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Uso de Uso de MicoherbicidasMicoherbicidas no Controle no Controle BiolBiolóógico de Plantas Invasoras gico de Plantas Invasoras
Kátia de Lima NechetPesquisadora Fitopatologia
Embrapa Meio Ambiente
MicoherbicidaUso de fungos fitopatogênicos endêmicos, já associados à planta-alvo, que são produzidos em massa, formulados e aplicados de modo semelhante a um herbicida químico onde a população da planta invasora está estabelecida
Foto: K.L. Nechet
Fotos: R.W. Barreto/K.L.Nechet
Importância das Plantas InvasorasInterferência negativa nos ambientes agrícolas
Perdas – 20 a 30%Lorenzi (2000)
Fotos: B. A. Halfeld-Vieira
Importância das Plantas Invasoras
herbicida é a classe mais consumida dentre os defensivos130 ingredientes ativos registrados no Agrofit120.000 t comercializados em 2009
90.000 t - Glifosato e seus sais ingrediente ativo mais vendido no Brasil
71 produtos comerciais20 empresas registrantes US$ 1 bilhão
BrasilIbama (2009)
Gasto mundial – US$ 32 bilhão (Bailey, 2006)
Oportunidades que Justificam o Desenvolvimento de um Micoherbicida
Controle de populações resistentes a herbicidas
197 espécies resistentes (WSSA, 2010)
Falha no controle
ingrediente alternativo - limitado
biótipos com resistência múltiplahttp://www.weedscience.org/In.asp
Oportunidades que Justificam o Desenvolvimento de um Micoherbicida
Invasoras parasitas
Controle ineficiente com herbicidas químicos
Cuscuta spp.
Orobanche spp.parasita solanáceas
Striga spp.Cereais-África
Lorenzi, 2000
Oportunidades que Justificam o Desenvolvimento de um Micoherbicida
Gramados e jardins
Canadá – programa de substituição de defensivos químicos
Taraxacum officinale Lorenzi, 2000
Oportunidades que Justificam o Desenvolvimento de um Micoherbicida
Culturas de menor importância econômica (ponto de vista das empresas)
Ambientes dulcícolas (represas,canais)
Invasoras em áreas urbanasinvasoras alergênicas
Nichos de mercados
Ambrosia artemisiifolia
Lorenzi, 2000
Oportunidades que Justificam o Desenvolvimento de um Micoherbicida
Plantas narcóticas
Aumento da preferência do consumidor por esses produtos
No Brasil – 13.000 áreas de produçãoU$ 300 milhão
Produção Orgânica
Erythroxylum coca var. cocaCannabis sativaPapaver somniferum
BioherbicidasBioherbicidas Registrados e/ou ComercializadosRegistrados e/ou Comercializados
DeVine – Ridings, 1986
Phytophthora palmivora
Morrenia odorata
Citrus -EUA
Mercado pequenoÁreas da Florida
Comercializado sob encomenda
BioherbicidasBioherbicidas Registrados e/ou ComercializadosRegistrados e/ou Comercializados
CollegoTM – TeBeest et al.,1992
Colletotrichum gloeosporioides f.sp. aeschynomene
Aeschynomene virginica- angiquinho
Soja e Arroz -EUA
90% de controle
Comercializado sob novo nome - LockDown
Lorenzi, 2000
Natural Industries http://naturalindustries.com/commercial/
BioherbicidasBioherbicidas Registrados e/ou ComercializadosRegistrados e/ou Comercializados
Planta-alvo PatógenoNome registrado
Cultura País Referência
Cuscuta
spp. Colletotrichum
gloeosporioides
f.sp.
cuscutae
Lubao
Soja China 1963
Cyperus
esculentusPuccinia
canaliculata
Dr. BioSedgeVárias EUA Phatak, 1987
Cassia
obtusifolia Alternaria cassiae
CASSTTVárias EUA Boyette, 2000
Prunus
serotina
Plantas lenhosas invasoras
Chondrostereum
purpureum
BioChonTM Refloresta
mentosHolanda De Jong et
al., 1990
ChontrolTM
Myco-TechTMCaminhos e
florestas EUA; Canadá Mycologic
Inc.
BioherbicidasBioherbicidas Registrados e/ou ComercializadosRegistrados e/ou Comercializados
Planta-alvo PatógenoNome registrado
Cultura País Referência
Malva pusilla
Malva spp.Colletotrichum
gloeosporioides
BioMalR=Mallet
WP
Várias Canadá; EUA Mortensen, 1996
Poa
annua Xanthomonas
campestris
pv. poae
CampericoTM
Gramados; campos de
golfe
Japão Imaizumi
et
al., 1997
Cuscuta
sp. Alternaria destruens
Smolder
G
Smolder
WP
Várias EUA Hopen
et
al., 1997
Acacia
spp. Cylindrobasidium
laeve
(Stumpout)
Vegetação nativa
África do Sul Morris et
al. 1999
BioherbicidasBioherbicidas Registrados e/ou ComercializadosRegistrados e/ou Comercializados
Planta-alvo PatógenoNome registrado Cultura País Referência
Hakea
sericea
H. gummosis
Colletotrichum
acutatumHakatak
Vegetação nativa África do Sul Morris et
al., 1999
Taraxacum
officinaleSclerotinia
minor
Sarritor Gramados Canadá Bailey
et
al., 2007
Solanumviarum
TMGMVSolvinix várias EUA Charudattan
(2008)
Mais de 50 exemplos de potenciais Mais de 50 exemplos de potenciais bioherbicidasbioherbicidas
Alguns dados....... Alguns dados....... AshAsh (2010)(2010)
Web Web ofof ScienceScience (1987(1987--2010)2010)
595 artigos595 artigos
335 335 ““potencial como potencial como micoherbicidamicoherbicida ou ou
bioherbicidabioherbicida””
““herbicidas sintherbicidas sintééticosticos””
17.000 artigos17.000 artigos
Etapas para Desenvolver um Etapas para Desenvolver um MicoherbicidaMicoherbicida
SeleSeleçção da plantaão da planta--alvoalvo
Levantamento e identificaLevantamento e identificaçção de fungos ão de fungos associados e de ocorrência na regiãoassociados e de ocorrência na região
Estudos de biologia e ciclo de vida Estudos de biologia e ciclo de vida do fungodo fungo
AvaliaAvaliaçção da especificidadeão da especificidade
Estudos sobre as condiEstudos sobre as condiçções ões ambientais que afetam o ambientais que afetam o desenvolvimento da doendesenvolvimento da doenççaa
Etapas para Desenvolver um Etapas para Desenvolver um MicoherbicidaMicoherbicida
Compatibilidade com Compatibilidade com adjuvantes e herbicidasadjuvantes e herbicidas
Viabilidade do Viabilidade do patpatóógenogeno em em armazenamento (vida de prateleira)armazenamento (vida de prateleira)
ProduProduçção ão massalmassal do fungodo fungo
Eficiência do Eficiência do ““prpréé--produtoproduto”” em em condicondiçções de campoões de campo
Registro e licenciamentoRegistro e licenciamento
ProduProduçção e Comercializaão e Comercializaççãoão
Eficiência no campoEficiência no campo
FormulaFormulaçção /concentraão /concentraçção de ão de ininóóculoculo
IntegraIntegraçção do produto nos sistemas de produão do produto nos sistemas de produççãoão
EspecificidadeEspecificidade
FormulaFormulaçção inadequadaão inadequada
Dependência de Molhamento FoliarDependência de Molhamento Foliar
ProteProteçção contra radiaão contra radiaçção UVão UV
Resistência/Tolerância das plantasResistência/Tolerância das plantas
Tecnologia de aplicaTecnologia de aplicaççãoão
Principais ObstPrincipais Obstááculos para Desenvolver um culos para Desenvolver um MicoherbicidaMicoherbicida
Grupos de Pesquisa com Grupos de Pesquisa com MicoherbicidasMicoherbicidas
PesquisadorPesquisador PaPaííss SituaSituaççãoão
RhagavanRhagavan
CharudattanCharudattan EUA Aposentado
Registro de Bioherbicida
Douglas Douglas BoyetteBoyette EUA Ativo
David David TeBeestTeBeest EUA Mudança de prioridade
Bruce Bruce AuldAuld Austrália Aposentado
Karen Karen BaileyBailey Canadá Registro de Micoherbicida
MaurizioMaurizio
VurroVurro Itália Ativo
GraemeGraeme
BourdotBourdot Nova Zelândia Registro de Micoherbicida
Grupos de Pesquisa com Grupos de Pesquisa com MicoherbicidasMicoherbicidas
Projeto S-268 – EUA, Canadá, Austrália, Inglaterra, Israel e Japão
http://ibg.ba.cnr.it/
Grupos de Pesquisa na AmGrupos de Pesquisa na Améérica Latinarica Latina
16 grupos de pesquisa com controle biológico de invasoras
Maioria de trabalhos com controle biológico clássico
Maioria das atividades dominada por entomologistas
Trinidade e TobagoCosta RicaArgentinaBrasilMexicoChile
Grupos de Pesquisa na AmGrupos de Pesquisa na Améérica Latina rica Latina com com MicoherbicidasMicoherbicidas
PaPaííss PesquisadorPesquisador InstituiInstituiççãoão PlantaPlanta--alvoalvo
México M.M. Jiménez Instituto Mexicano de Tecnologia del
Agua
Aguapé
Brasil
J. T. Yorinori Embrapa –
Soja Leiteiro
Sueli Mello Embrapa –
Cenargen Fedegoso;
Tiririca
R. A. Pitelli Unesp/Jaboticabal Aguapé; Elódea;
Fedegoso
R.W. Barreto Univ. Federal de Viçosa Leiteiro; Tiririca;
Trapoeraba;
Aguapé-de-flexa
Trabalhos Pioneiros no BrasilTrabalhos Pioneiros no BrasilRibeiro e Andrade (1995)Ribeiro e Andrade (1995)
Collego® angiquinho lavouras de arroz irrigadas
Dependência de alta umidade relativa
Trabalhos Pioneiros no BrasilTrabalhos Pioneiros no Brasil
Programa pioneiro de desenvolvimento de um Programa pioneiro de desenvolvimento de um micoherbicidamicoherbicida
Dr. J.T.Yorinori (Embrapa Soja) -1980/81
Helminthosporium sp. (=Bipolaris euphorbiae)
Euphorbia heterophylla
Foto: R.W. Barreto
Yorinori (1984)
eficiência comparável com acifluorfen sódico
redução de peso fresco do leiteiro
impediu a produção de sementes
Yorinori e Gazierro (1989)
variação de suscetibilidade entre populações do leiteiro
população resistente à B.euphorbiae
Gazierro e Yorinori (1993)
produto comercial?
Seleção de fungos para o desenvolvimento de micoherbicida para o controle biológico de
Euphorbia heterophylla
Universidade Federal de ViUniversidade Federal de Viççosaosa
Barreto, Barreto, R.W.R.W.NechetNechet, , K.L.K.L.
MizubutiMizubuti, , E.S.G.E.S.G.Silva, Silva, A.A.A.A.
Departamento de FitopatologiaDepartamento de Fitopatologia
Leiteiro; leiteira; amendoim-bravo
Euforbiácea - nativa da América tropical e subtropical
Alta variabilidade
SeleSeleçção da Plantaão da Planta--alvoalvo
Foto: K.L.Nechet
Elevada competitividade a agressividade
Invasora de culturas importantes – milho, cana-de-açúcar, feijão e soja
Látex transfere umidade aos grãos colhidos
Hospedeira de pragas agrícolas
PlantaPlanta--alvoalvo
Foto: K.L.Nechet
PlantaPlanta--alvoalvo
Biótipos resistentes aos herbicidas inibidores da enzima ALS
Gazierro et al., 1998
Biótipos resistentes aos herbicidas inibidores da PROTOX
Trezzi et al., 2006
Biótipos resistentes ao herbicida glifosato
Vidal et al., 2007
Resistência Múltipla
Etapas do DesenvolvimentoEtapas do Desenvolvimento
Levantamento e identificaLevantamento e identificaçção de fungos associados ao leiteiro ão de fungos associados ao leiteiro Barreto e Evans (1998)Barreto e Evans (1998)
Uromyces euphorbiae
Sphaerellopsis filum
Hiperparasitismo
Foto: R.W.Barreto
Etapas do DesenvolvimentoEtapas do Desenvolvimento
Levantamento e identificaLevantamento e identificaçção de fungos associados ao leiteiro ão de fungos associados ao leiteiro Barreto e Evans (1998)Barreto e Evans (1998)
Bipolaris euphorbiae
Severa desfolhaMorte de plantas
Encontrado em locais com média anual de precipitação entre 1000 e 1400 mm e temperatura média
acima de 22
C
Foto: R.W.Barreto
Etapas do DesenvolvimentoEtapas do Desenvolvimento
Levantamento e identificaLevantamento e identificaçção de fungos associados ao leiteiro ão de fungos associados ao leiteiro Barreto e Evans (1998)Barreto e Evans (1998)
Sphaceloma poinsettiae
Sintoma de verrugose nas folhas e cauleMorte de plantas novas
Patógeno mais frequente
Encontrado em locais com média anual de precipitação entre 1000
e 1400 mmFoto: R.W.Barreto
Levantamento e identificaLevantamento e identificaçção de fungos associados ão de fungos associados Barreto e Evans (1998)Barreto e Evans (1998)
Além de Bipolaris euphorbiae, o fungo Sphaceloma poinsettiae teria potencial para o desenvolvimento de um micoherbicida para o leiteiro.
Foto: R.W.Barreto
SeleSeleçção de um isolado de cada ão de um isolado de cada patpatóógenogenoEpidemiologia, produEpidemiologia, produçção ão massalmassal e vida de prateleira e vida de prateleira
Gama de Hospedeiros (MGama de Hospedeiros (Méétodo Centrtodo Centríífugofugo--FilogenFilogenéético)tico)NechetNechet (2002); (2002); NechetNechet etet alal, 2004; , 2004; NechetNechet etet al., 2006al., 2006
Coleção de isolados
S. poinsettiae (10)
B. euphorbiae (06)
KLN16 Niterói-RJ
KLN19 Viçosa-MG
KLN23 Boa Vista-RR
KLN24 Goiânia-GO
RWB247 Itabuna-Ba
RWB273 Foz do Iguaçu-PR
RWB274 Nova Laranjeira-PR
RWB280 Nova Petrópolis-RS
Características fisiológicas
RH (resistente à imazethaphyr)
TRB (resistente à B. euphorbiae)
TSB (suscetível à B. euphorbiae)
SH (suscetível à imazethapyr)
Obtenção de populações
Bipolaris euphorbiae como agente de controle biológico de Euphorbia heterophylla: Seleção de novos isolados, avaliação de especificidade e estudos complementares
Seleção Massal
9 populações x 6 isolados incidência de folhas com sintomas e de plantas mortas
Concentrações Inóculo
0, 103, 104, 105, 106, 107 conídios/ml
32 espécies + 8 cultivares de soja
Gama de hospedeiros
Compatibilidade com adjuvantes (11) e herbicidas (06)
Efeito da temperatura no crescimento micelial e germinação de conídios
0
20
40
60
80
100
120
KLN16 KLN19 RWB273 RWB274 RWB247 TSB TRB RH SH
% d
e fo
lhas
com
sint
omas
KLN01KLN02KLN05KLN09KLN16TAD
Figura 1: Incidência da doença observada nas populações de E. heterophylla, 7 dias após a inoculação com isolados de B. euphorbiae.
Populações E. heterophylla
Seleção Massal
0
20
40
60
80
100
120
140
KLN16 KLN19 RWB273 RWB274 RWB247 TS B TRB RH S H
% d
e pl
anta
s m
orta
s
KLN01
KLN02
KLN05
KLN09
KLN16
TAD
Figura 2: Incidência de plantas mortas observada nas populações de E. heterophylla, 7 dias após a inoculação com isolados de B. euphorbiae.
Populações E. heterophylla
Seleção Massal
Foto: K.L. Nechet
Figura 3: Efeito de doses crescentes de inóculo na severidade de B. euphorbiae em duas populações de E. heterophylla.
KLN19
TRB
Concentrações Inóculo
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
1 2 3 4 5 6 7
Log da concentração de inóculo
AA
CPD
TRB
YKLN19 = - 462,42+369,73X R2=0,89
YTRB = -86,73+182,43X R2=0,89
KLN 19
Fotos: K.L. Nechet
Gama de Hospedeiros
Específico à E. heterophylla
Foto: K.L. Nechet
Compatibilidade com adjuvantes e herbicidas
Compatível com todos adjuvantes e herbicidas testados
Efeito da temperatura no crescimento micelial e germinação de conídios
Crescimento micelial = 10- 35C (25 C )
Germinação = 5- 30C (20-30 C )
Bipolaris euphorbiae
Principais limitações como micoherbicida
População resistente não controlada eficientemente
Concentração alta de inóculo para o controle
limitação para a produção massal
Avaliação de Sphaceloma poinsettiae, agente causal da verrugose em Euphorbia heterophylla, como micoherbicida
Seleção Massal
9 populações x 10 isolados
Escala de notas 0-6
Conídio como propágulo - concentrações conídios
0, 103, 104, 105, 106, 107 conídios/ml
Micélio como propágulo - Meio de cultura líquido e virulência do micélio
4 meios de cultura x 2 populações x 2 períodos de molhamento
Avaliação de Sphaceloma poinsettiae, agente causal da verrugose em Euphorbia heterophylla, como micoherbicida
38 espécies + 8 cultivares de soja
Gama de hospedeiros
Efeito da temperatura no crescimento micelial e germinação de conídios
Vida de prateleira do micélio
Seleção Massal
Escala de notas: 0-6 Índice de McKiney AACPD
1 2 3 4 6Fotos: K.L. Nechet
Seleção Massal
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
KLN16 KLN19 RWB280 RWB274 RWB247 TSB TRB RH SH
AA
CPD
KLN01
KLN12
KLN13
KLN14
KLN16
KLN21
RWB273
RWB274
RWB280
RWB281
Figura 1: Área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD) dos isolados de S. poinsettiae, calculada utilizando o índice de McKiney, em populações de E. heterophylla.
Populações E. heterophylla
Conídio como propágulo
Independente da concentração de inóculo
Nota 1- Traço de verruga
MicélioFotos: K.L. Nechet
Micélio como propágulo - Meio de cultura
Figura 2: Notas de severidade em duas populações de E. heterophylla, 21 dias após a inoculação de fragmentos de micélio de S. poinsettiae obtidos de 4 meios de cultura e dois períodos de molhamento.
0
1
2
3
4
5
6
Água BD48 BD24 C48 C24 CV48 CV24 M48 M24
Tratamentos
Not
a ao
s 21
DA
I
KLN19
TRB
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
5 10 15 20 25 30 35 40
Temperature (ºC)
Med
ia D
iam
eter
(cm
Efeito da temperatura no crescimento micelial e germinação de micélio
Y= -1,54+0,37X-0,008X2
R2= 0,74
0
20
40
60
80
100
120
140
5 10 15 20 25 30 35 40
Temperature (ºC)
Ger
min
atio
n (%
Y= -554,64+53,68X-1,07X2
R2=0,94
Figura 3: A. Diâmetro médio da colônia de S. poinsettiae 30 dias após semeio em BDA. B. Germinação de fragmentos de micelio de S. poinsettiae em diferentes temperaturas.
Vida de prateleira do micélio
Figura 4: Efeito das condições de armazenamento na porcentagem de germinação de ufc de S. poinsettiae RWB274.
0
20
40
60
80
100
0 15 20 25
Talco(A)Talco(4º)Água(A)Água(4º)Sac(A)Sac(4º)
Dias de armazenamento
Ger
min
a çã o
( %)
Gama de Hospedeiros
Específico à E. heterophylla
Sphaceloma poinsettiae
Principais limitações como micoherbicida
Produção de conídios inconsistente e seu uso como propágulo causou danos mínimos nas populações da invasora.
A viabilidade dos fragmentos de micélio durante o armazenamento não foi estável e diminuiu ao longo do tempo.
Possibilidade de Trabalhos FuturosPossibilidade de Trabalhos FuturosB. euphorbiae
Busca de novos isoladosMistura de isolados
Melhoria das condições nutricionais de obtenção do inóculo
S. poinsettiaeBusca por métodos de produção de inóculo infectivo
Busca por formulações que mantenham a viabilidade do inóculo
Mistura de espécies
Otimização das condições de desenvolvimento da doença
Otimização das condições de desenvolvimento da doença
Parcela infestada com leiteiro
Meta com uso de Meta com uso de micoherbicidasmicoherbicidas
Aplicação de micoherbicida
Controle excelente do leiteiro
Longo e Longo e ÁÁrduo Trabalho de Pesquisarduo Trabalho de Pesquisa
Foto: B.S. Vieira Foto: B.S. Vieira
AgradecimentosAgradecimentos
Robert Weingart BarretoUniversidade Federal de Viçosa
Bruno Sérgio VieiraCentro Universitário de Patos de Minas
OBRIGADA!!OBRIGADA!!
Kátia de Lima NechetEmbrapa Meio Ambiente
nechet@cnpma.embrapa.br
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