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Escola de Química - EQ Trichoderma harzianum: Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ EQB-353 – Microbiologia Industrial O que é e potenciais aplicabilidades ESTRUTURA TEXTUAL Gênero Trichoderma; ESTRUTURA TEXTUAL Gênero Trichoderma; Clado Harzianum; ESTRUTURA TEXTUAL Gênero Trichoderma; Clado Harzianum; Estudos com Trichoderma harzianum; ESTRUTURA TEXTUAL Gênero Trichoderma; Clado Harzianum; Estudos com Trichoderma harzianum; Aspectos tecnológicos e empresas que comercializam. GÊNERO TRICHODERMA O Que é Trichoderma? São fungos filamentosos Fração orgânica Risosfera Capacidade metabólica Natureza competitiva Populações estáveis associados Figura 1: Microrganismos na risosfera GÊNERO TRICHODERMA O Que é Trichoderma? São fungos filamentosos Fração orgânica Risosfera Madeiras em decomposição Cogumelos Orelhas-de-pau presentes Capacidade metabólica Natureza competitiva Populações estáveis Climas Temperado e tropical associados Figura 1: Microrganismos na risosfera GÊNERO TRICHODERMA O Que é Trichoderma? São fungos filamentosos Fração orgânica Risosfera Madeiras em decomposição Cogumelos Orelhas-de-pau presentes Capacidade metabólica Natureza competitiva Populações estáveis Táxon Thicoderma harzianum Domínio Eukaryota Filo Ascomycota Classe Sordariomycetes Ordem Hypocreales Família Hypocreaceae Gênero Thicoderma Espécie Thicoderma harzianum Climas Temperado e tropical associados Figura 1: Microrganismos na risosfera Tabela 1: Classificação Taxonômica GÊNERO TRICHODERMA Utilização de Thicoderma Maior consumidor mundial de agrotóxicos. Contaminação do ambiente Impacto na saúde pública Figura 2: Charge “O agro é tóxico?” GÊNERO TRICHODERMA Utilização de Thicoderma Maior consumidor mundial de agrotóxicos. Contaminação do ambiente Impacto na saúde pública Diminuir o uso de agrotóxicos Alimentos saudáveis; Menos resíduos químicos. Controle biológico de fitopatógenos Figura 2: Charge “O agro é tóxico?” Ampla distribuição ambientes Tratamento de sementes. Crescimento vegetal. Produção Enzimas degradadoras Antibióticos GÊNERO TRICHODERMA Mecanismo de ação Contra patógenos Competição 1 Disputa entre Antagonista Patógeno Impede o contato com a planta. Alimento Espaço Parasitismo Antagonista Alimenta do fitopatógeno Causando a morte 2 GÊNERO TRICHODERMA Mecanismo de ação Contra patógenos Competição Antibiose 1 Disputa entre Antagonista Patógeno Impede o contato com a planta. Alimento Espaço Parasitismo Antagonista Alimenta do fitopatógeno Causando a morte Antagonista Produz substâncias Impede o fitopatógeno Crescimento Reprodução Indução de resistência Aplicação de forma preventiva Barreira formada pela planta Evitar microrganismos indesejados 2 3 4 GÊNERO TRICHODERMA Isolamento Diluição seriada Isolamento de esporos Detrimento dos fungos em crescimento GÊNERO TRICHODERMA Isolamento Diluição seriada Isolamento de esporos Detrimento dos fungos Isolamento direto em crescimento A partir de estruturas reprodutivas substrato colonizado Estudo da morfologia Fase sexuada Características Micélio branco, algodonoso; Tª ótima: 25°C – 30°C. GÊNERO TRICHODERMA Isolamento Morfologia Diluição seriada Isolamento de esporos Detrimento dos fungos Isolamento direto em crescimento A partir de estruturas reprodutivas substrato colonizado Estudo da morfologia Fase sexuada Características Micélio branco, algodonoso; Tª ótima: 25°C – 30°C. Figura 3: Morfologia dos condióforos T . in h a m a tu m T . h a rz ia n u m T . lo n g ib ra c h ia tu m T . k o n in g ii Arquitetura piramidal ramificações A C B D GÊNERO TRICHODERMA Encontrado Metabólitos secundários Regiões frias (T. aueroviride); Regiões tropicais (T. stromaticum). Plasticidade genética dos seres Estudos focados Parceria com a microbiota E com mono e dicotiledôneas Produtos à base de Agentes de biocontrole GÊNERO TRICHODERMA Encontrado Metabólitos secundários Regiões frias (T. aueroviride); Regiões tropicais (T. stromaticum). Plasticidade genética dos seres Estudos focados Parceria com a microbiota E com mono e dicotiledôneas Produtos à base de Agentes de biocontrole Importantes na colonização de habitats Vantagem ecológica na conquista de ambientes Classes Metabólito secundário Espécie de Trichoderma Atividades Organismos alvos Policetídeos Antroquinonas T. polysporum Antimicrobiana Fomes annosus, Fusarium spp. Pironas 6-pentil-α- pirona T. harzianum, T. viride, T. atroviride Antimicrobiana e induções benéficas a plantas Rhizoctonia solani, Fusarium moniliforme Terpenóides Viridiol T. virens, T. hamatum Antimicrobiana Aspergillus spp., Rhizoctonia solani Tabela 2: Metabólitos secundários – Trichoderma spp. GÊNERO TRICHODERMA Figura 4: Ação do gênero Trichoderma na planta GÊNERO TRICHODERMA Com a microbiota Figura 4: Ação do gênero Trichoderma na planta Interações Potencializa interações benéficas; Reduz patógenos e favorece bactérias de crescimento (milho). Com defensivos agrícolas Resistência da planta a patógenos Controle sem interferir com o Trichoderma GÊNERO TRICHODERMA Com a microbiota Figura 4: Ação do gênero Trichoderma na planta Interações Potencializa interações benéficas; Reduz patógenos e favorece bactérias de crescimento (milho). Com defensivos agrícolas Resistência da planta a patógenos Controle sem interferir com o Trichoderma No entanto Fungicidas Afetar crescimento micelial. Herbicidas Produção de esporos. GÊNERO TRICHODERMA Interações Figura 5: Possíveis relações do gênero Trichoderma agrossistemas CLADO Harzianum É a ‘morfo-espécie’ Figura 6: Mofo branco Controle biológico de doenças de plantas. Engloba Populações recombinantes Espécies biológicas Linhagens filogenéticas Populações clonais biofungicidas GÊNERO TRICHODERMA Interações Figura 5: Possíveis relações do gênero Trichoderma agrossistemas ESTUDO COM TRICHODERMA HARZIANUM Trabalho de Gomes (2015) Proteína Epl-1 – fator de virulência que a induz defesa local e sistêmica em plantas Consequência deleção do gene que codifica epl-1 micoparasitismo T. Harzianum Sclerotinia scleotiorum fitopatogênico Deleção Epl-1 Alterou genes relacionados ao micoparasistimo Modulação dos genes mico em T. Harzianum Parede celular T. Harzianum hospedeiros Plantas de feijão ESTUDO COM TRICHODERMA HARZIANUM Trabalho de Gomes (2015) Proteína Epl-1 – fator de virulência que a induz defesa local e sistêmica em plantas Consequência deleção do gene que codifica epl-1 micoparasitismo T. Harzianum Sclerotinia scleotiorum fitopatogênico Deleção Epl-1 Alterou genes relacionados ao micoparasistimo Modulação dos genes mico em T. Harzianum Parede celular T. Harzianum hospedeiros Plantas de feijão Trabalho de Scudeler e Venegas (2012) Tratamento de sementes de milho T. Harzianum Aumento do rendimento dos grãos Compatibilidade com produtos químicos carbendazim Melhora índice de velocidade de emergência das plântulas. não interfere Altura das plântulas Significativamente na produção de grãos ESTUDO COM TRICHODERMA HARZIANUM Trabalho de Gellen e colaboradores (2014) Uso de Trichoderma harzianum para fins farmacoterapêuticos. Gama de processos desempenhados parasitismo antibiose competição Mostrou-se produtor de substâncias antimicrobianas antifúngicas Frente a: Sthaphylococcus aureus Streptococcus pyogenes E. coli Pseudomonas aeruginosa ESTUDO COM TRICHODERMA HARZIANUM Trabalhode Gellen e colaboradores (2014) Uso de Trichoderma harzianum para fins farmacoterapêuticos. Gama de processos desempenhados parasitismo antibiose competição Mostrou-se produtor de substâncias antimicrobianas antifúngicas Frente a: Sthaphylococcus aureus Streptococcus pyogenes E. coli Pseudomonas aeruginosa Teste de Avaliação do Efeito de Metabólitos Voláteis T. harzianum não cresceu em quantidades demonstrativas. Crescimento bacteriano exponencial; Expansão de 100% do tamanho da colônia; 28°C e 36 °C ESTUDO COM TRICHODERMA HARZIANUM Trabalho de Gellen e colaboradores (2014) Uso de Trichoderma harzianum para fins farmacoterapêuticos. Gama de processos desempenhados parasitismo antibiose competição Mostrou-se produtor de substâncias antimicrobianas antifúngicas Frente a: Sthaphylococcus aureus Streptococcus pyogenes E. coli Pseudomonas aeruginosa Teste de Avaliação do Efeito de Metabólitos Voláteis T. harzianum não cresceu em quantidades demonstrativas. Teste de Confronto em Placa Crescimento bacteriano exponencial; Expansão de 100% do tamanho da colônia; 28°C e 36 °C Tabela 3: Crescimento (A) Mútuo sem contato, (B) Crescimento com contato e inibição de ambos, (C) Crescimento com contato e sobreposição. (D) Crescimento excessivo, (E) Bloquei a distância e (F) regressão do T. Harzianum Trichoderma Harzianum: O que é e potenciais aplicabilidades Bruno Fracaroli e Vinícius Bolzan ASPECTOS TECNOLÓGICOS E EMPRESAS QUE COMERCIALIZAM Agroderma 1 Princípio ativo: Trichoderma harzianum. Doenças e patógenos visados: Rhizoctonia solani; Pythium spp.; Phytophthora spp.; Fusarium spp.; Sclerotinia sclerotiorum; Sclerotium rolfsii. Formulação: Líquida contendo 1 x 108 conídios/mL e outros inertes, como carboidratos e aminoácidos. Registro e comercialização do produto EUA onde possui cerificação pela Materials Review Institute – OMRI, podendo ser utilizado na agricultura orgânica. Empresa produtora: Gruindag International. Trichoderma Harzianum: O que é e potenciais aplicabilidades Bruno Fracaroli e Vinícius Bolzan ASPECTOS TECNOLÓGICOS E EMPRESAS QUE COMERCIALIZAM Bio-T 2 Princípio ativo: Trichoderma harzianum. Doenças e patógenos visados: Modo de ação: Registro e comercialização do produto Colômbia (ICA 9413). Empresa produtora: P.L.A. Biológicos. Tombamento causado por Rhizoctonia solani; e Fusarium spp. arroz • Competição por nutrientes; • Antibiose e • Parasitismo. Método de aplicação: É aplicado de acordo com a fenologia da cultura e os períodos críticos de risco em sistemas de irrigação por gotejamento, aspersão e rega. ASPECTOS TECNOLÓGICOS E EMPRESAS QUE COMERCIALIZAM Biotricho-H 3 Princípio ativo: Trichoderma harzianum. Doenças e patógenos visados: Modo de ação: Registro e comercialização do produto EUA, com certificação OMRI. Empresa produtora: Sagana Agrobiológicos. Patógenos habitantes do solo. • Competição; • Antibiose; • Parasitismo e • Indução de resistência da planta. Figura 7: Sagana agrobiológicos ASPECTOS TECNOLÓGICOS E EMPRESAS QUE COMERCIALIZAM Commander 4 Princípio ativo: Trichoderma harzianum. Doenças e patógenos visados: Modo de ação: Registro e comercialização do produto Índia. Empresa produtora: Nematoides e murchas causadas por Fusarium spp. • Competição; • Parasitismo. Formulação: pó-molhável na concentração de 1%. Método de aplicação: Solo 1 kg/0,5 ha. Foliar: 2 g/L de água H. T. C. Impex Private Ltd. Índia. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS • GELLEN, L. F. A.; SILVA, D. P.; SOUZA, S. R.; FREITAS JÚNIOR, A. C.; SCHEIDT, G. N.; NASCIMENTO, I .R. Potencial Farmacoindustrial de Trichoderma Harzianum para fins farmacoterapêuticos. Biota Amazônia (Biote Amazonie, Biota Amazonia, Amazonian Biota), [S.l.], v. 4, n. 4, p. 91-96, dez. 2014. ISSN 2179-5746. Disponível em: <https://periodicos.unifap.br/index.php/biota/article/view/1197>. Acesso em: 02 out. 2020. doi:http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 • GOMES, Eriston Vieira. Estudo de genes de Trichoderma harzianum associados ao micoparasitismo e seu papel no biocontrole de Sclerotinia sclerotiorum. 2015. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2015. doi:10.11606/T.17.2017.tde- 20072016-102957. Acesso em: 02/10/2020. • LUCON, C. M. M.; CHAVES, A. L. R.; BACILIERI, S. Trichoderma: O que é, para que serve e como usar corretamente na lavoura. São Paulo, SP: Instituto Biológico. Disponível em: <http://www.biologico.sp.gov.br/uploads/files/pdf/cartilhas/trichoderma.pdf>. Acesso: 29/09/2020. https://periodicos.unifap.br/index.php/biota/article/view/1197 https://periodicos.unifap.br/index.php/biota/article/view/1197 https://periodicos.unifap.br/index.php/biota/article/view/1197 https://periodicos.unifap.br/index.php/biota/article/view/1197 https://periodicos.unifap.br/index.php/biota/article/view/1197 https://periodicos.unifap.br/index.php/biota/article/view/1197 https://periodicos.unifap.br/index.php/biota/article/view/1197 https://periodicos.unifap.br/index.php/biota/article/view/1197 https://periodicos.unifap.br/index.php/biota/article/view/1197 https://periodicos.unifap.br/index.php/biota/article/view/1197 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 http://dx.doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v4n4p91-96 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS • MEYER, M. C.; MAZARO, S. M.; SILVA, J. C. Trichoderma: Uso na Agricultura. Brasília, DF: Embrapa, 2019. Disponível em: <https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso- na-agricultura>. Acesso dia: 29/10/2020. • SCUDELER, F.; VENEGAS, F. TRICHODERMA HARZIANUM ASSOCIADO OU NÃO A FUNGICIDAS EM TRATAMENTO DE SEMENTES NA CULTURA DO MILHO (ZEA MAYS L.). Ensaios e Ciência: Ciências Biológicas, Agrárias e da Saúde [en linea]. 2012, 16(5), 9-19. ISSN: 1415-6938. Disponível em: <https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=26030710001>. Acesso dia: 01/10/2020. https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agricultura https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agricultura https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agricultura https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agricultura https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agriculturahttps://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agricultura https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agricultura https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agricultura https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agricultura https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agricultura https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agricultura https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agricultura https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agricultura https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agricultura https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agricultura https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agricultura https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agricultura https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agricultura https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agricultura https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agricultura https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1117296/trichoderma-uso-na-agricultura https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=26030710001 https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=26030710001 https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=26030710001 https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=26030710001 https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=26030710001 https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=26030710001 https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=26030710001 https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=26030710001 https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=26030710001 https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=26030710001 Obrigado! 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