Metarhizium anisopliae: características, taxonomia, morfologia

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

Este fungo possui características especiais de adaptação para sobreviver saprófita em matéria orgânica e como parasita em insetos. A maioria dos insetos comerciais de pragas agrícolas é suscetível ao ataque por esse fungo entomopatogênico.

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Muscardina verde causada por Metarhizium anisopliae. Fonte: Chengshu Wang e Yuxian Xia [CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], via Wikimedia Commons

Como organismo da vida saprofítica, é 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 a serem usadas como biocontrolador.

De fato, esse fungo entomopatogênico é um inimigo natural de um grande número de espécies de insetos em vários agroecossistemas. Os convidados são cobertos inteiramente por um micélio verde, em referência à doença chamada muscardina verde.

O ciclo de vida do entomopatógeno Metarhizium anisopliae é realizado em duas fases, uma fase infecciosa celular e outra fase saprofítica. O infeccioso 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 em contato. Nesse caso, os esporos podem germinar e penetrar no interior, infectando a membrana cuticular do hospedeiro.

Caracteristicas

O Metarhizium anisopliae é um amplo espectro de fungos patogénicos, localizado no chão e restos de insectos parasitados. Devido ao seu potencial como alternativa ecológica, é o substituto ideal para agroquímicos utilizados no manejo integral de pragas economicamente importantes.

A infecção de M. anisopliae começa com a união dos conídios do fungo à cutícula do inseto hospedeiro. Posteriormente, através da atividade enzimática entre estruturas e ação mecânica, ocorre germinação e penetração.

As enzimas envolvidas no reconhecimento, adesão e patogênese da cutícula hospedeira estão localizadas na parede celular dos fungos. Essas proteínas compreendem fosfolipases, proteases, dismutases e adesinas, que também atuam nos processos de adesão, osmose e morfogênese fúngica.

Geralmente esses fungos são de ação lenta quando as condições ambientais são desfavoráveis. Temperaturas médias entre 24 e 28 ºC e alta umidade relativa são ideais para desenvolvimento efetivo 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 invade, o micélio cobre a superfície, onde as estruturas produzem frutos e esporulam-se 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, principalmente nas larvas.

O fungo M. anisopliae como biocontrolador é comercializado em formulações de esporos misturadas com materiais inertes para preservar sua viabilidade. O modo apropriado para sua aplicação é através da fumigação, manipulação ambiental e inoculação.

Morfologia

No nível laboratorial, as colônias de M. anisopliae têm um desenvolvimento efetivo nos meios de cultura de PDA (Papa-dextrorsa-agar). A colônia em forma circular apresenta inicialmente um crescimento micelar branco, exibindo variações de cor quando o fungo esporular.

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Fialide de Metarhizium anisopliae. Fonte: naro.affrc.go.jp

No início do processo de multiplicação de conídios, uma coloração verde-oliva é percebida na superfície micelar. No lado inferior da cápsula, é observada uma descoloração amarela pálida com pigmentos amarelos difusos no meio.

Os conidióforos crescem irregularmente do micélio com dois a três ramos em cada septo. Estes conidióforos têm um comprimento de 4 a 14 microns e um diâmetro de 1,5 a 2,5 microns.

Os filóides são estruturas geradas no micélio, sendo o local onde os conídios são liberados. Em M. anisopliae, eles são finos no ápice, com 6 a 15 mícrons de comprimento e 2 a 5 mícrons de diâmetro.

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

Taxonomia

O gênero Metarhizium foi inicialmente descrito por Sorokin (1883) infectando larvas de Anisoplia austriaca , causando uma doença conhecida como muscardina verde. O nome Entomophthora anisopliae foi proposto inicialmente por Metschnikoff para isolados de fungos, posteriormente denominado Isaria destructor .

Estudos mais detalhados da taxonomia do gênero concluíram a classificação como Metarhizium sorokin. A espécie M. anisopliae , nomeada por Metschnikoff, é atualmente considerada o organismo representativo do gênero Metarhizium .

Vários isolados do fungo Metarhizium são específicos, razão pela qual foram designados como novas variedades. No entanto, atualmente são classificados como Metarhizium anisopliae , Metarhizium majus e Metarhizium acridum.

Além disso, algumas espécies foram renomeadas, Metarhizium taii possui características semelhantes às de Metarhizium guizhouense. Uma cepa comercial de M. anisopliae , M. anisopliae (43) que é um inimigo específico de coleópteros é agora chamada Metarhizium brunneum .

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

Ciclo de vida

O fungo Metarhizium anisopliae inicia a patogênese através do processo de adesão dos conídios na membrana cuticular do hospedeiro. Posteriormente, ocorrem as estruturas de germinação, crescimento ou inserção de appressório, colonização e reprodução.

Esporos ou conídios do solo ou insetos contaminados invadem a cutícula de novos hospedeiros. Com a intervenção de processos mecânicos e químicos, o appressório e o tubo germinativo que penetra no inseto se desenvolvem.

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

O mecanismo físico que permite a penetração é a pressão exercida pelos apressores, que rompem a membrana cuticular. O mecanismo químico é a ação das enzimas proteases, quinases e lipases que quebram as membranas no ponto de inserção.

Depois que o inseto penetra, as hifas se ramificam para dentro, invadindo completamente a presa após 3-4 dias. Em seguida, as estruturas reprodutivas, conidióforos e conídios são formadas, o que completa a patogênese do hospedeiro em 4-5 dias.

A morte de insetos ocorre através da contaminação por toxinas causada pelo fungo entomopatogênico. O biocontrolador sintetiza as toxinas dextruxina, protodextruxina e demetildextruxina de 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 de serem colonizados.

Muscardina verde

A doença da muscardina verde causada por Metarhizium anisopliae apresenta vários sintomas em larvas, ninfas ou adultos infectados. Formas imaturas reduzem a formação de mucilagens, tendem a se afastar do local do ataque ou paralisam seus movimentos.

Os adultos diminuem sua área de movimento e vôo, param de se alimentar e as fêmeas não põem ovos. Insetos contaminados tendem a morrer em locais distantes do local da infecção, o que leva à disseminação da doença.

O ciclo da doença pode ser realizado entre 8 e 10 dias, dependendo das condições ambientais, principalmente umidade e temperatura. Após a morte do hospedeiro, é completamente coberto por um micélio branco e esporulação verde sucessiva, característica da muscardina verde.

Controle biológico

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

Uma vez estabelecido o fungo no interior do inseto, ocorre a proliferação de hifas filamentosas e a geração de micotoxinas que inativam o hospedeiro. A morte do hospedeiro também ocorre devido a alterações patológicas e efeitos mecânicos nos órgãos e tecidos internos.

O controle biológico é realizado aplicando produtos formulados com base nas concentrações de esporos ou conídios do fungo em produtos comerciais. Os conídios são misturados com materiais inertes, como solventes, argilas, talco, emulsificantes e outros aditivos naturais.

Esses materiais não devem afetar a viabilidade do fungo e devem ser inofensivos ao meio ambiente e à colheita. Além disso, eles devem ter condições físicas ideais que facilitem a mistura, a aplicação do produto e sejam de baixo custo.

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

Modo de ação

O inóculo de aplicações formuladas com o fungo M. anisopliae serve para contaminar larvas, hifas ou adultos. Hospedeiros contaminados migram para outros lugares da colheita onde morrem e espalham 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 suas atividades de busca de alimentos 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, focos secundários são criados, proliferando a epizootia capaz de controlar totalmente a praga.

Controle biológico do gorgulho da banana preta

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

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Gorgulho preto da banana. Fonte: mezfer.com.mx

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

Galerias formadas no rizoma facilitam a contaminação com microorganismos que apodrecem os tecidos vasculares da planta. Além disso, a planta enfraquece e tende a tombar devido aos ventos fortes.

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

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

Controle biológico de larvas

Verme de broto de milho

O verme cogollero ( Spodoptera frugiperda ) é uma das pragas mais prejudiciais em cereais como sorgo, milho e forragem. No milho, é altamente nocivo quando ataca a safra antes de 30 dias, com alturas entre 40 e 60 cm.

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Verme Cogollero. Fonte: Veja a página do autor [Domínio público], via Wikimedia Commons

Nesse sentido, o controle químico permitiu ao inseto obter maior resistência, eliminação de inimigos naturais e danos ao meio ambiente. O uso de M. anisopliae como alternativa de controle biológico tem apresentado bons resultados, uma vez que S. frugiperda é suscetível.

Os melhores resultados foram obtidos com o uso de arroz esterilizado como meio de dispersão do inóculo na cultura. Fazendo aplicações aos 10 dias e depois aos 8 dias, ajustando a formulação em 1 × 10 12 conídios por hectare.

Larvas de minhoca branca

As larvas de besouros estão localizadas alimentando-se de matéria orgânica e raízes de culturas economicamente importantes. A espécie Hylamorpha elegans (Burmeister), chamada pololo verde, é o seu estado larval é uma praga do trigo ( Triticum aestivum L.).

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Larva de sem-fim branco. Fonte: invasive.org

O dano causado pela larva ocorre no nível do sistema radicular, causando o enfraquecimento das plantas, murcha e perda das folhas. O ciclo de vida do besouro dura um ano e, no período de maior incidência, são observadas áreas de cultivo totalmente destruídas.

O controle químico tem sido ineficaz devido à migração larval nos solos tratados. Associado ao aumento da resistência, aumento dos custos de produção e poluição do meio ambiente.

O uso de Metarhizium anisopliae como agente antagonista e biocontrolador atingiu até 50% de mortalidade em populações larvais. Mesmo quando os resultados foram obtidos no nível do laboratório, espera-se que as análises de campo relatem resultados semelhantes.

Referências

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