Fatores envolvidos na supressividade de Meloidogyne exigua em cafeeiro : nova técnica para análise de compostos voláteis tóxicos a fitonematoides

Abstract

A rizosfera cafeeira infestada por Meloidogyne exigua em diferentes climas, solos e altitudes por vários anos pode levar as populações do nematoide à supressividade por algum fator biológico. Assim sendo, este trabalho teve por objetivo aprofundar estudos sobre os efeitos tóxicos diretos de compostos orgânicos voláteis (COV) no solo aos juvenis de segundo estádio (J2) de M. exigua, bem como os COVs produzidos pelos componentes da microflora da rizosfera cafeeira. Procurou-se também definir o papel de Pasteuria penetrans e da microflora fúngica de ovos na supressão da população desse nematoide na rizosfera cafeeira. Para análise dos COVs de solo sobre J2, desenvolveu-se nova técnica. O solo infestado por M. exigua de cada uma das 17 fazendas estudadas foi colocado dentro do tubo SUPELCO ® e fechado. Após a formação dos gases, J2 de M. incognita foi injetado dentro do frasco num tubo eppendorf enterrado no solo até à metade. Após 24 horas, a mortalidade e imobilidade dos J2 foi avaliada. Fungos foram isolados de solo, ovos e massas de ovos de M. exigua e testados quanto à produção de COV tóxico a J2. Bactérias endofíticas foram testadas quanto à produção de COV tóxico a Paecilomyces lilacinus – agente de controle biológico de fitonematoides já comercializado. COVs tóxicos a J2 de M. exigua foram produzidos por solos em diferentes tempos de vedação de tubo SUPELCO ® com solo. Em quatro fazendas, encontrou-se Pasteuria penetrans parasitando J2 em diferentes níveis. A eclosão do J2 foi sempre baixa (menos de 30% dos ovos) na maioria das fazendas amostradas. Porém, a infestação fúngica dos ovos foi alta, variando de 46% a 83%. Vários gêneros e espécies fúngicas foram isoladas da rizosfera cafeeira, predominando o gênero Fusarium sp.. Altas atividades nematicidas foram demosntradas pelos COVs produzidos por F. oxysporum, Penicillium sp., Syncephalastrum sp. e pelo inóculo 12 (não identificado). Alta e muito alta atividade fungicida a P. lilacinus foi proporcionada pelo COV de dois isolados de Bacillus sphaericus e um de B. pumillus. A relação entre desenvolvimento do embrião e multiplicação celular gerou um índice de desenvolvimento embrionário que correlacionou positivamente (0,28; p ≤ 0,05) com número de J2 por 100cc de solo. Os COVs, P. penetrans e a atuação da microflora no ovo, que afeta a eclosão e o desenvolvimento embrionário podem constituir fatores de supressividade de populações de M. exigua no cafezal. Contudo, bactérias podem impedir o sucesso da introdução de P. lilacinus (formulação comercial) como agente de controle de M. exigua na rizosfera cafeeira.

The coffee rhizosphere infested by Meloidogyne exigua growing in different climates, soils and altitudes through several years may lead to M. exigua population suppressiveness by some biological factor. Therefore, the study aim was to investigate the volatile organic compounds (COVs) from soil directly toxic to second stage juveniles (J2) of M. exigua, as well as the VOCs produced by microflora components of coffee rhizosphere, besides the definition of Pasteuria penetrans and egg fungus microflora roles on the suppression of M. exigua population of coffee rhizosphere. In order to accomplish these objectives, a new and simple technique was developed to evaluate soil VOC toxicity to J2. Soil from each of the 17 infested farms by M. exigua was placed into SUPELCO ® flasks and then sealed. After the gas formation, M. incognita J2s were infected by a hypodermic injection device inside an eppendorf tube half buried in the soil. After 24 hours, the J2 mortality and immobility were evaluated. Fungi were isolated from soil, M. exigua eggs and egg masses and tested for the production of VOCs toxic to J2. Endophytic bacteria were tested for the production of VOCs toxics to Paecilomyces lilacinus – a biological control of plant-parasitic nematodescomericalised as Bioact®. VOCs toxic to M. exigua J2 were produced by soil at different time periods in SUPELCO ® flasks filled with farm soil. From the coffee farm sampled (17), four of them had Pasteuria penetrans parasitizing M. exigua J2 at different levels. The J2 hatching was consistently low (less than 30% of the eggs) in most of the 17 farms sampled. However, the fungus infestation on eggs was high, varying from 46% to 83%. Various fungus, genera and species were isolated from coffee rhizosphere predominating the Fusarium genus. High nematicidal activities were demonstrated by VOCs produced by Fusarium oxysporum, Penicillium sp., Syncephalastrum sp., and by isolate 12 (non-identified). High and very high fungicidal activities to P. lilacinus were demonstred by VOCs from 2 isolates of Bacillus sphaericus and B. pumillus. The relationship between embryo development and cellular multiplication generated an index called embryonic development which correlated positively (0,28; p ≤ 0,05) with the number of J2 per 100cc of soil. The VOCs, P. penetrans and the micro flora effect upon the egg affecting the hatching and embryonic development became suppressive factors against M. exigua population of coffee farms. And bacteria halt the introduction success of P. lilacinus (commercialized formulation) as control agent of M. exigua in infested coffee rhizosphere.