Molecular Identification and Physiological Characteristics of Trichoderma Isolates for the Biocontrol of Two Pathogens in Pineapple
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| Formato: | Online |
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| Publicado: |
Universidad Nacional, Costa Rica
2018
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| Acceso en línea: | https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/ambientales/article/view/11377 |
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Universidad Nacional de Costa Rica |
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Revista de Ciencias Ambientales |
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Umaña Castro, Josué Orozco Cayasso, Steffany Umaña Castro, Rodolfo Molina Bravo, Ramón |
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Umaña Castro, Josué Orozco Cayasso, Steffany Umaña Castro, Rodolfo Molina Bravo, Ramón Molecular Identification and Physiological Characteristics of Trichoderma Isolates for the Biocontrol of Two Pathogens in Pineapple |
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Umaña Castro, Josué |
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Identificación molecular y características fisiológicas de aislamientos de Trichoderma para el biocontrol de dos patógenos en la piña Identificação molecular e características fisiológicas de isolados de Trichoderma para o biocontrole de dois patógenos no abacaxi |
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Universidad Nacional, Costa Rica |
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AMBIENTALES113772019-08-23T21:42:45Z Molecular Identification and Physiological Characteristics of Trichoderma Isolates for the Biocontrol of Two Pathogens in Pineapple Identificación molecular y características fisiológicas de aislamientos de Trichoderma para el biocontrol de dos patógenos en la piña Identificação molecular e características fisiológicas de isolados de Trichoderma para o biocontrole de dois patógenos no abacaxi Umaña Castro, Josué Orozco Cayasso, Steffany Umaña Castro, Rodolfo Molina Bravo, Ramón Biological control; Fusarium oxysporum; intermicrosatélites; Pectobacterium carotovorum; TEF1-α. Combate biológico; Fusarium oxysporum; intermicrosatélites, Pectobacterium carotovorum; TEF1-α. Combate biológico; Fusarium oxysporum; intermicrosatélites, Pectobacterium carotovorum; TEF1-α. Environmental pollution, associated with the excessive use of pesticides, has prompted the need for alternative practices in agriculture, such as the application of biological agents for controlling plant pathogens. Trichoderma is an agent that is amply used for biocontrol; however, the fungus is difficult to identify at the species level strictly by morphological examination. Additionally, the genus forms species complexes, which can make species identification much more challenging. Effective biocontrol products have to be easily reproducible in vitro, generate conidia with high germination rates, and demonstrate effective antagonistic activity against a target pathogen. The objective of this study was to determine if these desirable biocontrol traits are correlated with the genetic relationships of 15 Trichoderma isolates. We analyzed 15 monosporic Trichoderma isolates native to the northern region of Costa Rica; they had known antagonistic activity against pathogens associated with pineapple. We measured the growth rate and germination percentage. Mean growth rates varied from 0.90 to 1.20 mm · h-1 at 25 ºC. Germination percentage varied greatly from 3 % to 94 %. Species were identified by sequencing the translation elongation factor (TEF1-α) gene, and four species were identified: T. reesei, T. spirale, T. asperellum/asperelloides, and T. koningiopsis. Genetic distances within and among species were measured using six intermicrosatellites (ISSR). These distances showed high inter- and intraspecific diversity. Under a control lab environment, isolate 8a (T. reesei) showed the largest antagonistic effect against two pineapple pathogens, where there was a 30 % growth inhibition of Fusarium oxysporum and a 63 % growth inhibition of Pectobacterium carotovorum. A Mantel test showed that there was no correlation between genetic distances and Euclidean values for growth parameters and antagonistic response. We concluded that these traits were not species‑dependent; however, these isolates had high genetic diversity in a small, narrow geographical area with important biocontrol traits of interest. La contaminación ambiental por uso excesivo de agroquímicos ha dado lugar a la búsqueda de alternativas en la agricultura. Por esta razón, ha surgido el uso de agentes biológicos como alternativa para el combate de patógenos. Trichoderma es un agente biológico ampliamente utilizado, pero es difícil identificarlo a nivel de especie por sus características morfológicas. Además, Trichoderma forma complejos de especies, por lo que aumenta la importancia de ser correctamente identificado. Los productos biológicos también requieren ser fáciles de reproducir in vitro, generar conidios con alto porcentaje de germinación y demostrar actividad antagónica a un agente causante blanco. En este estudio, el objetivo fue determinar si las relaciones genéticas de 15 aislamientos de Trichoderma se asocian a 3 características deseables en productos de control biológico. Se analizaron 15 aislamientos monospóricos de Trichoderma nativos de la Región Huetar Norte de Costa Rica con efecto antagónico contra patógenos de la piña. Se midió la velocidad de crecimiento y el porcentaje de germinación. La velocidad de crecimiento promedio de los aislamientos a 25 ºC varió desde 0.90 a 1.20 mm · h-1 y el porcentaje de germinación entre 3 y 94 %. Para identificar las especies de este estudio, se secuenció el gen del factor de elongación de la traducción, TEF1-α y se identificaron 4 especies: T. reesei, T. spirale, T. asperellum/asperelloides y T. koningiopsis. Las distancias genéticas entre las especies se midieron aplicando 6 intermicrosatélites (ISSR). Las distancias genéticas mostraron una alta diversidad inter e intraespecífica. En condiciones controladas de laboratorio, el aislamiento 8a (T. reesei) mostró mayor efecto antagónico contra dos patógenos de la piña donde Fusarium oxysporum tuvo un crecimiento de 30 % y Pectobacterium carotovorum un 63 % en presencia de Trichoderma. Un test de Mantel determinó que no hay correlación entre las distancias genéticas y las distancias euclidianas de los parámetros de crecimiento ni con la respuesta de antagonismo. Se concluyó que estas características no son especies dependientes; sin embargo, los aislamientos mostraron alta diversidad dentro de un área geográfica poco amplia con características de interés biocontrolador. A poluição ambiental causada pelo uso excessivo de agroquímicos levou à busca de alternativas na agricultura. Por essa razão, o uso de agentes biológicos surgiu como uma alternativa para o combate aos patógenos. Trichoderma é um agente biológico amplamente utilizado, mas é difícil identificá-lo referente à espécie devido às suas características morfológicas. Além disso, o Trichoderma forma complexos de espécies, o que aumenta a importância de ser corretamente identificado. Os produtos biológicos também precisam ser fáceis de reproduzir in vitro, gerar conídios com alta porcentagem de germinação e demonstrar atividade antagônica a um agente causador branco. Neste estudo, o objetivo foi determinar se as relações genéticas de 15 isolados de Trichoderma estão associadas a 3 características desejáveis em produtos de controle biológico. Analisamos 15 isolados monospóricos de Trichoderma nativos da região Huetar Norte da Costa Rica com efeito antagônico contra patógenos do abacaxi. A taxa de crescimento e a porcentagem de germinação foram medidas. A taxa média de crescimento dos isolados a 25 º C variou de 0,90 a 1,20 mm · h-1 e a porcentagem de germinação entre 3 e 94%. Para identificar as espécies deste estudo, foi sequenciado o gene do fator de alongamento da tradução, TEF1-α e foram identificadas quatro espécies: T. reesei, T. spirale, T. asperellum / asperelloides e T. koningiopsis. As distâncias genéticas entre as espécies foram medidas pela aplicação de 6 intermicrosatélites (ISSR). As distâncias genéticas mostraram uma alta diversidade inter e intraespecífica. Em condições laboratoriais controladas, o isolado 8a (T. reesei) mostrou maior efeito antagônico contra dois agentes patogénicos do abacaxi onde Fusarium oxysporum teve um crescimento de 30% e Pectobacterium carotovorum de 63%, na presença de Trichoderma. Um teste de Mantel determinou que não há correlação entre as distâncias genéticas e as distâncias euclidianas dos parâmetros de crescimento, nem com a resposta do antagonismo. Concluiu-se que essas características não são espécies dependentes; no entanto, os isolados apresentaram alta diversidade dentro de uma área geográfica pouco ampla com características de interesse biocontrolador. Universidad Nacional, Costa Rica 2018-12-11 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion Journal articles Artículo Artigo application/pdf text/html application/epub+zip https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/ambientales/article/view/11377 10.15359/rca.53-1.7 Tropical Journal of Environmental Sciences; Vol. 53 No. 1 (2019): January-June; 125-142 Revista de Ciencias Ambientales; Vol. 53 Núm. 1 (2019): Enero-Junio; 125-142 Revista de Ciencias Ambientales; v. 53 n. 1 (2019): Janeiro-Junho; 125-142 2215-3896 1409-2158 spa https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/ambientales/article/view/11377/14642 https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/ambientales/article/view/11377/14681 https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/ambientales/article/view/11377/14682 Derechos de autor 2019 Revista de Ciencias Ambientales |