Hatching effect of root exudates from Solanum Sisymbriifolium on Meloidogyne SPP.

Isabel Luci Conceição^[1], Ana Margarida Caetano Dias^[1], Isabel Abrantes^[1]e Maria José Moreno da Cunha^[2]

^[1] IMAR-CMA, Departamento de Ciências da Vida, Universidade de Coimbra, 3004-517 Coimbra. E-mail: luci@zoo.uc.pt, margarida.caetano@hotmail.com, isabel.abrantes@zoo.uc.pt

^[2] CERNAS, Departamento de Ciências Agronómicas, Escola Superior Agrária de Coimbra, 3040-316 Coimbra, E-mail: mjcunha@esac.pt

RESUMO

Os nemátodes-das-galhas-radiculares (NGR), Meloidogyne spp., são fitoparasitas com uma grande distribuição e economicamente importantes, causando reduções significativas na quantidade e qualidade da produção agrícola. O seu controlo é difícil e muitos dos métodos utilizados são ineficazes. Algumas plantas libertam fitoquímicos naturais com propriedades nematodicidas e os exsudatos radiculares podem actuar como estimuladores ou inibidores da eclosão de jovens do segundo estádio (J2). O objectivo deste trabalho foi avaliar o efeito dos exsudatos radiculares de Solanum sisiymbriifolium (cvs Sharp, Pion, Sis 4004 e Domino) na eclosão de J2 de cinco isolados de Meloidogyne (M. arenaria, M. chitwoodi, M. hapla, M. hispanica e M. javanica), contribuindo para o desenvolvimento de estratégias de protecção alternativas à utilização de nematodicidas. Os exsudatos radiculares obtidos através da lixiviação sucessiva do solo foram testados, com contagens diárias, durante o período de 15 dias. O exsudato de tomateiro (S. lycopersicum cv. Easypeel) e a água destilada foram utilizados como testemunhas.

Palavras-chave: Eclosão, fitoquímico, nemátode-das-galhas-radiculares, nematodicida.

ABSTRACT

Root-knot nematodes (RKN), Meloidogyne spp., are widespread and economically important plant-parasitic nematodes, causing significant reduction on quantity and quality of agricultural production. Its control is difficult and many methods are inefficient. Some plants release natural phytochemicals that have been identified and proved to have nematicides properties. The root exudates may act as stimulants or inhibitors of second-stage juveniles (J2) hatching. The goal of this research was to evaluate the hatching effect of root exudates from Solanum sisiymbriifolium (cvs Sharp, Pion, Sis 4004 e Domino) on five Meloidogyne isolates (M. arenaria, M. chitwoodi, M. hapla, M. hispanica and M. javanica) and to contribute for the development of an alternative strategy to the use of the nematicides. The root exudates, obtained by successive soil leaching, were tested, with daily counts, for a period of 15 days. The exsudate from tomato (S. lycopersicum cv. Easypeel) and distilled water were used as controls.

Keywords: Hatching, nematicide, phytochemical, root-knot nematode.

INTRODUÇÃO

Os nemátodes do género Meloidogyne, vulgarmente designados por nemátodes-das-galhas-radiculares (NGR), constituem um dos grupos mais importantes de fitoparasitas. Estes nemátodes são responsáveis por grandes prejuízos na agricultura, tanto pelo seu efeito patogénico como pela grande diversidade de culturas, com elevada importância económica, que parasitam.

Os NGR têm uma gama de plantas hospedeiras que inclui, praticamente, todas as culturas hortícolas, frutícolas e plantas ornamentais, atacando raízes, bolbos e tubérculos (Oka et al., 2000). Os sintomas mais característicos são a presença de galhas nas raízes, reflectindo-se, sobretudo, no crescimento das plantas, tornando-as mais vulneráveis à acção de outros agentes patogénicos e provocando uma redução significativa na quantidade e na qualidade da produção das culturas (Moens et al., 2009).

O ciclo de vida dos NGR, com seis estádios de desenvolvimento e quatro mudas, completa-se em 22-30 dias, sendo directamente influenciado pela temperatura do solo (Ferraz, 2001; Moens et al., 2009). O estádio infectivo é o jovem do segundo estádio (J2) que, após a eclosão, migra no solo à procura de raízes de plantas hospedeiras. Este estádio é uma fase extremamente importante no ciclo de vida destes nemátodes e na sua inter-relação com o hospedeiro. Qualquer factor que influencie este processo pode ter um efeito significativo na sua sobrevivência, no tempo de duração da sua geração e na sua capacidade de infectar o hospedeiro.

A investigação sobre meios de luta alternativos aos nematodicidas deve incidir no manuseamento biológico do solo, juntamente com um conjunto de estratégias e de medidas nas quais se encontram incluídas a rotação das culturas, com plantas resistentes ou tolerantes, a consociação de culturas, com plantas não hospedeiras ou antagonistas, e a utilização de plantas com propriedades nematodicidas ou com a capacidade de atrair ou repelir nemátodes, através da sua utilização como adubo verde, cultura armadilha ou em biofumigação (Luc et al., 1990; Akhtar, 1997; Pestana et al., 2007).

A utilização de plantas antagonistas naturais, inseridas em programas de rotações de culturas ou consociações, parece ser um meio promissor no controlo dos nemátodes. Existem as plantas antagonistas passivas, plantas não hospedeiras, e as antagonistas activas que produzem exsudatos com princípios nematodicidas e os libertam através das raízes (Jairajpuri e Alam, 1990). A densidade populacional de nemátodes no solo diminui, de forma mais evidente, quando se cultivam antagonistas activas a seguir à cultura hospedeira (rotação activa).

Existem várias plantas, espontâneas e/ou cultivadas, em que os extractos e exsudatos podem ter propriedades estimulantes, repelentes, nematostáticas e/ou nematodicidas, que actuam antes ou após a penetração dos jovens nas raízes, impedindo que o ciclo de vida se complete (Chatterjee et al., 1982; Dias-Areira et al., 2003). Em relação aos NGR,têm sido referidas algumas plantas cujos extractos e/ou exsudatos têm um efeito nematodicida ou nematostático, provocando a morte dos nemátodes, inibindo a eclosão dos J2 ou impedindo a penetração ou desenvolvimento do nemátode na planta (Hackney e Dickerson, 1975; Galhano et al., 1997), como, por exemplo, Tagetes spp., Mucuna spp., Colocasia spp., Brassica spp. e algumas gramíneas (Galhano et al., 1997; Dias-Arieira et al., 2003; Lopes et al., 2005; Campos et al., 2006). A redução da eclosão de J2 de M. incognita foi demonstrada em exsudatos de raízes de capim-pangola, Digitaria decumbens, e de M. javanica em exsudatos de tomateiro, Solanum lycopersicum, cafeeiro, Coffea arabica e soja, Glycine max (Haroon e Smart, 1983; Rocha et al., 2004). A identificação de outros fitoquímicos específicos, envolvidos nessas interacções, poderá trazer múltiplos benefícios, nomeadamente, o de alguns poderem ser mais seguros para o ambiente e para o homem em comparação com os nematodicidas tradicionais (Pascual-Villalobos, 1996).

Entre as plantas, com as propriedades referidas, encontra-se a espécie Solanum sisymbriifolium (Lovatto et al., 2004) que tem vindo a alcançar protagonismo na comunidade científica por se comportar como uma planta não hospedeira para um importante número de pragas e doenças (Scholte e Vos, 2000) e que tem sido utilizada como cultura armadilha no controlo dos nemátodes-de-quisto da batateira (NQB), Globodera rostochiensis e G. pallida (Scholte, 2000).

O objectivo principal deste trabalho foi avaliar o efeito dos exsudatos radiculares de quatro cultivares de S. sisymbriifolium (Sharp, Pion, Sis 4004 e Domino) na eclosão de J2 de cinco isolados de Meloidogyne, contribuindo para o desenvolvimento de estratégias alternativas, à utilização de nematodicidas, mais eficazes e mais amigas do ambiente.

MATERIAL E MÉTODOS

Nos ensaios realizados foram utilizados cinco isolados de Meloidogyne, obtidos em campos onde as plantas se encontravam infectadas (Quadro 1). Estes isolados foram multiplicados emtomateiros (S. lycopersicum),cv. Easypeel, inoculados com 10 massas de ovos/vaso e mantidos numa estufa com fotoperíodo de 12 h, temperatura variável entre 20-25ºC e humidade relativa entre 70-75%. Sessenta dias após a inoculação, os tomateiros foram desenvasados, tendo-se procedido à recolha de massas de ovos para os ensaios.

 

]]> As plantas das quatro cultivares de S. sisymbriifolium (Domino, Pion, Sharp e Sis 4004) e de tomateiro cv. Easypeel foram obtidas a partir de sementes. Os exsudatos radiculares foram obtidos a partir de três plantas de cada uma das cultivares de S. sisiymbriifolium e da cultivar de tomateiro através da lixiviação sucessiva do solo que continha as plantas (Shepherd, 1986). Para cada uma das cultivares, foi adicionado cerca de 1,5 L de água destilada ao vaso de uma das três plantas, com os orifícios destapados. O lixiviado obtido foi vertido para o vaso contendo a segunda planta e, depois de recolhido, para o vaso contendo a terceira planta. Posteriormente, o lixiviado foi filtrado, através de papel de filtro Whatman nº1, de modo a eliminar partículas de solo arrastadas durante o processo de recolha, e colocado no frigorífico, num frasco escuro, a 4ºC, até ser utilizado.

As massas de ovos, de cada um dos isolados de Meloidogyne, retiradas das raízes de tomateiros cv. Easypeel infectadas, foram colocadas numa lâmina escavada com água destilada, tendo sido seleccionados apenas os ovos que continham J2.

Os ensaios foram realizados com 15 ovos com J2, de cada um dos isolados, tendo sido transferidos para blocos de vidro escavados esterilizados com 0,5 ml de exsudato radicular. O exsudato radicular do tomateiro cv. Easypeel e a água destilada foram utilizados como testemunhas. Os ensaios, com cinco repetições, decorreram no escuro, numa câmara húmida, à temperatura de 22±2ºC.

As contagens do número de J2 eclodidos foram realizadas, de 24 em 24 h, durante 15 dias. Os J2 eclodidos foram sendo retirados do bloco de vidro, ao longo das sucessivas contagens. Depois da última contagem, determinou-se a eclosão percentual cumulativa, ou seja, o total de J2 eclodidos até ao 15º dia foram convertidos em valores de inibição de eclosão percentual cumulativa segundo a fórmula:

I = 100 – E em que:

I = inibição da eclosão cumulativa (%)

E = eclosão cumulativa (%).

Foi, ainda, calculada a percentagem da inibição da eclosão corrigida em relação à inibição da eclosão verificada na água destilada, utilizando a fórmula de Abbott (Abbott, 1925):

Inibição da eclosão corrigida (%) = (IEe – IEc) / (100 – IEc) x 100 em que:

IEe = inibição da eclosão cumulativa nos diferentes exsudatos radiculares (%)

]]> IEc = inibição da eclosão cumulativa na testemunha (água destilada) (%).

Para a avaliação do efeito dos exsudatos radiculares de cada uma das cultivares em cada um dos isolados foi estabelecida uma escala (Quadro 2).

 

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Em todos os isolados de Meloidogyne, o número de J2 eclodidos nos exsudatos das quatro cultivares de S. sisymbriifolium (Sharp, Pion, Sis 4004 e Domino) foi variável, tal como nas testemunhas, ao longo dos 15 dias de exposição. De forma geral, verificou-se que em todas as cultivares, assim como nas testemunhas, a percentagem de eclosão cumulativa foi maior nos primeiros seis dias. Em todas as espécies de Meloidogyne, de modo geral, a eclosão dos J2 foi de 100% nas testemunhas (água destilada e tomateiro). Os resultados obtidos com os exsudatos radiculares das quatro cultivares de S. sisymbriifolium foram diferentes, sendo a percentagem de eclosão cumulativa, ao fim de 15 dias, na sua maioria, inferior a 100%.

Os valores de IECC dos J2 de M. arenaria situam-se entre 12,15% (Pion) e 36,83% (Sharp) para as cultivares de S. sisymbriifolium, enquanto na testemunha foi de 29,35%. Os valores de IECC dos J2 de M. chitwoodi oscilaram entre 0,95% (Pion) e 12,78% (Sharp) e na testemunha foi de 2,20%. Os valores de IECC dos J2 de M. hapla encontram-se entre 10,39% (Sis 4004) e 20,53% (Sharp) e na testemunha foi de 5,60%. Os valores de IECC dos J2 de M. hispanica situaram-se entre 3,28% (Pion) e 24,28% (Sharp) e na testemunha foi de 10,39%. Os valores de IECC dos J2 de M. javanica encontram-se entre -2,62% (Sharp) e 11,69% (Pion) e na testemunha foi de 0,91%. (Fig 1).

 

]]> Os ensaios permitiram verificar que os exsudatos de algumas cvs de S. sisymbriifolium têm maior eficácia sobre a inibição da eclosão dos J2 dos NGR do que outras, tendo já sido referido, também, que espécies do mesmo género de nemátodes podem apresentar comportamentos diferentes em relação ao exsudato das mesmas plantas (Chitwood, 2002).

Quando se comparam os valores de IECC obtidos para os exsudatos do tomateiro (testemunha) com os obtidos para as várias cultivares verifica-se que os exsudatos de S. sisymbriifolium têm pouca influência na IECC de M. arenaria e M. hispanica. No entanto, a cv. Sharp foi a que apresentou maior influência na IECC destas duas espécies de nemátodos. Os resultados foram diferentes para as restantes espécies.As cvs Sharp e Pion apresentaram maior influência na IECC de M. chitwoodi e M. javanica, respectivamente. No caso da M. hapla, os exsudatos das quatro cultivares de S. sisymbriifolium demonstraram ter maior influência na IECC quando comparados com a testemunha (Quadro 3).

 

As cultivares de S. sisymbriifolium,que demonstraram possuir exsudatos com propriedades inibidoras da eclosão dos J2, poderão ser utilizadas como antagonistas naturais. Este parece ser um meio promissor no combate contra estes nemátodes, sobretudo quando integrado em programas de rotações de culturas ou como fonte de produtos com propriedades anti-nemátodes.

A utilização destas cultivares de S. sismbriifolium num sistema de rotação de culturas ou como um nematodicida poderá ser um meio apropriado em Protecção Integrada, mantendo as populações dos NGR a um nível suficientemente baixo para que os prejuízos sejam economicamente toleráveis, evitando ou limitando a utilização de produtos fitofarmacêuticos e aumentando a produção e a qualidade das culturas.

Em conclusão, os resultados obtidos neste trabalho evidenciam a complexidade das interacções existentes entre os NGR e S. sisymbriifolium; a variabilidade fisiológica, que pode estar associada às populações destes nemátodes e às cultivares de S. sisymbriifolium; e a importância de continuar estes estudos. É fundamental conhecer as espécies de NGR presentes em cada campo e saber quais as reacções relativamente às culturas que irão ser feitas. Este conhecimento passa pela necessidade de se fazer a caracterização e identificação das populações e pela realização de estudos de patogenicidade relativamente às culturas habituais em cada região.

 

AGRADECIMENTOS

Este trabalho foi financiado, em parte, por Fundos FEDER através do Programa Operacional Factores de Competitividade (COMPETE) e por Fundos Nacionais através da FCT - Fundação para Ciência e a Tecnologia no âmbito do projectoPTDC/101817/2008. Os autores agradecem à empresa Vandijke Semo, Scheemda, Holanda, as sementes das cultivares de Solanum sisymbriifolium.

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