: 115-126, 1993.

OOSTENBRINK, M. Major characteristic of relation between nematodes and plants. Mededelingen and Bouwhogeschool, 66: 1-46, 1966.

PACHECO, D. R. et al. Potencial de rhizobacteria no biocontrole de Meloidogyne javanica e na promoção de crescimento de plantas de cana-de-açúcar. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE NEMATOLOGIA, 33, 2016, Petrolina. Anais… Petrolina: Embrapa Semi-Árido, 2016, p. 136.

RAZA, W.; YOUSAF, S.; RAYER, F.U. PGPR activity of volatile organic compound produced by biocontrole strains. Science Letter, 4: 40-43, 2016.

SIDDIQUI, I.A.; HAAS, D.; HEEB, S. Extracellular Protease of Pseudomonas fluorescens, a biocontrol factor with activity against the Root-Knot nematode Meloidogyne incognita. Applied and Environmental Microbiology, 71: 5646-5649, 2005.

SILVA, S. D. A. et al. Sistema de produção da cana-de-açúcar para o Rio Grande do Sul. 2016. Avaliable at: <https://www.embrapa.br/en/busca-de-publicacoes/-publicacao/1076589/ sistema-deproducao-de-cana-de-acucar-para-o-rio-grande-do-sul>. Acces on: Jul. 23, 2023.

SCHOEN-NETO. G. A. et al. Biological nematicides associated with biofertilizers in the management of Pratylenchus zeae in sugarcane. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, 14: 1-7, 2019.

SUBEDI, P. et al. Current utility of plant growth-promoting rhizobacteria as biological control agents towards plant-parasitic nematodes. Plants, 9: 1167, 2020.

SUGUMARAN, P.; JANARTHANAM, B. Solubilization of Potassium Containing Minerals by Bacteria and Their Effect on Plant Growth. World Journal of Agricultural Sciences, 3: 350-355, 2007.

WILLE, C. N.; GOMES, C. B.; MOTA, M. Seleção de bactérias para controle biológico de Meloidogyne incognita em figueira. Revista de la Facultad de Agronomía, 118: 51-60, 2019.