Tratamento de sementes com Bacillus subtilis BIOUFLA2 em genótipos de milho em relação à colonização de raízes e infecção por Fusarium verticillioides

Abstract

El maíz está expuesto a una extensa gama de patógenos que perjudican su calidad y productividad, entre los más importantes se destaca el hongo Fusarium verticillioides. Este patógeno causa la podredumbre del tallo, espiga y contaminación por micotoxinas, que representa un gran riesgo para la salud de los animales y humanos. Recientemente, una aplicación en tándem de fungicidas con la cepa de Bacillus subtilis BIOUFLA2 fue identificada como una estrategia promisora para controlar F. verticillioides y las enfermedades que causa. El control biológico puede ser una herramienta útil en el mejoramiento del cultivo, con el fin de mitigar los danos causados por los fitopatógenos, así como la promoción de crecimiento en las plantas. Para entender mejor los mecanismos de interacción y asociación del maíz comercial con los microorganismos de la rizósfera, se condujo un estudio de inducción de resistência sistémica para identificar el efecto contra Fusarium verticillioides y promoción de crecimiento por el uso de la bacteria Bacillus subtilis. El experimento fue establecido una vez en campo, en la Hacienda Experimental Muquem de la Universidad Federal de Lavras (UFLA), Brasil, y dos veces en invernadero, en el Departamento de Fitopatología de la UFLA, en períodos diferentes. Con eso, fue cuantificada la capacidad de formación de biofilm en la raíz, la longitud y peso de la parte vegetal y radicular, así como la inducción de resistencia y la productividad. Esas variables fueron testadas en cinco híbridos simples de maíz comercial (DKB390, 2B640, 2B688, BM855 e CD3770), siendo sometidos al factorial de tratamiento 2 x 2 (Bacillus subtilis presente o ausente, y Fusarium verticillioides presente o ausente). Los resultados indicaron que existe variabilidad entre la formación del biofilm, confirmando a interacción genotipo-dependiente entre los híbridos trabajados y Bacillus subtilis. Los genotipos DKB390, 2B640 e 2B688 presentaron mayor asociación con B. subtilis, sin embargo, la bacteria actuó como promotor de crecimiento únicamente en los híbridos DKB390 y BM855, aumentando la producción en 2B688. No se encontraron evidencias de efectos de biocontrol por parte de B. subtilis para el control de Fusarium verticillioides en campo. Por otro lado, se obtuvieron mejores resultados en el tratamiento con F. verticillioides, promoviendo el crecimiento en los híbridos DKB390, 2B6040, 2B688, BM855 e CD3770, en por lo menos una de las variables de crecimiento aéreo e radicular. Sin embargo, Fusarium no mostró resultados diferenciales en la variable de producción. Los efectos presenciados pueden estar relacionados a factores ambientales que condicionan el comportamiento del hongo que conjuntamente crea reacciones de crecimiento en la planta. Ya en cuanto a los resultados obtenidos por Bacillus pueden deberse a la interacción con otros microorganismos presentes en la rizósfera. Aun así, más investigaciones deben ser realizadas con la finalidad de profundizar en la comprensión de la naturaliza de los microorganismos e interacción con los materiales comerciales bajo diversos factores ambientales.

Corn is exposed to an extensive range of pathogens that impair its quality and productivity, among which the most important is the fungus Fusarium verticillioides. This pathogen causes stem rot, ear and contamination by mycotoxins, which represent a great risk to the health of the animals and humans that consume them. Biocontrol can be a useful tool in crop improvement, aiming to mitigate the damage caused by plant-pathogens, as well as promoting growth in plants. To better understand the mechanisms of interaction and association between commercial corn and rhizosphere microorganisms, a systemic induction study was conducted to identify the effect against Fusarium verticillioides and growth promotion by using the Bacillus subtilis. The experiment was established once in the field, at the Muquem Experimental Farm of the Federal University of Lavras (UFLA), Brazil, and twice in a greenhouse, in the Phytopathology Department of the Federal University of Lavras (UFLA), Brazil, at different periods. With this, the capacity of biofilm formation in the root, the length and weight of the vegetative and root part, as well as the biological control and productivity were quantified. These variables were tested in five simple hybrids of commercial corn (DKB390, 2B640, 2B688, BM855 and CD3770), being submitted to the treatment factorial 2 x 2 (Bacillus subtilis present or absent, and Fusarium verticillioides present or absent). The results indicated that there is variability between the formation of the biofilm, confirming the genotype-dependent interaction between the worked hybrids and Bacillus subtilis. The genotypes DKB390, 2B640 and 2B688 showed greater association with Bacillus subtilis, however the bacteria acted as a growth promoter only in the hybrids DKB390 and BM855, increasing production in 2B688. No evidence of antifungal effects by Bacillus subtilis was found for the control of Fusarium verticillioides in the field. On the other hand, better results were obtained in the treatment with Fusarium verticillioides, promoting growth in hybrids DKB390, 2B6040, 2B688, BM855 and CD3770, in at least one of the variables of aerial and root growth. However, Fusarium did not show differential results in the production variable. The effects seen may be related to environmental factors that condition the behavior of the fungus that together creates growth reactions in the plant. The results obtained by Bacillus, on the other hand, may be due to the interaction with other microorganisms present in the rhizosphere. Even so, more research must be done in order to deepen the understanding of the nature of microorganisms and interaction with commercial materials under different environmental factors.