Effect of arbuscular mycorrhizal fungi on the root-knot nematode parasitism in micropropagated banana plantlets

A bananeira é uma das fruteiras de maior importância econômica e a sua micropropagação vem sendo estimulada para garantir produção de mudas de qualidade. Entretanto, elas são susceptíveis a muitas doenças e pragas, incluindo os nematóides. Os fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) são simbiontes obrigatórios que se associam às raízes de plantas favorecendo o crescimento e o desenvolvimento de plantas, podendo também, protegê-las contra ataques de patógenos do solo. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da inoculação de Glomus clarum sobre o parasitismo do nematóide das galhas em plantas de bananeiras micropropagadas. Inicialmente, obtiveram-se culturas monoxênicas de Meloidogyne incognita em raízes de cenoura transformada (RT), onde pôde ser observada a reprodução do mesmo. Posteriormente, estabeleceu-se a cultura dixênica de Glomus clarum e M. incognita em RT e foi observada uma redução no número de galhas de M. incognita quando raízes estavam associadas a G. clarum. As atividades de peroxidase (PO) e fenilalanina amônia liase (PAL), avaliadas aos 0, 1, 4 e 7 dias após a inoculação do nematóide foram aumentadas na presença do FMA e do nematóide. Em uma segunda etapa, estabeleceu-se o sistema tripartite de micorrização in vitro, em duas cultivares de bananeira micropropagadas (Prataanã e FHIA 01). Plantas foram enraizadas em meio de cultura, in vitro, e transferidas para recipientes contendo substrato (solo:vermiculita, 2:1) esterilizado e, no momento da transferência, foram inoculadas com o FMA produzido in vitro. Este sistema tripartite foi acondicionado em embalagens de polipropileno com filtro bacteriólogico, e incubados em sala de crescimento. Ao final de 50 dias todas as plantas sobreviveram e apresentaram cerca de 30 % de colonização micorrízica. A associação com FMA proporcionou maior crescimento e desenvolvimento das plantas. Na terceira e última etapa, avaliou-se o efeito protetor do fungo sobre o M. incognita em plantas de bananeira micropropagadas. Plantas de bananeiras foram enraizadas em meio de cultura, in vitro, aclimatizadas e transferidas para casa de vegetação. Utilizando-se o sistema de compartimentalização de raízes, fungos e/ou nematóides foram inoculados no mesmo ou em compartimentos diferentes. O número de galhas e de ovos de nematóides foi reduzido somente quando o FMA foi inoculado no mesmo compartimento. As atividades de PO e PAL aumentaram na presença do fungo e do nematóide. Conclui- se que os FMAs beneficiam o crescimento e o desenvolvimento das bananeiras micropropagadas, e que o FMA tem efeito localizado sobre o nematóide e compensam os danos causados por esse patógeno.Banana is one of the most economically important fruits crops and its micropropagation has been stimulated by improving seedlings quality. However, they are sensitive to many pests and pathogens, including nematodes. The arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are symbionts associated to the roots, favoring the growth and the development of plants, also being able to protect the plants against pathogens. This work aimed to evaluate the effect of the inoculation of Glomus clarum on the parasitism of the nematode on micropropagated banana plantlets. Initially, monoaxenic culture of Meloidogyne incognita was obtained in transformed carrot roots (TR), where the reproduction of the pathogens could be observed. Subsequently, the dixenic culture of Glomus clarum and M. incognita was established in RT and reduction in the number of nematodes root galls when roots were colonized by G. clarum was observed. The activities of peroxidase (PO) and phenylalanine-ammonia liase (PAL), evaluated at 0, 1, 4 and 7 days after nematodes inoculation increased in the presence of both FMA and nematode. In a second stage, the tripartite system of in vitro mycorrhization was established, using two varieties of micropropagated banana (Prata-Anã and FHIA 01). In vitro rooted banana plantlets were transferred to containers with autoclaved substrate (soil:vermiculite, 2:1) and, at the moment of the transfer, inoculated with G. clarum. This tripartite system was conditioned in polypropylene bags withbacteriologic filter, and incubated in growth chamber. After 50 days, all the plants survived and the colonization was around 30 %. The association with FMA provided greater growth and development of the plants. In third and last stage, the protective effect of AMF on M. incognita on the micropropagated banana plantlets was investigated. Banana s plantlets derived from the rooting media, were acclimatized and transferred to greenhouse. Split-roots system was used in which, AMF and nematode eggs were inoculated in the same or different compartments. The total number of root- knot and nematode eggs was reduced only when the AMF was inoculated in the same compartment. The activities of PO and PAL increased in the presence of the fungus and the nematode. It was concluded that AMF benefit the growth and the development of the micropropagated banana plantlets and FMA present localized effect on nematode compensating the damage caused by these pathogens.Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerai

Micorriza arbuscular e a tolerância das plantas ao estresse Arbuscular mycorrhiza and plant tolerance to stress

Fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) são fungos de solo, biotróficos obrigatórios e formadores da simbiose mutualista mais comum na natureza: a micorriza arbuscular (MA). Essa associação ocorre nas raízes da maioria das plantas terrestres, promovendo melhorias no crescimento, desenvolvimento e aumento na tolerância e, ou, resistência das plantas a vários agentes ambientais adversos. Além disso, os FMAs podem ser utilizados como potenciais agentes de controle biológico de doenças de plantas. Esses fungos produzem ainda glomalina, uma proteína que desempenha papel fundamental na estabilidade do solo e bioestabilização de solos contaminados. As diferentes respostas das plantas a essa simbiose podem ser atribuídas à diversidade funcional das MAs, em função da interação FMA-planta-condições ambientais. O estabelecimento e funcionamento da MA durante as condições de estresse envolvem um complexo processo de reconhecimento e desenvolvimento, concomitantemente às alterações bioquímicas, fisiológicas e moleculares em ambos os simbiontes. Além disso, a colonização micorrízica das raízes tem impacto significativo na expressão de genes de diversas plantas que codificam proteínas presumivelmente envolvidas na tolerância ao estresse. Nesse contexto, considerando que os FMAs são essenciais no estabelecimento e adaptação das plantas em locais perturbados, nesta revisão são abordados os mecanismos fisiológicos e moleculares da associação MA responsáveis por essa adaptação e pela maior tolerância das plantas ao estresse.Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are soil fungi, obligate biotrophic fungi and form the most common mutualistic symbiosis in nature: the arbuscular mycorrhiza (AM). This association occurs on the roots of most plants, promoting improvements in plant growth and development and increasing tolerance and/or plant resistance to several adverse environmental agents. In addition, AMF can be a potential biological control agent of plant diseases. These fungi produce glomalin, a protein that plays a key role in soil stability and in the biostabilization of contaminated soils. The different responses of plants to this symbiosis can be assigned to the functional diversity of AM, depending of the interaction between AMF, plants and environmental conditions. The establishment and functioning of AMs under stress conditions involves a complex process of recognition and development, accompanied by physiological, biochemical and molecular changes in both symbionts. In addition, the mycorrhizal colonization of roots has a significant impact on the gene expression of several plants that encode proteins presumably involved in stress tolerance. In this context, since the AMF are essential for the establishment and adaptation of plants on disturbed sites, this review covers the molecular and physiological mechanisms of the AM association, responsible for this adaptation and greater stress tolerance of plants

Micorriza arbuscular e a tolerância das plantas ao estresse

Fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) são fungos de solo, biotróficos obrigatórios e formadores da simbiose mutualista mais comum na natureza: a micorriza arbuscular (MA). Essa associação ocorre nas raízes da maioria das plantas terrestres, promovendo melhorias no crescimento, desenvolvimento e aumento na tolerância e, ou, resistência das plantas a vários agentes ambientais adversos. Além disso, os FMAs podem ser utilizados como potenciais agentes de controle biológico de doenças de plantas. Esses fungos produzem ainda glomalina, uma proteína que desempenha papel fundamental na estabilidade do solo e bioestabilização de solos contaminados. As diferentes respostas das plantas a essa simbiose podem ser atribuídas à diversidade funcional das MAs, em função da interação FMA-planta-condições ambientais. O estabelecimento e funcionamento da MA durante as condições de estresse envolvem um complexo processo de reconhecimento e desenvolvimento, concomitantemente às alterações bioquímicas, fisiológicas e moleculares em ambos os simbiontes. Além disso, a colonização micorrízica das raízes tem impacto significativo na expressão de genes de diversas plantas que codificam proteínas presumivelmente envolvidas na tolerância ao estresse. Nesse contexto, considerando que os FMAs são essenciais no estabelecimento e adaptação das plantas em locais perturbados, nesta revisão são abordados os mecanismos fisiológicos e moleculares da associação MA responsáveis por essa adaptação e pela maior tolerância das plantas ao estresse

Micorriza arbuscular e a tolerância das plantas ao estresse

Fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) são fungos de solo, biotróficos obrigatórios e formadores da simbiose mutualista mais comum na natureza: a micorriza arbuscular (MA). Essa associação ocorre nas raízes da maioria das plantas terrestres, promovendo melhorias no crescimento, desenvolvimento e aumento na tolerância e, ou, resistência das plantas a vários agentes ambientais adversos. Além disso, os FMAs podem ser utilizados como potenciais agentes de controle biológico de doenças de plantas. Esses fungos produzem ainda glomalina, uma proteína que desempenha papel fundamental na estabilidade do solo e bioestabilização de solos contaminados. As diferentes respostas das plantas a essa simbiose podem ser atribuídas à diversidade funcional das MAs, em função da interação FMA-planta-condições ambientais. O estabelecimento e funcionamento da MA durante as condições de estresse envolvem um complexo processo de reconhecimento e desenvolvimento, concomitantemente às alterações bioquímicas, fisiológicas e moleculares em ambos os simbiontes. Além disso, a colonização micorrízica das raízes tem impacto significativo na expressão de genes de diversas plantas que codificam proteínas presumivelmente envolvidas na tolerância ao estresse. Nesse contexto, considerando que os FMAs são essenciais no estabelecimento e adaptação das plantas em locais perturbados, nesta revisão são abordados os mecanismos fisiológicos e moleculares da associação MA responsáveis por essa adaptação e pela maior tolerância das plantas ao estresse

In vitro culture of Gigaspora decipiens and Glomus clarum in transformed roots of carrot: the influence of temperature and pH

Monoxenic cultures of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) in transformed roots have been used to better understand the symbiosis with these fungi, but few species have been successfully established in vitro. The object was to establish monoxenic cultures of Gigaspora decipiens and Glomus clarum and to verify the effects of temperature and pH on spore formation. Cultures were established from superficially disinfested spores that were germinated on an agar and water. After germination, the spores were transferred to Petri dishes containing transformed carrot roots. After 4-6 days formed newly formed spores and structures typical. The effects of temperature (22, 25, 28 or 32ºC) and pH (4.0, 4.5, 5.5 or 6.5) on the production of spores were assessed over three months, resulting in sigmoidal growth curves. The spore increased from 22ºC, reaching higher values 28oC and 32oC there was a reduction in the production. The highest spore production of G. decipiens occurred in a pH of 6.5, whereas for G. clarum was pH of 4.0. The cultivation of other species is still necessary to elucidate particular aspects of the symbiosis that so far are unclear, including the effects of environmental factors on the production of spores of different AMF species.Culturas monoxênicas de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) em raízes transformadas têm sido utilizadas para melhor compreensão desses fungos, porém, poucas espécies foram estabelecidas in vitro com sucesso. O objetivo do trabalho foi estabelecer culturas monoxênicas de Gigaspora decipiens e Glomus clarum e verificar o efeito da temperatura e pH na produção de esporos. As culturas foram obtidas de esporos desinfestados e germinados em Agar-água. Após a germinação foram transferidos para placas de Petri contendo raízes de cenoura transformadas, em meio mínimo. Após 4 a 6 dias formou-se novos esporos e estruturas típicas. O efeito da temperatura (22, 25, 28 e 32ºC) e pH (4,0; 4,5; 5,5 e 6,5) na produção de esporos foram analisados por 3 meses, obtendo-se curvas sigmoidais. Os esporos aumentaram a partir de 22ºC, atingindo valores maiores em 28ºC e em 32ºC reduziu-se a produção. A maior produção de esporos de G. decipiens ocorreu em pH 6,5, enquanto G. clarum em pH 4,0. O cultivo de outras espécies faz-se necessário visando o conhecimento de aspectos particulares da simbiose até hoje não elucidados, incluindo-se os efeitos dos fatores ambientais sobre a produção dos esporos das diversas espécies de FMAs