Bactérias

1. Serratia sp.

2. Burkholderia sp.

3. Bacillus sp.

Fungos

1. Metarhizium anisopliae

2. Cordyceps (=Isaria) javanica

3. Beauveria sp.

4. Trichoderma sp.

5. Phanerochaete australiani

Este portfólio descreve, de modo prático, os principais microrganismos selecionados e caracterizados pela Embrapa Arroz e Feijão. Aqui são agrupados pelo tipo e funcionalidade, representando excelentes oportunidades de negócios.

Esses microrganismos foram selecionados e aprovados seguindo rigorosos protocolos de qualidade e eficiência em três níveis de teste:

Laboratório » Estufa » Campo

Alguns desses microrganismos surpreendem pela capacidade de gerar impacto positivo em mais de um dos processos de desenvolvimento da planta.

A Embrapa Arroz e Feijão conta ainda com um Banco de Germoplasma composto por mais de 16.000 acessos, o que o torna um dos mais valiosos ativos de uma instituição de pesquisa que tem a inovação em seu DNA.

BACTÉRIAS

1. Serratia sp.

Bactéria que produz celulases, fosfatase, sideróforos e ácido indolacético (AIA). Essa bactéria destaca-se como promotora de crescimento e indutora de compostos de defesa (­-1,3 glucanase, peroxidase, lipoxigenase, fenilalanina amônia-liase e ácido salicílico), quando associada à planta do arroz, proporcionando ganhos no desenvolvimento de raízes (87%) e biomassa vegetal (63%). Além do antagonismo comprovado em laboratório para as principais doenças da cultura do arroz, proporcionam supressão de até 65% de brusone foliar, e 60% do gorgulho aquático em campos de arroz. O controle de nematoides em soja também apresentou resultados promissores em casa de vegetação, com redução de

72% de Pratylenchus brachyurus.

Os isolados desse gênero também proporcionaram ganhos nas trocas gasosas, absorção de macro e micronutrientes, desenvolvimento de raízes e biomassa, produção de fosfatases, componentes produtivos e aumento no rendimento de grãos de arroz, milho, feijão-comum e caupi, soja e braquiária, tanto em estudos em estufa ou campo.

Foto: Mariana A. Silva

Figura 1. Planta de soja tratada com Serratia sp. (esquerda) e a planta de soja sem microrganismo (direita).

Resultado Esperado / Impacto

• Melhora da produtividade;

• Redução no custo com fertilização;

• Manejo de doenças e pragas.

Principais Culturas:

Arroz, braquiária, feijão, milho e soja.

2. Burkholderia sp.

Bactéria capaz de produzir enzimas como lipase, protease, celulase, sideróforos e solubilizadores de fostato, além de compostos de defesa como quitinase, ­-1,3 glucanase, peroxidase, lipoxigenase, fenilalanina amônia-liase e ácido salicílico, quando associada às plantas de arroz. Suas características permitem que atue na promoção de crescimento, no aumento da resiliência ao déficit hídrico e no controle biológico de forma direta, como antagonista para as principais doenças da cultura: brusone, mancha-parda e queima da bainha, e indireta, induzindo a resistência das plantas a patógenos.

Estudos em casa de vegetação comprovaram também a eficiência do isolado como promotor de crescimento em plantas de feijão-comum e caupi, milho, soja e braquiária

Fotos: M. Cristina C. Filippi

Figura 2. Planta de arroz tratada com Burkholderia sp. (esquerda) e severidade de brusone reduzida, e planta de arroz sem microrganismo (direita) com alta severidade de brusone.

Foto: Mariana A. Silva

Figura 3. Planta de soja tratada com Burkholderia sp. (esquerda) e planta de soja sem microrganismo (direita).

Resultado Esperado / Impacto

• Aumento da produtividade;

• Manejo de doenças em arroz.

Principais Culturas:

Arroz, braquiária, feijão, milho e soja.

3. Bacillus sp.

Essa bactéria já é conhecida por sua capacidade de parasitar insetos. No entanto, quando em contato com a planta, é capaz de induzir enzimas e compostos de defesa (celulase, ­-1,3 glucanase, peroxidase, lipoxigenase, fenilalanina amônia-liase e ácido salicílico). É produtor de outros compostos (lipase, celulase, fosfatase e sideroforos) que conferem a ele estabelecer relação de antagonismos a patógenos (fungos e nematoides). Um exemplo é a redução do crescimento micelial de M. oryzae (agente causal da brusone das folhas) de 40 a 50%.

Como promotor de crescimento, promove ganhos nas trocas gasosas, absorção de macro e micronutrientes, desenvolvimento radicular, biomassa da parte aérea, componentes de produção. Sua atuação como promotor de crescimento foi comprovada em estufa, combinado a diferentes isolados, nas culturas de arroz, milho, feijão e soja. Nesse ambiente também foi possível verificar a eficiência para redução de estresse hídrico em arroz e na solubilização de fosfato em feijão.

Foto: Mariana A. Silva

Figura 4. Plantas de soja tratadas com Bacillus sp. (esquerda) e plantas de soja sem o microrganismo (direita).

Resultado Esperado / Impacto

• Manejo integrado de pragas e doenças;

• Aumento de produtividade;

• Redução do impacto ambiental.

Principais Culturas:

Arroz, feijão-comum, milho e soja.

FUNGOS

1. Metarhizium anisopliae

O isolado genuíno de M. anisopliae causa epizootias (infecção de grande número de insetos ao mesmo tempo) e infecta ovos, ninfas e adultos do percevejo-do-colmo do arroz Tibraca limbativentris. Estudos de campo realizados com esse fungo, aplicado isoladamente ou combinado com inseticidas, mostraram alta eficiência no controle dessa praga.

Além disso, este isolado apresentou alta virulência ao bicudo-do algodoeiro, Anthonomus grandis, aos percevejos Oebalus poecilus e Thyanta perditor em arroz, ao percevejo-marrom da soja, Euschistus heros e ao carrapato bovino, Rhipicephalus microplus, quando avaliados em laboratório.

Este isolado é facilmente produzido por fermentação sólida ou submersa. Estudos com este isolado são realizados na Embrapa Arroz e Feijão desde os anos 1980 e há extensa literatura sobre seu modo de ação, compatibilidade química e eficiência de campo.

Fotos: Eliane D. Quintela

Figura 5. Adulto do percevejo marrom-da-soja, Euschistus heros, infectado pelo fungo Metarhizium anisopliae (A); Epizootia do fungo Metarhizium anisopliae em adultos do percevejo do colmo-do-arroz, Tibraca limbativentris (B).

Resultado Esperado / Impacto

• Manejo integrado de pragas;

• Redução do impacto ambiental;

• Controle eficiente de pragas.

Principais Culturas:

Algodão, arroz, feijão e soja.

2. Cordyceps (=Isaria) javanica

O fungo C. javanica tem desempenhado um papel importante como agente natural de mortalidade da mosca-branca, Bemisia tabaci, causando epizootias (infecção de grande número de insetos) em ninfas e adultos deste inseto em diversas culturas. Estudos com o fungo C. javanica para controle de mosca-branca foram iniciados em 2012 na Embrapa Arroz e Feijão, com a seleção dos melhores isolados em casa de vegetação, aplicados isoladamente ou combinados com inseticidas, que evidenciaram a alta virulência e esporulação do fungo em ninfas de mosca-branca, também em ensaios de campo.

Insetos como tripes, bicudo-do-algodoeiro, percevejos, pulgões e cigarrinha-do-milho também são suscetíveis a esse fungo, conforme resultados de ensaios de laboratório e estufa. A fácil produção em meios sólidos ou líquidos, aliada à sua capacidade epizoótica, faz do C. javanica uma excelente ferramenta para o manejo de populações de moscas-brancas e outras pragas.

Foto: Eliane D. Quintela e Heloiza A. Boaventura.

Figura 6. Ninfas de mosca-branca e adultos infectados com o fungo Cordyceps javanica.

Resultado Esperado / Impacto

• Manejo integrado de pragas;

• Redução do impacto ambiental;

• Controle eficiente de pragas.

Principais Culturas:

Algodão, arroz, feijão-comum, milho e soja.

3. Beauveria sp.

O fungo Beauveria sp. tem sido amplamente estudado para controle biológico de diversos insetos praga da agricultura. Os estudos desenvolvidos pela Embrapa Arroz e Feijão com esse fungo possibilitaram a seleção de isolados com grande potencial para controle de mosca-branca, por ser altamente virulento às ninfas deste inseto, conforme evidenciado em estudos em laboratório e em casa de vegetação. A mosca-branca, Bemisia tabaci, é uma praga agrícola de grande relevância para a agricultura mundial, podendo atacar diversas culturas agrícolas, sugando a seiva das plantas e atuando como vetor de vírus fitopatogênicos.

Estes isolados destacaram-se também como agente de controle biológico com potencial para serem empregados no controle de populações de adultos do bicudo-do-algodoeiro, Anthonomus grandis, no controle do percevejo-marrom da soja e no controle de adultos do percevejo Oebalus poecilus, conforme evidenciado em ensaios com panículas de arroz em laboratório.

Fotos: Eliane D. Quintela	Fotos: Eliane D. Quintela
Figura 7. Beauveria bassiana no bicudo-do-algodoeiro.	Figura 8. Beauveria bassiana no percevejo-marrom da soja.

Resultado Esperado / Impacto

• Manejo integrado de pragas;

• Redução do impacto ambiental;

• Controle eficiente de pragas.

Principais Culturas:

Algodão, arroz, feijão-comum e soja.

4. Trichoderma sp.

O fungo Trichoderma sp. é o microrganismo mais utilizado no controle biológico de doenças de plantas no Brasil e no mundo, sendo capaz de parasitar estruturas de resistência de patógenos como Sclerotinia sclerotiorum, agente causal do mofo-branco, Rhizoctonia solani, causador da podridão radicular, e Fusarium solani, agente causador da podridão radicular seca, conforme estudos realizados em casa de vegetação e campo.

Além disso, alguns isolados de Trichoderma sp. demonstraram, em ambiente controlado, atuar na solubilização de fosfato e serem capazes de promover proteção às sementes e raízes das plantas, com potencial indução.

Foto: Murillo Lobo Junior

Figura 9. Promoção do crescimento de Trichoderma sp. em feijoeiro.

Foto: Murillo Lobo Junior	Foto: Mariana Aguiar
Figura 10. Parasitismo de Trichoderma sp. no fungo Sclerotinia sclerotiorum.	Figura 11. Promoção do crescimento de Trichoderma sp. em plantas de soja.

Resultado Esperado / Impacto

• Desinfestação do solo;

• Menor severidade de doenças;

• Aumento de produtividade.

Principais Culturas:

Arroz, feijão-comum, milho e soja.