Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/55948
Type: Dissertação
Title: Isolamento e caracterização de fagos bacteriolíticos contra ralstonia solanacearum e xanthomonas perforans causadores da murcha e mancha bacteriana em tomateiros
Authors: Amanda Gomes Guimarães
First Advisor: Vera Lúcia dos Santos
First Referee: Rodrigo Araújo Lima Rodrigues
Second Referee: Paula Luize Camargos Fonseca
Third Referee: Paula Prazeres Magalhães
metadata.dc.contributor.referee4: Betânia Paiva Drumond
Abstract: Os tomateiros (Solanum lycopersicum L.) e seus frutos são uma das culturas que mais sofrem com ataques de pragas e patógenos nas safras brasileiras. Fatores climáticos como altas temperaturas e umidade elevada propiciam o estabelecimento de doenças, sendo que o uso de defensivos agrícolas no combate a fitopatógenos está se tornando limitado devido à resistência que esses microrganismos vêm apresentando perante a esses produtos. Nesse sentido, o uso da fagoterapia, tecnologia que utiliza formulações de fagos líticos que são vírus que infectam e matam bactérias, é considerada hoje uma alternativa promissora para o controle de patógenos bacterianos. Logo, no presente trabalho foram isolados fagos provenientes de amostras de solo e de folhas de tomateiros com sintomas de murcha e mancha bacteriana visando aplicações para o biocontrole dos fitopatógenos causadores das doenças em questão. Para o isolamento, foram utilizadas as linhagens hospedeiras Ralstonia solanacearum RS705 e Xanthomonas perforans IS3FMA sendo isolados o fago B3 (RS705) e os fagos X1, X2, X3 e X4 (IS3FMA) respectivamente. Posteriormente, os 5 fagos obtidos foram caracterizados a nível morfológico por microscopia eletrônica de transmissão (MET). Os 4 fagos de X. perforans apresentaram mesma morfologia e tamanho sendo que as demais caracterizações seguiram para o fago X1. Esse juntamente ao fago B3 de R. solanacearum foi classificado como pertencente à classe Caudoviricetes sendo que a análise genômica para melhor definição das atuais famílias encontra-se em andamento. Além disso, os fagos foram avaliados quanto a multiplicidade de infecção (MOI). O fago B3 apresentou maior efetividade contra RS705 na menor MOI testada (0,01), enquanto X1 foi mais eficiente na inibição do crescimento de IS3FMA na MOI 10. Em escalas maiores, a atividade bacteriolítica dos fagos também foi testada em meio líquido utilizando as melhores MOI’s obtidas havendo uma diminuição de 49,23% na D.O 600 nm de RS705 e de 76,2% na D.O 600 nm de IS3FMA quando ambas culturas foram crescidas junto a seus respectivos fagos. Ademais, avaliou-se a estabilidade dos fagos frente a variações de pH, temperatura, luz UV e tempo de estocagem. Ambos os fagos apresentaram boa estabilidade entre os pH’s 3,0 e 8,0 (B3) e entre pH’s 3,0 e 9,0 (X1) por um período de 24 horas. Essa mesma estabilidade foi mantida entre as temperaturas de 20 e 40°C por 72 horas para ambos os fagos, assim como não houve variações significativas em seus títulos quando expostos à luz UV-A por 2 (B3) e 1 hora (X1). Além disso, o fago B3 mostrou ótima estabilidade não apresentando nenhum efeito negativo e significativo sobre o título até o 4° mês de estocagem quando mantido em tampão SM a 4°C. O último parâmetro avaliado in vitro foi a especificidade dos fagos através do espectro de hospedeiros. O fago B3 apresentou atividade lítica apenas contra espécies de Ralstonia sp., enquanto X1 não mostrou atividade contra nenhuma das espécies testadas, até o momento sendo específico a sua linhagem hospedeira (IS3FMA). Ao final, foi conduzida uma avaliação do potencial bacteriolítico do fago B3 in vivo utilizando grupos de plantas infectadas com RS705 ao longo de 14 dias. Foi observado que B3 inibiu os sintomas da doença em 100% nos tratamentos em que o fago foi inoculado por 2 e 3 vezes após a infecção com o patógeno, além de serem encontradas menores densidades bacterianas (UFC/mL) no solo e caule de todos os grupos tratados com o fago ao menos uma vez quando comparados ao grupo controle que recebeu apenas o patógeno. Ademais, foram encontrados os maiores títulos (UFP/mL) de B3 no solo nos grupos que apresentaram as menores taxas de progressão da doença ao final do experimento. Em suma, os fagos B3 e X1 mostraram um grande potencial para o biocontrole de fitopatógenos causadores da murcha e mancha bacteriana em tomateiros sendo os próximos passos a testagem do fago X1 in vivo e a expansão de testes com o fago B3 no campo.
Abstract: Tomato plants (Solanum lycopersicum L.) and their fruits are one of the crops that most suffer from attacks by pests and pathogens in Brazilian crops. Climatic factors such as high temperatures and high humidity favor the establishment of diseases, and the use of pesticides that do not combat phytopathogens is becoming limited due to the resistance that these microorganisms have been showing to these products. In this sense, the use of phagotherapy, a technology that uses formulations of lytic phages that are viruses that infect and kill bacteria, is now considered a promising alternative for the control of bacterial pathogens. Therefore, in the present work, phages from samples of soil and leaves of tomato plants with symptoms of wilting and bacterial spot were isolated, aiming at applications for the biocontrol of phytopathogens that cause the diseases in question. For isolation, Ralstonia solanacearum RS705 and Xanthomonas perforans IS3FMA strains were used as host lines, and phage B3 (RS705) and phage X1, X2, X3 and X4 (IS3FMA) were isolated respectively. Subsequently, the 5 phages obtained were characterized at the morphological level by transmission electron microscopy (TEM). The 4 X. perforans phages showed the same morphology and size and the other characterizations followed for phage X1. This together with the B3 phage of R. solanacearum was classified as belonging to the class Caudoviricetes and a genomic analysis for better definition of the current families is in progress. In addition, phages were evaluated for multiplicity of infection (MOI). Phage B3 showed greater evolution against RS705 at the lowest MOI demonstrated (0.01), while X1 was more efficient in the evolution of IS3FMA at MOI 10. At larger scales, the bacteriolytic activity of phages was also transmitted in liquid medium using the best MOI's occurring with a decrease of 49.23% in the OD 600 nm of RS705 and of 76.2% in the OD 600 nm of IS3FMA when both cultures were grown with their respective phages. In addition, evaluate the stability of the phages against variations in pH, temperature, UV light and storage time. Both phages demonstrated good stability between pH's 3.0 and 8.0 (B3) and between pH's 3.0 and 9.0 (X1) for a period of 24 hours. This same stability was maintained between temperatures of 20 and 40°C for 72 hours for both phages, as well as there were no experimental variations in their titles when exposed to UV-A light for 2 (B3) and 1 hour (X1). In addition, phage B3 showed excellent stability, not showing any negative and significant effect on the titer until the 4th month of storage when kept in SM at 4°C. The last parameter evaluated in vitro was the phage specificity across the host spectrum. Phage B3 showed lytic activity only against species of Ralstonia sp., while X1 did not show activity against any of the species, so far being specific to its host lineage (IS3FMA). At the end, an evaluation of the bacteriolytic potential of the B3 phage in vivo was conducted using groups of plants infected with RS705 over 14 days. It was observed that B3 inhibited disease symptoms by 100% in treatments in which the phage was inoculated 2 and 3 times after infection with the pathogen, in addition to lower bacterial densities (CFU/mL) in the soil and stem of all the groups treated with the phage at least once when compared to the control group that received only the pathogen. In addition, the highest titers (PFU/mL) of B3 in the soil were found in groups that presented lower rates of disease progression at the end of the experiment. In short, the B3 and X1 phages enjoyed a great potential for the biocontrol of phytopathogens that cause bacterial wilt and spot in tomato plants.
Subject: Microbiologia
Ralstonia solanacearum
Xanthomonas
Lycopersicon esculentum
Terapia por Fagos
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 Restrito
URI: http://hdl.handle.net/1843/55948
Issue Date: 19-Apr-2023
metadata.dc.description.embargo: 19-Apr-2025
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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