Metarhizium anisopliae: características, taxonomia, morfologia - Ciência - 2023

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Metarhizium anisopliae é um fungo mitospórico ou anamórfico de reprodução assexuada, amplamente utilizado como entomopatógeno para controle biológico. Tem a capacidade de parasitar e eliminar uma grande variedade de pragas de insetos de várias plantas de importância agrícola.

Este fungo possui características adaptativas especiais para sobreviver de forma saprofítica na matéria orgânica e como parasita de insetos. A maioria dos insetos pragas de culturas comerciais são suscetíveis ao ataque por esse fungo entomopatogênico.

Como organismo vivo saprofítico, está adaptado a diferentes ambientes onde desenvolve micélio, conidióforos e conídios. Essa capacidade facilita sua reprodução em nível de laboratório por meio de técnicas simples de propagação para serem utilizadas como biocontrolador.

Na verdade, esse fungo entomopatogênico é o inimigo natural de um grande número de espécies de insetos em vários agroecossistemas. Os hospedeiros são inteiramente cobertos por um micélio verde, referindo-se à doença chamada muscardina verde.

O ciclo de vida do entomopatógeno Metarhizium anisopliae É realizado em duas fases, uma fase infectante celular e outra fase saprofítica. O infectante no inseto parasitado e no saprófito aproveita os nutrientes do cadáver para se multiplicar.

Ao contrário de patógenos como vírus e bactérias que precisam ser ingeridos pelo patógeno para agir, o fungo Metarhizium atua no contato. Nesse caso, os esporos podem germinar e penetrar no interior, infectando a membrana cuticular do hospedeiro.

Caracteristicas

o Metarhizium anisopliae É um fungo patogênico de amplo espectro, localizado no solo e em restos de insetos parasitados. Devido ao seu potencial como alternativa ecológica, é o substituto ideal para os agroquímicos utilizados no manejo integral de pragas de importância econômica.

Infecção do M. anisopliae Começa com a união dos conídios do fungo à cutícula do inseto hospedeiro. Posteriormente, por meio da atividade enzimática entre ambas as estruturas e da ação mecânica, ocorre a germinação e a penetração.

As enzimas que estão envolvidas no reconhecimento, adesão e patogênese da cutícula do hospedeiro estão localizadas na parede celular do fungo.Essas proteínas incluem fosfolipases, proteases, dismutases e adesinas, que também atuam nos processos de adesão, osmose e morfogênese do fungo.

Geralmente, esses fungos têm ação lenta quando as condições ambientais são desfavoráveis. Temperaturas médias entre 24 e 28 ºC e alta umidade relativa são ideais para um efetivo desenvolvimento e ação entomopatogênica.

A doença da muscardina verde causada por M. anisopliae é caracterizada pela coloração verde dos esporos no hospedeiro colonizado. Uma vez que o inseto é invadido, o micélio cobre a superfície, onde as estruturas frutificam e esporulam, cobrindo a superfície do hospedeiro.

Nesse sentido, a infecção dura cerca de uma semana para o inseto parar de se alimentar e morrer. Entre as várias pragas que controla, é altamente eficaz em insetos da ordem coleoptera, lepidoptera e homoptera, particularmente larvas.

O cogumelo M. anisopliae Como um biocontrolador, é comercializado em formulações de esporos misturados a materiais inertes para preservar sua viabilidade. A forma adequada para sua aplicação é por meio de fumigações, manipulação ambiental e inoculação.

Morfologia

Em nível de laboratório, colônias de M. anisopliae mostram um desenvolvimento eficaz em meios de cultura PDA (Papa-dextrorse-agar). A colônia circular apresenta inicialmente um crescimento micelar branco, exibindo variações de cor quando o fungo esporula.

Quando o processo de multiplicação dos conídios começa, uma coloração verde-oliva é percebida na superfície micelar. Na parte inferior da cápsula, uma descoloração amarelo claro é observada com pigmentos amarelos difusos no meio.

Os conidióforos crescem do micélio de forma irregular com dois a três ramos em cada septo. Esses conidióforos têm comprimento de 4 a 14 mícrons e diâmetro de 1,5 a 2,5 mícrons.

As fiálides são estruturas geradas no micélio, sendo o local onde os conídios se destacam. No M. anisopliae eles são finos no ápice, com 6 a 15 mícrons de comprimento e 2 a 5 mícrons de diâmetro.

Os conídios são estruturas unicelulares, cilíndricas e truncadas, com longas cadeias, hialinas a esverdeadas. Os conídios têm 4 a 10 mícrons de comprimento e 2 a 4 mícrons de diâmetro.

Taxonomia

O genero Metarhizium foi inicialmente descrito por Sorokin (1883) infectando larvas de Anisoplia austriaca, causando uma doença conhecida como muscardina verde. O nome Entomophthora anisopliae foi inicialmente proposto por Metschnikoff para isolados de fungos, mais tarde foi denominado Destruidor isaria.

Estudos mais detalhados da taxonomia do gênero, concluídos em classificá-lo como Metarhizium sorokin. Atualmente a espécie é considerada M. anisopliae, nomeado por Metschnikoff, como o organismo representativo do gênero Metarhizium.

Vários isolados do fungo Metarhizium são específicas, por isso foram designadas como novas variedades. No entanto, eles são atualmente classificados como espécies Metarhizium anisopliae, Metarhiziummajus Y Metarhiziumacridum.

Da mesma forma, algumas espécies foram renomeadas, Metarhizium taii apresenta características semelhantes a MetarhiziumGuizhouense. Uma variedade comercial de M. anisopliae, a M. anisopliae (43) que é inimigo específico dos coleópteros agora é chamado Metarhizium brunneum.

As espécies Metarhizium anisopliae (Metchnikoff) Sorokin (1883), faz parte do gênero Metarhizium descrito por Sorokin (1883). Taxonomicamente pertence à família Clavicipitaceae, ordem Hipocreias, classe Sordariomycetes, divisão Ascomycota, do reino Fungi.

Ciclo de vida

O cogumelo Metarhizium anisopliae inicia a patogênese por meio do processo de adesão dos conídios na membrana cuticular do hospedeiro. Posteriormente ocorrem as fases de germinação, crescimento de apressórios ou estruturas de inserção, colonização e reprodução.

Os esporos ou conídios do solo ou restos de insetos contaminados invadem a cutícula de novos hospedeiros. Com a intervenção de processos mecânicos e químicos, desenvolve-se o apressório e o tubo germinativo que penetra no interior do inseto.

Geralmente, em condições favoráveis, a germinação ocorre dentro de 12 horas após a inoculação. Da mesma forma, a formação de apressórios e a penetração do tubo germinativo ou haustórios ocorrem entre 12 a 18 horas.

O mecanismo físico que permite a penetração é a pressão exercida pelos apressórios, que rompem a membrana cuticular. O mecanismo químico é a ação das enzimas protease, quinase e lipase que quebram as membranas no local da inserção.

Assim que o inseto penetra, as hifas se ramificam em seu interior, invadindo completamente a presa após 3-4 dias. Em seguida, as estruturas reprodutivas, conidióforos e conídios são formados, que completam a patogênese do hospedeiro após 4-5 dias.

A morte do inseto ocorre pela contaminação de toxinas produzidas pelo fungo entomopatogênico. O biocontrolador sintetiza as toxinas dextruxina, protodextruxina e desmetildextruxina com alto nível de toxicidade para artrópodes e nematóides.

A invasão do hospedeiro está condicionada à temperatura e umidade relativa do ambiente. Da mesma forma, a disponibilidade de nutrientes na membrana cuticular do inseto e a capacidade de detectar hospedeiros suscetíveis a serem colonizados.

Muscardina verde

A doença da muscardina verde causada por Metarhizium anisopliae Apresenta vários sintomas em larvas, ninfas ou adultos infectados. As formas imaturas reduzem a formação de mucilagem, tendem a se afastar do local de ataque ou paralisar seus movimentos.

Os adultos diminuem seus movimentos e área de voo, param de se alimentar e as fêmeas não põem ovos. Os insetos contaminados tendem a morrer em locais distantes do local da infecção, promovendo a disseminação da doença.

O ciclo da doença pode durar entre 8 e 10 dias dependendo das condições ambientais, principalmente umidade e temperatura. Após a morte do hospedeiro, fica totalmente coberto por um micélio branco e sucessivas esporulações verdes, características da muscardina verde.

Controle biológico

O cogumelo Metarhizium anisopliae é um dos entomopatógenos mais amplamente estudados e utilizados no controle biológico de pragas. O fator chave para o sucesso da colonização de um hospedeiro é a penetração do fungo e sua multiplicação.

Uma vez que o fungo se estabelece dentro do inseto, ocorre a proliferação de hifas filamentosas e a geração de micotoxinas que inativam o hospedeiro. A morte do hospedeiro também ocorre por alterações patológicas e efeitos mecânicos em órgãos e tecidos internos.

O controle biológico é realizado pela aplicação de produtos formulados a partir da concentração de esporos ou conídios do fungo em produtos comerciais. Os conídios são misturados com materiais inertes, como solventes, argilas, talcos, emulsificantes e outros aditivos naturais.

Esses materiais não devem afetar a viabilidade do fungo e devem ser inofensivos ao meio ambiente e à cultura. Além disso, devem apresentar ótimas condições físicas que facilitem a mistura, aplicação do produto e de baixo custo.

O sucesso do controle biológico por meio de entomopatógenos depende da formulação eficaz do produto comercial. Incluindo a viabilidade do microrganismo, o material usado na formulação, as condições de armazenamento e o método de aplicação.

Modo de ação

O inóculo de aplicações de formulado com o fungo M. anisopliae Serve para contaminar larvas, hifas ou adultos. Os hospedeiros contaminados migram para outros locais da lavoura onde morrem e disseminam a doença devido à esporulação do fungo.

A ação do vento, chuva e orvalho facilita a dispersão dos conídios para outras partes da planta. Os insetos em sua atividade de forrageamento são expostos à adesão de esporos.

As condições ambientais favorecem o desenvolvimento e a dispersão dos conídios, sendo os estágios imaturos do inseto os mais suscetíveis. A partir de novas infecções, são criados focos secundários, proliferando a epizootia capaz de controlar totalmente a peste.

Controle biológico do gorgulho da banana

O gorgulho preto (Cosmopolites sordidus Germar) é uma importante praga do cultivo de musaceae (tanchagem e banana) principalmente nos trópicos. Sua dispersão é causada principalmente pelo manejo que o homem realiza nos processos de semeadura e colheita.

A larva é o agente causador dos danos causados no interior do rizoma. O gorgulho em sua fase larval é muito ativo e voraz, causando perfurações que afetam o sistema radicular da planta.

As galerias formadas no rizoma facilitam a contaminação com microrganismos que apodrecem os tecidos vasculares da planta. Além disso, a planta enfraquece e tende a tombar devido à ação de fortes ventos.

O controle usual é baseado no uso de inseticidas químicos, porém, seu efeito negativo no meio ambiente tem levado à busca de novas alternativas. Atualmente o uso de fungos entomopatogênicos como Metarhizium anisopliae relataram bons resultados em testes de campo.

Excelentes resultados foram obtidos no Brasil e Equador (85-95% de mortalidade) usando M. anisopliae no arroz como material de inoculação. A estratégia é colocar arroz infectado em pedaços do caule ao redor da planta, o inseto é atraído e fica contaminado com o patógeno.

Controle biológico de larvas

Fall Armyworm

Fall ArmywormSpodoptera frugiperda) é uma das pragas mais prejudiciais em cereais como sorgo, milho e forragens. No milho é altamente prejudicial quando ataca a cultura antes dos 30 dias, com alturas entre 40 e 60 cm.

Nesse sentido, o controle químico tem permitido ao inseto maior resistência, eliminação de inimigos naturais e danos ao meio ambiente. O uso de M. anisopliae como alternativa de controle biológico apresenta bons resultados, visto S. frugiperda é suscetível.

Os melhores resultados têm sido obtidos quando se utiliza arroz esterilizado como meio de dispersão do inóculo na cultura. Realizando aplicações a 10 dds e depois aos 8 dias, ajustando a formulação em 1 × 10¹² conídios por hectare.

Larvas de verme branco

As larvas de besouro são encontradas se alimentando de matéria orgânica e raízes de safras economicamente importantes. As espécies Hylamorpha elegans (Burmeister) chamado de galinha verde, seu estado larval é uma praga do trigo (Triticum aestivum EU.).

Os danos causados pelas larvas ocorrem ao nível do sistema radicular, fazendo com que as plantas enfraqueçam, murchem e percam as folhas. O ciclo de vida do besouro é de um ano e, na época de maior incidência, são observadas áreas de cultivo totalmente destruídas.

O controle químico tem se mostrado ineficaz devido à migração das larvas nos solos tratados. Associado ao aumento da resistência, aumento dos custos de produção e contaminação ambiental.

O uso de Metarhizium anisopliae Como agente antagonista e biocontrolador, atingiu até 50% de mortalidade nas populações de larvas. Mesmo que os resultados tenham sido obtidos em nível de laboratório, espera-se que as análises de campo relatem resultados semelhantes.

Referências

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