Uso de Micoherbicidas Micoherbicidas no Controle Biológico ... · Micoherbicida. Uso de fungos...

Uso de Uso de MicoherbicidasMicoherbicidas no Controle no Controle BiolBiolóógico de Plantas Invasoras gico de Plantas Invasoras

Kátia de Lima NechetPesquisadora Fitopatologia

Embrapa Meio Ambiente

MicoherbicidaUso de fungos fitopatogênicos endêmicos, já associados à planta-alvo, que são produzidos em massa, formulados e aplicados de modo semelhante a um herbicida químico onde a população da planta invasora está estabelecida

Foto: K.L. Nechet

Fotos: R.W. Barreto/K.L.Nechet

Importância das Plantas InvasorasInterferência negativa nos ambientes agrícolas

Perdas – 20 a 30%Lorenzi (2000)

Fotos: B. A. Halfeld-Vieira

Importância das Plantas Invasoras

herbicida é a classe mais consumida dentre os defensivos130 ingredientes ativos registrados no Agrofit120.000 t comercializados em 2009

90.000 t - Glifosato e seus sais ingrediente ativo mais vendido no Brasil

71 produtos comerciais20 empresas registrantes US$ 1 bilhão

BrasilIbama (2009)

Gasto mundial – US$ 32 bilhão (Bailey, 2006)

Oportunidades que Justificam o Desenvolvimento de um Micoherbicida

Controle de populações resistentes a herbicidas

197 espécies resistentes (WSSA, 2010)

Falha no controle

ingrediente alternativo - limitado

biótipos com resistência múltiplahttp://www.weedscience.org/In.asp


Invasoras parasitas

Controle ineficiente com herbicidas químicos

Cuscuta spp.

Orobanche spp.parasita solanáceas

Striga spp.Cereais-África

Lorenzi, 2000


Gramados e jardins

Canadá – programa de substituição de defensivos químicos

Taraxacum officinale Lorenzi, 2000


Culturas de menor importância econômica (ponto de vista das empresas)

Ambientes dulcícolas (represas,canais)

Invasoras em áreas urbanasinvasoras alergênicas

Nichos de mercados

Ambrosia artemisiifolia

Lorenzi, 2000


Plantas narcóticas

Aumento da preferência do consumidor por esses produtos

No Brasil – 13.000 áreas de produçãoU$ 300 milhão

Produção Orgânica

Erythroxylum coca var. cocaCannabis sativaPapaver somniferum

BioherbicidasBioherbicidas Registrados e/ou ComercializadosRegistrados e/ou Comercializados

DeVine – Ridings, 1986

Phytophthora palmivora

Morrenia odorata

Citrus -EUA

Mercado pequenoÁreas da Florida

Comercializado sob encomenda


CollegoTM – TeBeest et al.,1992

Colletotrichum gloeosporioides f.sp. aeschynomene

Aeschynomene virginica- angiquinho

Soja e Arroz -EUA

90% de controle

Comercializado sob novo nome - LockDown

Lorenzi, 2000

Natural Industries http://naturalindustries.com/commercial/


Planta-alvo PatógenoNome registrado

Cultura País Referência

Cuscuta

spp. Colletotrichum

gloeosporioides

f.sp.

cuscutae

Lubao

Soja China 1963

Cyperus

esculentusPuccinia

canaliculata

Dr. BioSedgeVárias EUA Phatak, 1987

Cassia

obtusifolia Alternaria cassiae

CASSTTVárias EUA Boyette, 2000

Prunus

serotina

Plantas lenhosas invasoras

Chondrostereum

purpureum

BioChonTM Refloresta

mentosHolanda De Jong et

al., 1990

ChontrolTM

Myco-TechTMCaminhos e

florestas EUA; Canadá Mycologic

Inc.


Planta-alvo PatógenoNome registrado

Cultura País Referência

Malva pusilla

Malva spp.Colletotrichum

gloeosporioides

BioMalR=Mallet

WP

Várias Canadá; EUA Mortensen, 1996

Poa

annua Xanthomonas

campestris

pv. poae

CampericoTM

Gramados; campos de

golfe

Japão Imaizumi

et

al., 1997

Cuscuta

sp. Alternaria destruens

Smolder

G

Smolder

WP

Várias EUA Hopen

et

al., 1997

Acacia

spp. Cylindrobasidium

laeve

(Stumpout)

Vegetação nativa

África do Sul Morris et

al. 1999


Planta-alvo PatógenoNome registrado Cultura País Referência

Hakea

sericea

H. gummosis

Colletotrichum

acutatumHakatak

Vegetação nativa África do Sul Morris et

al., 1999

Taraxacum

officinaleSclerotinia

minor

Sarritor Gramados Canadá Bailey

et

al., 2007

Solanumviarum

TMGMVSolvinix várias EUA Charudattan

(2008)

Mais de 50 exemplos de potenciais Mais de 50 exemplos de potenciais bioherbicidasbioherbicidas

Alguns dados....... Alguns dados....... AshAsh (2010)(2010)

Web Web ofof ScienceScience (1987(1987--2010)2010)

595 artigos595 artigos

335 335 ““potencial como potencial como micoherbicidamicoherbicida ou ou

bioherbicidabioherbicida””

““herbicidas sintherbicidas sintééticosticos””

17.000 artigos17.000 artigos

Etapas para Desenvolver um Etapas para Desenvolver um MicoherbicidaMicoherbicida

SeleSeleçção da plantaão da planta--alvoalvo

Levantamento e identificaLevantamento e identificaçção de fungos ão de fungos associados e de ocorrência na regiãoassociados e de ocorrência na região

Estudos de biologia e ciclo de vida Estudos de biologia e ciclo de vida do fungodo fungo

AvaliaAvaliaçção da especificidadeão da especificidade

Estudos sobre as condiEstudos sobre as condiçções ões ambientais que afetam o ambientais que afetam o desenvolvimento da doendesenvolvimento da doenççaa

Etapas para Desenvolver um Etapas para Desenvolver um MicoherbicidaMicoherbicida

Compatibilidade com Compatibilidade com adjuvantes e herbicidasadjuvantes e herbicidas

Viabilidade do Viabilidade do patpatóógenogeno em em armazenamento (vida de prateleira)armazenamento (vida de prateleira)

ProduProduçção ão massalmassal do fungodo fungo

Eficiência do Eficiência do ““prpréé--produtoproduto”” em em condicondiçções de campoões de campo

Registro e licenciamentoRegistro e licenciamento

ProduProduçção e Comercializaão e Comercializaççãoão

Eficiência no campoEficiência no campo

FormulaFormulaçção /concentraão /concentraçção de ão de ininóóculoculo

IntegraIntegraçção do produto nos sistemas de produão do produto nos sistemas de produççãoão

EspecificidadeEspecificidade

FormulaFormulaçção inadequadaão inadequada

Dependência de Molhamento FoliarDependência de Molhamento Foliar

ProteProteçção contra radiaão contra radiaçção UVão UV

Resistência/Tolerância das plantasResistência/Tolerância das plantas

Tecnologia de aplicaTecnologia de aplicaççãoão

Principais ObstPrincipais Obstááculos para Desenvolver um culos para Desenvolver um MicoherbicidaMicoherbicida

Grupos de Pesquisa com Grupos de Pesquisa com MicoherbicidasMicoherbicidas

PesquisadorPesquisador PaPaííss SituaSituaççãoão

RhagavanRhagavan

CharudattanCharudattan EUA Aposentado

Registro de Bioherbicida

Douglas Douglas BoyetteBoyette EUA Ativo

David David TeBeestTeBeest EUA Mudança de prioridade

Bruce Bruce AuldAuld Austrália Aposentado

Karen Karen BaileyBailey Canadá Registro de Micoherbicida

MaurizioMaurizio

VurroVurro Itália Ativo

GraemeGraeme

BourdotBourdot Nova Zelândia Registro de Micoherbicida

Grupos de Pesquisa com Grupos de Pesquisa com MicoherbicidasMicoherbicidas

Projeto S-268 – EUA, Canadá, Austrália, Inglaterra, Israel e Japão

http://ibg.ba.cnr.it/

Grupos de Pesquisa na AmGrupos de Pesquisa na Améérica Latinarica Latina

16 grupos de pesquisa com controle biológico de invasoras

Maioria de trabalhos com controle biológico clássico

Maioria das atividades dominada por entomologistas

Trinidade e TobagoCosta RicaArgentinaBrasilMexicoChile

Grupos de Pesquisa na AmGrupos de Pesquisa na Améérica Latina rica Latina com com MicoherbicidasMicoherbicidas

PaPaííss PesquisadorPesquisador InstituiInstituiççãoão PlantaPlanta--alvoalvo

México M.M. Jiménez Instituto Mexicano de Tecnologia del

Agua

Aguapé

Brasil

J. T. Yorinori Embrapa –

Soja Leiteiro

Sueli Mello Embrapa –

Cenargen Fedegoso;

Tiririca

R. A. Pitelli Unesp/Jaboticabal Aguapé; Elódea;

Fedegoso

R.W. Barreto Univ. Federal de Viçosa Leiteiro; Tiririca;

Trapoeraba;

Aguapé-de-flexa

Trabalhos Pioneiros no BrasilTrabalhos Pioneiros no BrasilRibeiro e Andrade (1995)Ribeiro e Andrade (1995)

Collego® angiquinho lavouras de arroz irrigadas

Dependência de alta umidade relativa

Trabalhos Pioneiros no BrasilTrabalhos Pioneiros no Brasil

Programa pioneiro de desenvolvimento de um Programa pioneiro de desenvolvimento de um micoherbicidamicoherbicida

Dr. J.T.Yorinori (Embrapa Soja) -1980/81

Helminthosporium sp. (=Bipolaris euphorbiae)

Euphorbia heterophylla

Foto: R.W. Barreto

Yorinori (1984)

eficiência comparável com acifluorfen sódico

redução de peso fresco do leiteiro

impediu a produção de sementes

Yorinori e Gazierro (1989)

variação de suscetibilidade entre populações do leiteiro

população resistente à B.euphorbiae

Gazierro e Yorinori (1993)

produto comercial?

Seleção de fungos para o desenvolvimento de micoherbicida para o controle biológico de

Euphorbia heterophylla

Universidade Federal de ViUniversidade Federal de Viççosaosa

Barreto, Barreto, R.W.R.W.NechetNechet, , K.L.K.L.

MizubutiMizubuti, , E.S.G.E.S.G.Silva, Silva, A.A.A.A.

Departamento de FitopatologiaDepartamento de Fitopatologia

Leiteiro; leiteira; amendoim-bravo

Euforbiácea - nativa da América tropical e subtropical

Alta variabilidade

SeleSeleçção da Plantaão da Planta--alvoalvo

Foto: K.L.Nechet

Elevada competitividade a agressividade

Invasora de culturas importantes – milho, cana-de-açúcar, feijão e soja

Látex transfere umidade aos grãos colhidos

Hospedeira de pragas agrícolas

PlantaPlanta--alvoalvo

Foto: K.L.Nechet

PlantaPlanta--alvoalvo

Biótipos resistentes aos herbicidas inibidores da enzima ALS

Gazierro et al., 1998

Biótipos resistentes aos herbicidas inibidores da PROTOX

Trezzi et al., 2006

Biótipos resistentes ao herbicida glifosato

Vidal et al., 2007

Resistência Múltipla

Etapas do DesenvolvimentoEtapas do Desenvolvimento

Levantamento e identificaLevantamento e identificaçção de fungos associados ao leiteiro ão de fungos associados ao leiteiro Barreto e Evans (1998)Barreto e Evans (1998)

Uromyces euphorbiae

Sphaerellopsis filum

Hiperparasitismo

Foto: R.W.Barreto



Bipolaris euphorbiae

Severa desfolhaMorte de plantas

Encontrado em locais com média anual de precipitação entre 1000 e 1400 mm e temperatura média

acima de 22

C

Foto: R.W.Barreto



Sphaceloma poinsettiae

Sintoma de verrugose nas folhas e cauleMorte de plantas novas

Patógeno mais frequente

Encontrado em locais com média anual de precipitação entre 1000

e 1400 mmFoto: R.W.Barreto

Levantamento e identificaLevantamento e identificaçção de fungos associados ão de fungos associados Barreto e Evans (1998)Barreto e Evans (1998)

Além de Bipolaris euphorbiae, o fungo Sphaceloma poinsettiae teria potencial para o desenvolvimento de um micoherbicida para o leiteiro.

Foto: R.W.Barreto

SeleSeleçção de um isolado de cada ão de um isolado de cada patpatóógenogenoEpidemiologia, produEpidemiologia, produçção ão massalmassal e vida de prateleira e vida de prateleira

Gama de Hospedeiros (MGama de Hospedeiros (Méétodo Centrtodo Centríífugofugo--FilogenFilogenéético)tico)NechetNechet (2002); (2002); NechetNechet etet alal, 2004; , 2004; NechetNechet etet al., 2006al., 2006

Coleção de isolados

S. poinsettiae (10)

B. euphorbiae (06)

KLN16 Niterói-RJ

KLN19 Viçosa-MG

KLN23 Boa Vista-RR

KLN24 Goiânia-GO

RWB247 Itabuna-Ba

RWB273 Foz do Iguaçu-PR

RWB274 Nova Laranjeira-PR

RWB280 Nova Petrópolis-RS

Características fisiológicas

RH (resistente à imazethaphyr)

TRB (resistente à B. euphorbiae)

TSB (suscetível à B. euphorbiae)

SH (suscetível à imazethapyr)

Obtenção de populações

Bipolaris euphorbiae como agente de controle biológico de Euphorbia heterophylla: Seleção de novos isolados, avaliação de especificidade e estudos complementares

Seleção Massal

9 populações x 6 isolados incidência de folhas com sintomas e de plantas mortas

Concentrações Inóculo

0, 103, 104, 105, 106, 107 conídios/ml

32 espécies + 8 cultivares de soja

Gama de hospedeiros

Compatibilidade com adjuvantes (11) e herbicidas (06)

Efeito da temperatura no crescimento micelial e germinação de conídios

0

20

40

60

80

100

120

KLN16 KLN19 RWB273 RWB274 RWB247 TSB TRB RH SH

% d

e fo

lhas

com

sint

omas

KLN01KLN02KLN05KLN09KLN16TAD

Figura 1: Incidência da doença observada nas populações de E. heterophylla, 7 dias após a inoculação com isolados de B. euphorbiae.

Populações E. heterophylla

Seleção Massal

0

20

40

60

80

100

120

140

KLN16 KLN19 RWB273 RWB274 RWB247 TS B TRB RH S H

% d

e pl

anta

s m

orta

s

KLN01

KLN02

KLN05

KLN09

KLN16

TAD

Figura 2: Incidência de plantas mortas observada nas populações de E. heterophylla, 7 dias após a inoculação com isolados de B. euphorbiae.


Seleção Massal

Foto: K.L. Nechet

Figura 3: Efeito de doses crescentes de inóculo na severidade de B. euphorbiae em duas populações de E. heterophylla.

KLN19

TRB

Concentrações Inóculo

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1 2 3 4 5 6 7

Log da concentração de inóculo

AA

CPD

TRB

YKLN19 = - 462,42+369,73X R2=0,89

YTRB = -86,73+182,43X R2=0,89

KLN 19

Fotos: K.L. Nechet

Gama de Hospedeiros

Específico à E. heterophylla

Foto: K.L. Nechet

Compatibilidade com adjuvantes e herbicidas

Compatível com todos adjuvantes e herbicidas testados


Crescimento micelial = 10- 35C (25 C )

Germinação = 5- 30C (20-30 C )

Bipolaris euphorbiae

Principais limitações como micoherbicida

População resistente não controlada eficientemente

Concentração alta de inóculo para o controle

limitação para a produção massal

Avaliação de Sphaceloma poinsettiae, agente causal da verrugose em Euphorbia heterophylla, como micoherbicida

Seleção Massal

9 populações x 10 isolados

Escala de notas 0-6

Conídio como propágulo - concentrações conídios

0, 103, 104, 105, 106, 107 conídios/ml

Micélio como propágulo - Meio de cultura líquido e virulência do micélio

4 meios de cultura x 2 populações x 2 períodos de molhamento

Avaliação de Sphaceloma poinsettiae, agente causal da verrugose em Euphorbia heterophylla, como micoherbicida

38 espécies + 8 cultivares de soja

Gama de hospedeiros


Vida de prateleira do micélio

Seleção Massal

Escala de notas: 0-6 Índice de McKiney AACPD

1 2 3 4 6Fotos: K.L. Nechet

Seleção Massal

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

KLN16 KLN19 RWB280 RWB274 RWB247 TSB TRB RH SH

AA

CPD

KLN01

KLN12

KLN13

KLN14

KLN16

KLN21

RWB273

RWB274

RWB280

RWB281

Figura 1: Área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD) dos isolados de S. poinsettiae, calculada utilizando o índice de McKiney, em populações de E. heterophylla.


Conídio como propágulo

Independente da concentração de inóculo

Nota 1- Traço de verruga

MicélioFotos: K.L. Nechet

Micélio como propágulo - Meio de cultura

Figura 2: Notas de severidade em duas populações de E. heterophylla, 21 dias após a inoculação de fragmentos de micélio de S. poinsettiae obtidos de 4 meios de cultura e dois períodos de molhamento.

0

1

2

3

4

5

6

Água BD48 BD24 C48 C24 CV48 CV24 M48 M24

Tratamentos

Not

a ao

s 21

DA

I

KLN19

TRB

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

5 10 15 20 25 30 35 40

Temperature (ºC)

Med

ia D

iam

eter

(cm

Efeito da temperatura no crescimento micelial e germinação de micélio

Y= -1,54+0,37X-0,008X2

R2= 0,74

0

20

40

60

80

100

120

140

5 10 15 20 25 30 35 40

Temperature (ºC)

Ger

min

atio

n (%

Y= -554,64+53,68X-1,07X2

R2=0,94

Figura 3: A. Diâmetro médio da colônia de S. poinsettiae 30 dias após semeio em BDA. B. Germinação de fragmentos de micelio de S. poinsettiae em diferentes temperaturas.

Vida de prateleira do micélio

Figura 4: Efeito das condições de armazenamento na porcentagem de germinação de ufc de S. poinsettiae RWB274.

0

20

40

60

80

100

0 15 20 25

Talco(A)Talco(4º)Água(A)Água(4º)Sac(A)Sac(4º)

Dias de armazenamento

Ger

min

a çã o

( %)

Gama de Hospedeiros

Específico à E. heterophylla

Sphaceloma poinsettiae

Principais limitações como micoherbicida

Produção de conídios inconsistente e seu uso como propágulo causou danos mínimos nas populações da invasora.

A viabilidade dos fragmentos de micélio durante o armazenamento não foi estável e diminuiu ao longo do tempo.

Possibilidade de Trabalhos FuturosPossibilidade de Trabalhos FuturosB. euphorbiae

Busca de novos isoladosMistura de isolados

Melhoria das condições nutricionais de obtenção do inóculo

S. poinsettiaeBusca por métodos de produção de inóculo infectivo

Busca por formulações que mantenham a viabilidade do inóculo

Mistura de espécies

Otimização das condições de desenvolvimento da doença

Otimização das condições de desenvolvimento da doença

Parcela infestada com leiteiro

Meta com uso de Meta com uso de micoherbicidasmicoherbicidas

Aplicação de micoherbicida

Controle excelente do leiteiro

Longo e Longo e ÁÁrduo Trabalho de Pesquisarduo Trabalho de Pesquisa

Foto: B.S. Vieira Foto: B.S. Vieira

AgradecimentosAgradecimentos

Robert Weingart BarretoUniversidade Federal de Viçosa

Bruno Sérgio VieiraCentro Universitário de Patos de Minas

OBRIGADA!!OBRIGADA!!

Kátia de Lima NechetEmbrapa Meio Ambiente

[email protected]

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