Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/54300
Type: Tese
Title: Métodos alternativos para identificação de Fusarium, quantificação de fumonisinas e controle de fungos fitopatogênicos
Authors: Renata Regina Pereira da Conceição
First Advisor: Maria Aparecida de Resende Stoianoff
First Co-advisor: Valéria Aparecida Vieira Queiroz
metadata.dc.contributor.advisor-co2: Maria Lúcia Ferreira Simeone
First Referee: Vera Lúcia dos Santos
Second Referee: Aristóteles Góes Neto
Third Referee: Everaldo Paulo de Medeiros
metadata.dc.contributor.referee4: Felipe Machado Trombete
Abstract: O milho (Zea mays L.) é um dos grãos mais presentes na dieta humana e animal e possui grande importância econômica e social. Porém, essa cultura agrícola é muito suscetível ao ataque de fungos patogênicos que, além de causarem prejuízos na produção, podem produzir micotoxinas capazes de provocar graves danos à saúde. Esses patógenos e essas toxinas são de difícil controle e os métodos de detecção são bastante onerosos e demorados. Assim, a busca por métodos alternativos, de controle e de rápida detecção e identificação de fungos e de micotoxinas é de grande relevância. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivos utilizar a tecnologia de imagens hiperespectrais no infravermelho próximo e técnicas de análise multivariada de imagens para desenvolver um método para classificação de fungos do gênero Fusarium, quantificação de fumonisinas, bem como analisar a atividade antifúngica de compostos fenólicos obtidos de grãos de sorgo sobre o desenvolvimento de espécies fitopatogênicas. Foi implementado o uso de imagens hiperespectrais no infravermelho próximo (HSI-NIR) combinadas com a análise discriminante de mínimos quadrados parciais (PLS-DA) de imagens, afim de desenvolver um método rápido para identificação de Fusarium verticillioides e F graminearum. A validação foi realizada com 15 isolados de Fusarium spp. A técnica de HSI-NIR foi capaz de realizar a identificação e distinção dos fungos F. verticillioides e F. graminearum. Para quantificar o teor de fumonisinas totais (B1 + B2) em grãos de milho foi utilizado os espectros médios obtidos a partir da técnica HSI-NIR com regressão multivariada e, de um total de 51 amostras. O método CLAE foi utilizado para a obtenção dos resultados de referência. Após o pré-processamento dos dados, o modelo final utilizando os espectros médios de imagens HSI-NIR apresentou, para o conjunto de calibração, R2 de 0,96 e RMSEC 822,45 µg.kg-1; e R2 de 0,94 e RMSEP de 890,35 µg.kg-1 para o conjunto de amostras utilizadas na validação externa. A relação de desempenho do desvio (RPD) para o modelo foi de 4,9. Foi avaliado o efeito antifúngico do extrato fenólico de sorgo SC319 (1330 mg GAE.g-1) sobre espécies dos gêneros Aspergillus, Fusarium, Penicillium, Stenocarpella, Colletotrichum e Macrophomina, por meio das análises de CIM, taxa de germinação e curva de crescimento. Para a análise de CIM todas as amostras apresentaram crescimento acima da concentração máxima testada (5000 µg.mL-1), ao contrário de que se esperava houve efeito positivo, ou seja, maiores taxas de germinação na presença do extrato fenólico para o percentual de conídios germinados em 4 das 14 amostras, e na curva de crescimento foi possível observar que o controle apresentou maior contagem de UFC’s do que as amostras com EFS. Não foi evidenciado efeito antifúngico do extrato fenólico de sorgo sobre espécies toxigênicas que acometem o milho. Entretanto, sugere-se outros testes com diferentes cultivares de sorgo a fim de avaliar o efeito antifúngico desse extrato.
Abstract: Maize (Zea mays L.) is one of the most common grains in the human and animal diet and has great economic and social importance. However, this agricultural crop is very susceptible to attack by pathogenic fungi that, in addition to causing losses in production, can produce mycotoxins capable of causing serious damage to health. These pathogens and toxins are difficult to control and detection methods are quite expensive and time-consuming. Thus, a search for alternative methods of control and rapid detection and identification of fungi and mycotoxins is highly demonstrated. Thus, the present work aimed to use hyperspectral imaging technology in the near infrared and multivariate image analysis techniques to develop a method for classifying Fusarium fungi, quantifying fumonisins, as well as analyzing an antifungal activity of phenolic compounds result of sorghum grains on the development of phytopathogenic species. The use of hyperspectral images in the near infrared (HSI-NIR) combined with pattern recognition analysis, discriminant analysis of partial complements (PLS-DA) of images in order to develop a rapid method for the identification of Fusarium verticillioides and F graminearum. The validation was performed with 15 granted by Fusarium spp. The HSI-NIR technique was able to identify and distinguish fungi F. verticillioides and F. graminearum. To quantify the content of total fumonisins (B1 + B2) in maize grains, the medium spectra obtained from the HSI-NIR technique with multivariate regression were used, and a total of 51 ed. The CLAE method was used to obtain the reference results. After the pre-processing of the data, the final model using the medium spectra of HSI-NIR images presents, for the calibration set, R2 of 0.96 and RMSEC 822.45 µg.kg-1; and R2 of 0.94 and RMSEP of 890.35 µg.kg-1 for the set of users used in external validation. The deviation performance ratio (RPD) for the 4.9 model. The antifungal effect of the phenolic extract of sorghum SC319 (1330 mg GAE.g-1) on species of the genera Aspergillus, Fusarium, Penicillium, Stenocarpella, Colletotrichum and Macrophomina was evaluated, by means of MIC analysis, germination rate and growth curve. For the MIC analysis, all samples showed growth above the maximum tested concentration (5000 µg.mL-1), contrary to what was expected, there was a positive effect, that is, higher germination rates in the presence of the phenolic extract for the percentage of germinated conidia. in 4 of the 14 samples, and in the growth curve it was possible to observe that the control had a higher count of CFU's than the samples with EFS. There was no evidence of an antifungal effect of phenolic sorghum extract on toxigenic species that affect corn. However, other tests with different sorghum cultivars are suggested in order to evaluate the antifungal effect of this extract.
Subject: Microbiologia
Zea mays
Sorghum
Fusarium
Micotoxinas
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Microbiologia
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/54300
Issue Date: 30-Mar-2021
Appears in Collections:Teses de Doutorado



This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons