Rhizobacteria induces resistance against Fusarium wilt of tomato by increasing the activity of defense enzymes

Abstract

Fusarium wilt, caused by Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici (Fol), is one of the most important diseases that affect tomato yield worldwide. This study investigated the potential of three antagonists, Streptomyces setonii (UFV 618), Bacillus cereus (UFV 592) and Serratia marcescens (UFV 252), and as positive control the hormone jasmonic acid (JA), to reduce Fusarium wilt symptoms and to potentiate the defense enzymes in the stem tissues of tomato plants infected by Fol. The seeds were microbiolized with each antagonist, and the soil was also drenched with them. The plants were sprayed with JA 48 h before Fol inoculation. The area under the Fusarium wilt index progress curve was reduced by 54, 48, 47 and 45% for the UFV 618, JA, UFV 592 and UFV 252 treatments, respectively. The three antagonists, and even the JA spray, efficiently reduced the Fusarium wilt symptoms on the tomato plant stems, which can be explained by the lower malondialdehyde concentration (an indication of oxidative damage to lipids in the plasma membranes) and the greater activities of peroxidases, polyphenoloxidases, glucanases, chitinases, phenylalanine ammonia-lyases and lipoxygenases, which are commonly involved in host resistance against fungal diseases. These results present a novel alternative that can be used in the integrated management of Fusarium wilt on tomatoes.

A murcha-de-fusário, causada por Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici (Fol), é uma das mais importantes doenças que afetam a produção de tomate no mundo. Este estudo investigou o potencial de três antagonistas, Streptomyces setonii (UFV 618), Bacillus cereus (UFV 592) e Serratia marcescens (UFV 252), e como controle positivo foi utilizado o hormônio ácido jasmônico (AJ), na redução dos sintomas da murcha-de-fusário e potencialização das enzimas de defesa nos tecidos do caule de plantas de tomateiro infectadas por Fol. Sementes foram microbiolizadas com cada antagonista e o solo também foi encharcado com eles. As plantas foram pulverizadas com AJ 48 horas antes da inoculação Fol. A área abaixo da curva do progresso do índice da murcha-de-fusário (AACPIMF) foi reduzida em 54%, 48%, 47% e 45% para os tratamentos UFV 618, AJ, UFV 592 e UFV 252, respectivamente. Os três antagonistas, e até mesmo a pulverização AJ, foram eficientes na redução dos sintomas da murcha-de-fusário em caules de tomateiro, o que pode ser explicado pela menor concentração de aldeído malônico (uma indicação de danos oxidativos em lípideos nas membranas plasmáticas) e maior atividade de peroxidases, polifenoloxidases, glucanases, quitinases, fenilalanina amônia liases e lipoxigenases, comumente envolvidas na resistência do hospedeiro a doenças fúngicas. Esses resultados apresentam uma nova alternativa que pode ser usada no manejo integrado da murcha-de-fusário em tomateiro.