Trichoderma spp.: filogenia, detecção de dsRNA, controle biológico e promoção de crescimento de Phaseolus vulgaris

Abstract

A microbiota do solo tem uma diversidade biológica única. Esses microrganismos têm enormes aplicações biotecnológicas, o que levou a um aumento no número de estudos que exploram esse potencial em benefício da indústria e da agricultura. No Brasil, o feijão comum (Phaseolus vulgaris) é uma das culturas mais importantes, que é afetada por vários patógenos que causam perdas econômicas significativas. Fungos do solo do gênero Trichoderma são reconhecidos como agentes de controle biológico eficientes e representam uma alternativa promissora para o controle de patógenos do feijão comum, como Colletotrichum lindemuthianum (responsável pela doença antracnose), Sclerotinia sclerotiorum (responsável pela doença do mofo branco) e Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli (responsável pela murcha de Fusarium). Como todos os organismos vivos do planeta, os fungos são suscetíveis a infecções virais. No entanto, essa interação permanece pouco documentada para Trichoderma spp. Portanto, o objetivo dessa pesquisa foi detectar a presença de micovírus (vírus que infectam fungos) em Trichoderma spp. isolados de solos de plantações de feijoeiro comum e determinar se estas linhagens de Trichoderma spp. são capazes de controlar fitopatógenos e promover o crescimento vegetal. Os micovírus foram detectados por meio da análise da presença de dsRNA. Os isolados de Trichoderma spp. foram identificados com base na análise filogenética das sequências nucleotídicas dos marcadores moleculares actina (act), fator de elongação da tradução 1-α (tef1- α) e espaçadores internos transcritos do rDNA (ITS1 e ITS2). Os isolados foram testados em ensaios de antagonismo in vitro aos fungos fitopatogênicos C. lindemuthianum, S. sclerotiorum e F. oxysporum f. sp. phaseoli e em ensaios de promoção do crescimento vegetal. Seis isolados de Trichoderma spp. portadores de micovírus foram identificados em 59 isolados obtidos de amostras de solo de diferentes plantações de feijão comum. Os resultados revelaram três perfis diferentes de dsRNA em três espécies diferentes de Trichoderma, agrupadas nos clados Brevicompactum, Harzianum e Viride. Aqui, é relatado pela primeira vez em solo agrícola de Minas Gerais a espécie T. arundinaceum, que juntamente com T. koningiopsis, mostrou atividade antagonista eficaz contra os fitopatógenos do feijão comum. Além disso, T. koningiopsis foi capaz de aumentar a massa seca de P. vulgaris em casa de vegetação. De modo geral, foram encontradas evidências de micovírus em Trichoderma spp., onde foi observado que 10,16% dos isolados apresentaram dsRNA. A influência desses micovírus nas atividades de micoparasitismo e de promoção de crescimento vegetal será determinada futuramente. Palavras-chave: Trichoderma. DsRNA. Controle biológico. Promoção de crescimento. Filogenia. Feijão comum.

Soil microbiota has a unique biological diversity. These microorganisms have enormous biotechnological applications, which has led to an increase in the number of studies exploring this potential for the benefit of industry and agriculture. In Brazil, common bean (Phaseolus vulgaris) is one of the most important crops, which is affected by several pathogens that cause significant economic losses. Soil fungi of the genus Trichoderma are recognized as efficient biological control agents and represent a promising alternative for the control of common bean pathogens, such as Colletotrichum lindemuthianum (responsible for anthracnose disease), Sclerotinia sclerotiorum (responsible for white mold disease) and Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli (responsible for Fusarium wilt disease). Such all living organisms on the planet, fungi are susceptible to viral infections. However, this interaction remains poorly documented for Trichoderma spp. Therefore, the aim of this research was to detect the presence of mycovirus (viruses that infect fungi) in Trichoderma spp. isolated from soils from common bean crop fields and determine whether these Trichoderma spp. strains are able to control phytopathogens and promote plant growth. Mycoviruses were detected by analyzing the presence of dsRNA. Trichoderma spp. isolates were identified based on the phylogenetic analysis of nucleotide sequences of the molecular markers actin (act), translation elongation factor 1-α (tef1-α), and the internal transcribed spacers of rDNA (ITS1 and ITS2). The isolates were tested to in vitro antagonism assays to phytopathogenic fungi C. lindemuthianum, S. sclerotiorum, and F. oxysporum f. sp. phaseoli and for plant growth promotion assays. Six isolates of Trichoderma spp. harboring mycoviruses were screened from 59 isolates obtained from soil samples from different common bean crops. The results revealed three different dsRNA profiles in three different species of Trichoderma, which were grouped in the Brevicompactum, Harzianum, and Viride clades. Here, it is reported for the first time in agricultural soil from Minas Gerais the species T. arundinaceum, which together with T. koningiopsis showed efficiently antagonistic activity against the common bean phytopathogens. Furthermore, T. koningiopsis was able to increase the dry mass of P. vulgaris in the greenhouse. Altogether, evidence of mycovirus was found in Trichoderma spp., where it was observed that 10.16% of the isolates harbored dsRNA. The influence of these mycoviruses on mycoparasitism and plant growth promotion activities will be determined in the future. Keywords: Trichoderma. DsRNA. Biological control. Growth promotion. Phylogeny. Common beans.