Biochemical, Immunological and Physiological Studies on some Plant Pathogenic Fungi

Not availabl

Biological control of strawberry diseases by Aureobasidium pullulans and sugar beet extract under field conditions

Grey mould (caused by Botrytis cinerea) is the most important pathogen underlying high fungicide dependence in strawberry fields. Reliable biocontrol agents (BCAs) with improved efficiency are needed to replace fungicides. The yeast-like beneficial fungus Aureobasidium pullulans (AP-SLU6) has previously exhibited great potential to combat grey mould in greenhouse environments. Here we report results from a two-year full-factorial field trial in a conventional strawberry field, in which we tested two different concentrations of A. pullulans (10(7) CFU/ml and 10(6) CFU/ml) and sugar beet extract (SBE). The results showed that all the field treatments reduced grey mould severity postharvest and increased shelf life of the harvested fruit in both years. The best effect was achieved using the highest conidial concentration of A. pullulans, which also resulted in 53% higher fruit production compared to the control treatment at the end of the season, indicating a plant-growth promoting effect of the BCA. These results reveal that spray applications of these novel BCAs contribute to reliable biocontrol of grey mould, leading to improvement of the shelf life of strawberry sales boxes. These findings suggest that A. pullulans and SBE can contribute to a shift from chemical fungicides to sustainable methods without compromising cropping security

Control of early blight fungus (Alternaria alternata) in tomato by boric and phenylboronic acid

Finding a suitable alternative to the small pool of existing antifungal agents is a vital task in contemporary agriculture. Therefore, intensive research has been conducted globally to uncover environmentally friendly and efficient agents that can suppress pathogens resistant to the currently used antimycotics. Here, we tested the activity of boric acid (BA) and its derivative phenylboronic acid (PBA) in controlling the early blight symptoms in tomato plants infected with pathogenic fungus Alternaria alternata. By following the appearance and intensity of the lesions on leaves of the tested plants, as well as by measuring four selected physiological factors that reflect plant health, we have shown that both BA and PBA act prophylactically on fungal infection. They did it by reducing the amount and severity of early blight symptoms, as well as by preventing deterioration of the physiological traits, occurring upon fungal inoculation. Phenylboronic acid was more efficient in suppressing the impact of A. alternata infection. Therefore, we conclude that BA, and even more so PBA, may be used as agents for controlling early blight on tomato plants, as they are both quite effective and environmentally friendly

Palm leaf fungi in Portugal: ecological, morphological and phylogenetic approaches

Tese de mestrado, Microbiologia Aplicada, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2019As palmeiras são um grupo de plantas monocotiledóneas altamente diversificado pertencentes à família Arecaceae. Esta família é representada por cerca de 2600 espécies distribuídas por 181 géneros. As palmeiras são maioritariamente nativas de regiões tropicais e subtropicais, desempenhando um papel importante nos ecossistemas onde se inserem, pela sua elevada adaptabilidade e também pela utilidade dos seus produtos. Entre os membros da família Arecaceae encontram-se algumas das culturas de plantas mais cultivadas mundialmente devido à sua importância económica, tais como a tamareira (Phoenix dactylifera), o coqueiro (Cocos nucifera) e a palmeira-de-dendém (Elaeis guineensis). Devido à sua elevada capacidade de adaptação a uma ampla gama de condições climáticas, as palmeiras são muito apreciadas e utilizadas como plantas ornamentais, nomeadamente em climas mediterrâneos. Sendo das plantas mais características dos climas tropicais, as palmeiras conferem às paisagens mediterrâneas o aspecto exuberante e o fascínio dos trópicos, sendo utilizadas com muita frequência em alinhamentos de espaços públicos, em arranjos paisagísticos, na composição de jardins e, ainda, como plantas de interior. Esta utilização das palmeiras no paisagismo urbano, largamente associado ao desenvolvimento do turismo, fez crescer consideravelmente a utilização destas plantas em países no sul da Europa. A importação das palmeiras das suas regiões nativas, bem como o recente impacto do escaravelho das palmeiras, Rhynchophorus ferrugineus, na devastação das palmeiras das Canárias (Phoenix canariensis) tem suscitado preocupações relativas a eventuais ameaças fitossanitárias relacionadas com a introdução de agentes fitopatogénicos exóticos, nomeadamente de fungos. Um dos principais tipos de doenças causados por fungos em palmeiras corresponde às lesões foliares. Neste contexto, os fungos associados às lesões foliares de palmeiras constituem o âmbito da presente dissertação. Em décadas recentes, verificou-se uma grande expressão dos estudos de fungos associados a palmeiras em diferentes áreas da Micologia. Estes fungos começaram a ser considerados uma comunidade taxonomicamente diversa e importante, coloquialmente apelidada de “fungos de palmeiras”. Ainda que a maioria destes estudos tenha utilizado uma abordagem de taxonomia descritiva, a partir da qual inúmeras espécies e géneros foram formalmente identificados e descritos como novos para a ciência, apenas alguns destes estudos tiveram como objecto a exploração da biodiversidade e/ou ecologia dos fungos de palmeiras. Tendo em conta as características das palmeiras enquanto hospedeiros de excelência para a descoberta de novos fungos, o presente trabalho compreendeu dois objectivos distintos. O primeiro consistiu em avaliar a diversidade e a ecologia dos fungos que se encontram associados a lesões foliares de palmeiras ornamentais em Portugal. O segundo objectivo consistiu em contribuir para a descoberta de novos taxa para a ciência, uma vez que esta é actualmente uma das principais tarefas dos micólogos, i.e. o preenchimento da lacuna entre o número de espécies de fungos actualmente descritas e o número de espécies que as mais recentes estimativas preveem. Assim, esta dissertação encontra-se estruturada em duas partes: na Parte I foram aplicadas abordagens ecológicas para o estudo integrado da biodiversidade das comunidades de fungos associadas a lesões foliares de palmeiras e na Parte II foram aplicadas abordagens taxonómicas a determinados isolados, para estudar o seu posicionamento filogenético. O esforço de amostragem resultou num total de 78 lesões foliares a partir de palmeiras sintomáticas de Oeiras e Lisboa. As lesões foliares foram morfologicamente caracterizadas e serviram como base para o isolamento de fungos a elas associados, para o que foram utilizados vários métodos de isolamento para que as comunidades fúngicas recolhidas se encontrassem devidamente representadas. Em algumas lesões o isolamento compreendeu a observação e manipulação de estruturas fúngicas presentes no tecido hospedeiro. Adicionalmente, todas as lesões foram sujeitas a um método de isolamento directo, o qual compreendeu a esterilização superficial de porções das lesões, que foram, posteriormente, inoculadas em PDA. Para todos os isolados obtidos foram estabelecidas culturas puras provenientes de um único esporo. A colecção estabelecida compreendeu 457 fungos filamentosos. Estes foram caracterizados de acordo com as suas características micro- e macromorfológicas, as quais permitiram a sua identificação até ao género. Posteriormente, o DNA genómico foi extraído de culturas de todos esses isolados, utilizando uma versão modificada e optimizada do método do tiocianato de guanidina. Estes extractos foram, seguidamente, utilizados para a obtenção de perfis genómicos de MSP-PCR, os quais foram baseados nos primers csM13 e (GTG)5. Os perfis genómicos obtidos foram agrupados em dendrogramas consenso construídos com o software BioNumerics, usando o coeficiente de correlação de Pearson e o método de aglomeração UPGMA. A análise destes dendrogramas de perfis genómicos foi utilizada, posteriormente, para avaliar e caracterizar a diversidade genética das comunidades dos fungos isolados. Para além dos métodos clássicos e moleculares de discriminação e monitorização de taxa referidos, diferentes análises para a avaliação da diversidade de comunidades de fungos foram aplicadas, incluindo o cálculo de índices de diversidade, a avaliação da distribuição da abundância dos diferentes géneros e, ainda, a avaliação de curvas de acumulação. Concomitantemente com as análises de biodiversidade e as observações ecológicas, determinados isolados foram seleccionados para a sequenciação de marcadores moleculares actualmente aceites e validados, os quais foram posteriormente utilizados para o seu posicionamento filogenético entre taxa actualmente descritos. Para o efeito, foram efectuadas análises filogenéticas por máxima verossimilhança e por máxima parcimónia, com recurso aos softwares RAxML e PAUP, respectivamente. Um total de 57 géneros foi identificado na colecção de isolados estabelecida. A composição geral da comunidade fúngica associada às lesões foliares foi bem descrita por um modelo log-series, na medida em que apresentou um padrão bem definido de co-dominância de três géneros, nomeadamente Alternaria, Cladosporium e Phoma, e uma elevada profusão de géneros infrequentes e raros. A considerável diversidade de géneros identificados era expectável e está concomitante com estudos anteriores. Deste modo, verificou- -se que a comunidade de fungos associada a lesões foliares de palmeiras apresenta uma ampla distribuição taxonómica, na qual duas ordens do filo Ascomycota se encontraram particularmente bem representadas, Pleosporales e Capnodiales. Apenas um dos isolados obtidos, do género Graphiola, pertenceu ao filo Basidiomycota, sendo todos os restantes isolados pertencentes ao filo Ascomycota, o que também era expectável tendo em conta estudos anteriores. Na colecção estabelecida, a comunidade de coelomicetes apresentou uma maior diversidade quando comparada com a comunidade de hifomicetes, na medida em que incluiu a grande maioria dos géneros identificados como infrequentes e raros. Diferenças semelhantes entre coelomicetes e hifomicetes foram anteriormente reportadas em fungos isolados de palmeiras em climas temperados. Assim, o presente estudo sugere que a diversidade dos fungos de palmeiras em climas temperados parece estar particularmente concentrada na comunidade de coelomicetes. As abordagens ecológicas mostraram que as comunidades de fungos isolados estão sujeitas a processos dinâmicos associados quer à espécie do hospedeiro, quer ao contexto geográfico no qual as mesmas foram encontradas. Deste modo, enquanto as palmeiras tipicamente tropicais surgiram, na sua generalidade, empobrecidas em fungos, nas palmeiras tipicamente temperadas as comunidades de fungos foram mais diversas e abundantes, particularmente ao nível dos coelomicetes. Por sua vez, freguesias nas quais é expectável uma maior humidade relativa, atendendo ao contexto geográfico, apresentaram, também, comunidades de fungos mais diversas e abundantes. A aplicação integrada dos índices de diversidade, juntamente com a avaliação da distribuição da abundância dos diferentes géneros, previu que pouco mais de 50% da riqueza de géneros foi identificada no presente estudo. Assim, embora tenha sido registada uma enorme diversidade de géneros de fungos filamentosos, que permitiu em última análise estabelecer tendências ecológicas primárias, o presente estudo está longe de ter registado a potencial diversidade que se encontra associada a lesões foliares de palmeiras em Portugal. Apenas uma abordagem integrada com dados morfológicos e moleculares associada a uma maior amostragem, bem como à execução de réplicas no isolamento, poderá (a) revelar a potencial diversidade destas comunidades de fungos e (b) estabelecer de forma clara as observações e os padrões ecológicos aqui apontados. As análises filogenéticas revelaram um novo género, Arecamyces gen. nov., e quatro novas espécies, Diaporthe chamaeropsicola, Morinia trachycarpae, Morinia phoenicicola e Arecamyces humilianae spp. nov., para a ciência, os quais foram formalmente descritos e ilustrados. O presente estudo, embora baseado numa amostragem relativamente pequena, mostrou que as palmeiras continuam a ser um hospedeiro de excelência para a pesquisa de novos taxa, bem como um modelo para estudos de biodiversidade e abordagens ecológicas que possam revelar as dinâmicas das comunidades de fungos. Considerando que apenas 3% dos isolados obtidos foram totalmente caracterizados, espera-se que outros novos taxa sejam descritos em estudos futuros. Por fim, este estudo de fungos associados a lesões foliares de palmeiras ornamentais em Portugal é pioneiro e representa uma inovação na investigação do conhecimento fundamental.Palm trees (Arecaceae) are a diverse group of monocotyledons distributed across the tropics. Some members of this family are economically important crops and others are highly prized as ornamentals, particularly in Mediterranean climates. Anything that diminishes palm attractiveness, such as foliar lesions, will have a negative impact in their aesthetic value. In the last 30 years there has been a profusion of studies on palm fungi, a taxonomically diverse and important community. Although most of these studies used a descriptive taxonomy approach, from which many species and genera were formally identified and described as new to science, only some of these studies were focused on biodiversity and/or ecology. Considering that palm trees are a plant model for studying fungal diversity, and that fungi are one of the main causes of palm foliar lesions, a preliminary assessment of the fungal assemblage on palms was carried out. For this a total of 78 foliar lesions on palm leaves were studied. Following an isolation flow-chart, a collection of 457 isolates was established. All isolates were characterized according to their macro- and micro-morphology and assigned to genera. Their genetic diversity was assessed by PCR fingerprinting using csM13 and (GTG)5. Diversity indices were computed, and assessments of genera-abundance distribution and genera accumulation curves were also performed. Selected isolates were identified by sequencing of accepted DNA barcodes. A total of 57 genera were found. The general composition of the fungal community was well described by a log-series model, showing a pattern of dominance of very few genera, and a high profusion of infrequent and rare genera. From the ecological approaches it was found that the fungal communities are subjected to dynamic processes associated with both the host species and the geographical context. Phylogenetic analyses revealed one new genus and four new species, which are here formally described. This study is pioneer in Portugal, representing a significant advance in the fundamental knowledge on palm fungi

Plant Growth-Promoting Activity of Pseudomonas aeruginosa FG106 and Its Ability to Act as a Biocontrol Agent against Potato, Tomato and Taro Pathogens

Simple Summary Microbial bio-stimulants are attracting increasing attention in agricultural research. In particular, plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) have great potential to improve crops' productivity and tolerance of biotic and abiotic stresses. It is anticipated that PGPR could eventually replace synthetic fungicides in agriculture. This research evaluated Pseudomonas aeruginosa strain FG106-which was isolated from tomato plants- as a potential biocontrol agent against several plant pathogens. This strain displayed multiple plant growth-promoting attributes and high in vitro and in vivo inhibition of growth and pathogenicity of tested phytopathogens. It is thus a multifunctional PGPR with potential applications as a biocontrol agent to control fungal and bacterial pathogens. P. aeruginosa strain FG106 was isolated from the rhizosphere of tomato plants and identified through morphological analysis, 16S rRNA gene sequencing, and whole-genome sequencing. In vitro and in vivo experiments demonstrated that this strain could control several pathogens on tomato, potato, taro, and strawberry. Volatile and non-volatile metabolites produced by the strain are known to adversely affect the tested pathogens. FG106 showed clear antagonism against Alternaria alternata, Botrytis cinerea, Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, Phytophthora colocasiae, P. infestans, Rhizoctonia solani, and Xanthomonas euvesicatoria pv. perforans. FG106 produced proteases and lipases while also inducing high phosphate solubilization, producing siderophores, ammonia, indole acetic acid (IAA), and hydrogen cyanide (HCN) and forming biofilms that promote plant growth and facilitate biocontrol. Genome mining approaches showed that this strain harbors genes related to biocontrol and growth promotion. These results suggest that this bacterial strain provides good protection against pathogens of several agriculturally important plants via direct and indirect modes of action and could thus be a valuable bio-control agent

Biology, epidemiology and control of Fusicladium eriobotryae, causal agent of loquat scab

El moteado del níspero, causado por el hongo Fusicladium eriobotryae es la principal enfermedad que afecta al cultivo del níspero, produciendo pérdidas importantes en la cosecha en los años con condiciones climáticas adecuadas. Sin embargo, no existen estudios sobre la epidemiología y el control de esta enfermedad, por lo que éstos constituyen el principal objetivo de la presente Tesis. Para ello, se va ha caracterizar in vitro y en campo la influencia de las principales variables climáticas en el desarrollo de F. eriobotryae, desarrollándose ecuaciones matemáticas que modelicen esta relación. Por otro lado, se va a llevar a cabo un modelo epidemiológico para el moteado del níspero capaz de predecir, en función de las principales variables climáticas el riesgo de infección. Además, se realizará un estudio del control de la enfermedad que comprenderá, por un lado, la evaluación in vitro y en planta de la efectividad de las principales materias activas utilizadas para el control del moteado del níspero, y por otro la evaluación del grado de resistencia de una colección de aislados de F. eriobotryae a DMI y Metil-Tiofanato y la caracterización molecular de la misma.González Domínguez, E. (2014). Biology, epidemiology and control of Fusicladium eriobotryae, causal agent of loquat scab [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/38715TESI

Applications and Advances in Electronic-Nose Technologies

Electronic-nose devices have received considerable attention in the field of sensor technology during the past twenty years, largely due to the discovery of numerous applications derived from research in diverse fields of applied sciences. Recent applications of electronic nose technologies have come through advances in sensor design, material improvements, software innovations and progress in microcircuitry design and systems integration. The invention of many new e-nose sensor types and arrays, based on different detection principles and mechanisms, is closely correlated with the expansion of new applications. Electronic noses have provided a plethora of benefits to a variety of commercial industries, including the agricultural, biomedical, cosmetics, environmental, food, manufacturing, military, pharmaceutical, regulatory, and various scientific research fields. Advances have improved product attributes, uniformity, and consistency as a result of increases in quality control capabilities afforded by electronic-nose monitoring of all phases of industrial manufacturing processes. This paper is a review of the major electronic-nose technologies, developed since this specialized field was born and became prominent in the mid 1980s, and a summarization of some of the more important and useful applications that have been of greatest benefit to man

Mycoviruses

A virus (from the Latin word ‘v?rus’ meaning ‘venom’ or ‘poison’) is a microorganism invisible to the naked eye. Viruses can multiply exclusively by entering a cell and using the cell’s resources to create copies of themselves. As the origin of their name suggests, viruses are generally considered dangerous, harmful and often deadly. Some of the most well-studied and widely known viruses, such as HIV and influenza, infect humans. However, viruses can also infect animals, plants and microorganisms, including fungi. Many fungi are medically, ecologically and economically significant, for example, causing diseases to humans, plants and insects or being used in industry to produce bread, cheese, beer and wine. Viruses that infect fungi are called mycoviruses (from the Greek work ‘myco’, meaning ‘fungus’). Mycoviruses do not cause harm to or kill the infected fungus; in contrast, they are ‘friendly’ viruses and we can utilize them to control the growth, pathogenicity and toxin production of fungi. This book describes a range of different mycoviruses and their geographical distribution, transmission and evolution, together with their effects on the fungal hosts and how these are brought about