Microbial-based products and papaya-derived compounds against root-knot nematodes

dc.contributor.advisorCampos, Vicente Paulo
dc.contributor.co-advisorTerra, Willian César
dc.contributor.co-advisorSoares, Filippe Elias de Freitas
dc.contributor.refereeSilva, Julio Carlos Pereira
dc.contributor.refereeBarros, Aline Ferreira
dc.contributor.refereeTerra, Willian César
dc.contributor.refereeSalgado, Sônia Maria de Lima
dc.creatorPaula, Letícia Lopes de
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7078567507264507
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-9735-0036
dc.date.accessioned2025-08-21T15:38:26Z
dc.date.issued2024-08-01
dc.description.abstractPlant-parasitic nematodes are one of the limiting factors in agricultural productivity. Their management can be achieved using chemical formulations, biological agents, and plant extracts. The objectives of this study were: i) to investigate the efficacy of the combination of two commercial bionematicides, Purpureocilliumlilacinum strain PL251 (PL) and Bacillus amyloliquefaciens strain D747 (Ba), against Meloidogyne enterolobii, in vivo in cucumber plants and in vitro in different life stages of the nematode and ii) to evaluate the nematicidal potential of papaya latex and papain in controlling Meloidogyne javanica at different nematode life stages and to verify the induction of resistance by both compounds in tomato roots. The combined application of P. lilacinum strain PL251 (PL) and B. amyloliquefaciens strain D747 (Ba) on cucumber roots significantly reduced (p<0.05) the number of eggs per gram of roots by 84% and the gall index compared to the negative control, while each microorganism alone did not show a significant effect. In vitro assays demonstrated that the combined cell-free culture supernatants of PL and Ba increased the toxicity of the second-stage juveniles (J2) of M. enterolobii and inhibited egg hatching. Additionally, root exudates from cucumber plants inoculated with both microorganisms were repellent to J2s, unlike the exudates from non-inoculated roots. Volatile organic compounds (VOCs) from Ba were notably toxic to J2s, however, volatiles from both combined microorganisms demonstrated greater toxicity (P<0.05). Assays using papaya latex and papain showed 100% nematode mortality at a 1% concentration and reduced J2 hatching by an average of 45% in the first experiment, with reductions of 39% and 61.9% at concentrations of 1.5% and 3%, respectively, in the second experiment. Nematode infectivity and reproduction were significantly reduced in both experiments. Treatment with 3.5% papain resulted in a 72% reduction in J2 mortality and significantly reduced juvenile hatching and nematode reproduction. Both papaya latex and papain were effective in activating the tomato's defense system. In summary, both tested controls were effective in the sustainable management of plant-parasitic nematodes, contributing to safer agricultural practices.
dc.description.areastematicasdaextensaoMeio ambiente
dc.description.areastematicasdaextensaoTecnologia e produção
dc.description.odsODS 12: Consumo e produção responsáveis
dc.description.odsODS 15: Vida terrestre
dc.description.resumoOs fitonematoides são um dos fatores limitantes a produtividade agrícola. O seu manejo pode ser realizado utilizando formulados químicos, agentes biológicos e extratos vegetais. Os objetivos deste trabalho foram: i) investigar a eficácia da combinação de dois bionematicidas comerciais, Purpureocilliumlilacinum cepa PL251 (PL) e Bacillus amyloliquefaciens cepa D747 (Ba), contra Meloidogyneenterolobii, in vivo em plantas de pepinoe in vitro em diferentes fases de vida do nematoidee ii) avaliar o potencial nematicida do látex do mamão e papaína no controle de Meloidogynejavanicaem diferentes fases de vida do nematoides e verificar a indução de resistência de ambos compostos em raízes de tomate. A aplicação combinada P.lilacinum cepa PL251 (PL) e B.amyloliquefaciens cepa D747 (Ba) em raízes de pepino, reduziu significativamente (p<0,05) o número de ovos por grama de raízes em 84% e o índice de galhas em comparação ao controle negativo, enquanto cada microrganismo isolado não mostrou efeito significativo. Ensaios in vitro demonstraram que os sobrenadantes de culturas livres de células combinadas de PL e Ba aumentaram a toxicidade dos juvenis de segundo estágio (J2) de M. enterolobii e inibiram a eclosão dos ovos. Além disso, os exsudatos das raízes de pepino inoculadas com ambos os microrganismos foram repelentes aos J2s, ao contrário dos exsudatos das raízes não inoculadas. Compostos orgânicos voláteis (VOCs) de Ba foram notavelmente tóxicos para J2s, no entanto, os voláteis de ambos os microrganismos combinados demonstraram uma maior toxicidade (P<0,05). Os ensaios utilizando látex de mamão e papaína demonstraram 100% de mortalidade de nematoides em concentração de 1% e reduziu a eclosão de J2s em uma média de 45% no primeiro experimento, com reduções de 39% e 61,9% em concentrações de 1,5% e 3%, respectivamente, no segundo experimento. A infectividade e a reprodução dos nematoides foram significativamente reduzidas em ambos os experimentos. O tratamento com papaína na concentração de 3,5% resultou em uma redução de 72% na mortalidade de J2s e reduziu significativamente a eclosão de juvenis e a reprodução dos nematoides. Tanto o látex de mamão quanto a papaína foram eficazes na ativação do sistema de defesa do tomate. Em resumo, ambos controles testados foram eficazes no controle no manejo sustentável dos fitonematoides, contribuindo para práticas agrícolas mais seguras.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.tipodeimpactoTecnológico
dc.description.tipodeimpactoEconômicos
dc.identifier.citationPAULA, Letícia Lopes de. Microbial-based products and papaya-derived compounds against root-knot nematodes. 2024. 91 f. Tese (Doutorado em Agronomia/Fitopatologia) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2024.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufla.br/handle/1/60217
dc.language.isoen_US
dc.publisherUniversidade Federal de Lavras
dc.publisher.collegeEscola de Ciências Agrárias de Lavras (ESAL)
dc.publisher.countrybrasil
dc.publisher.departmentDepartamento de Fitopatologia
dc.publisher.initialsUFLA
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Agronomia/Fitopatologia
dc.rightsAttribution 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
dc.subjectFitonematoides
dc.subjectControle biológico
dc.subjectPapaína
dc.subjectLátex vegetal
dc.subjectNematoide-das-galhas (Meloidogyne spp.)
dc.subjectPlant-parasitic nematodes
dc.subjectBiological control
dc.subjectPapain
dc.subjectPlant latex
dc.subjectRoot-knot nematode (Meloidogyne spp.)
dc.subject.cnpqCiências Agrárias
dc.titleMicrobial-based products and papaya-derived compounds against root-knot nematodes
dc.title.alternativeProdutos microbianos e compostos derivados do mamão no controle de nematoides das galhas
dc.typetese

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