BACTERIAS ENDOFITICAS

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Bactérias Endofíticas como vetores 
de genes de resistência a insetos
Bactérias Endofíticas como vetores 
de genes de resistência a insetos
Dr. Alexandro Cagliari
Professor adjunto de Biotecnologia
GENÉTICA DE MICRORGANISMOS
Santa Cruz do Sul, 23 de Outubro de 2014.
David Gabriel dos Santos Fagundes
Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia
UERGS – Unidade Santa Cruz do Sul
Unidade Santa Cruz do Sul
 
INTRODUÇÃO
ENDON PHYTON
ENDÓFITO
“Flora micótica que habita o interior dos tecidos das plantas.” DE BARY (IN STONE), 1986. 
“[...] fungos endófitos são apenas os colonizadores assintomáticos, ou seja, aqueles que 
não causam danos nem benefícios à planta. […] alguns desses fungos podem ser 
considerados mutualistas, já que eles conferem à planta algum grau de proteção contra 
herbívoros.” CARROLL, 1988
“Fungos ou bactérias que, por todo ou parte de seu ciclo de vida, invade os tecidos de 
plantas vivas e produz infecções assintomáticas e não visíveis dentro de todo o tecido da 
planta, não causando doença.” WILSON, 1995
“[...] todos os microrganismos que, habitando a superfície da planta fossem capazes de 
colonizar, pelo menos por algum período de seu ciclo de vida, os tecidos internos da planta, 
sem causar dano aparente ao hospedeiro.” PETRINI, 1991
Conceituação
 
RELAÇÃO ENDOFÍTICA
INTRODUÇÃO
Bactérias endofíticas são aquelas que habitam os tecidos 
internos das plantas sem causar danos ou receber benefícios, 
que não seja a própria residência na planta.
Conceituação
Podem ser 
endossimbiontes Bactéria Hospedeiro
INTERAÇÃO NA QUAL FUNGOS E BACTÉRIAS
 SÃO ENCONTRADOS NO INTERIOR DA PLANTA HOSPEDEIRA, 
NÃO INCITANDO SINTOMAS VISÍVEIS DE DOENÇA
 
ENDÓFITOS NA PLANTA
Instalação de um endófito no 
hospedeiro
✔Aberturas naturais e feridas;
✔Raízes;
✔Estômatos;
✔Aberturas causadas por insetos ou fungos;
✔Local de frutificação;
✔Podem entrar de forma ativa produzindo enzimas 
ou estruturas que facilitem essa penetração.
SE DESLOCAM POR TODOS OS TECIDOS E PODEM SER
 TRANSMITIDOS POR SEMENTE 
OU PROPAGAÇÃO VEGETATIVA
 
Ocorrência de microrganismos 
endofíticos
Provavelmente todas as plantas possuem
Uma mesma planta pode abrigar vários, incluindo bactérias e fungos
Existem espécies bastante frequentes em determinado hospedeiro
Já outras se apresentam em um amplo espectro de hospedeiro
ENDÓFITOS NA PLANTA
 
EFEITOS DOS 
ENDÓFITOS NA PLANTA
Endófitos e controle biológico
COMPETIÇÃO POR 
ESPAÇO E NUTRIENTES PRODUÇÃO DE TOXINASINDUÇÃO DE RESISTÊNCIA 
SISTÊMICA
A necessidade da redução do consumo de agroquímicos tem 
aumentado o interesse por estratégias de biocontrole, que se utiliza de
microrganismos com propriedades antagônicas aos patógenos e/ou 
com potencial de parasitar as pragas, características que são 
encontradas nos microrganismos endofíticos.
 
EFEITOS DOS 
ENDÓFITOS NA PLANTA
Endófitos e controle biológico 
de insetos
Rhabdocline parkery infecta galhas formadas pelos insetos-praga em pinheiros 
pentencentes ao gênero Contarina matando suas larvas possívelmente através da 
produção de toxina.
Beauveria bassiana protege plantas de milho contra o ataque de insetos. BING & 
LEWIS, 1993
Em algumas gramíneas a presença de fungos endofíticos reduz o ataque de 
insetos, como Spodoptera frugiperda e S. eridana. BREEN, 1993
Colmeiros são protegidos do ataque de coleópteros transmissores de doenças, 
através da presença do fungo endofítico Phomopsis oblonga.
 
Endófitos e controle 
fitopatogênico
Acremonium coenophialum, um endófito comumente encontrado em gramíneas tem 
efeitos inibitórios sobre vários patógenos; WHITE & COLE, 1985
Já o fungo endofítico Acremonium kilense esta relacionado com a proteção do 
tomateiro contra patógenos como Fusarium oxysporum, e Clavibacter 
michiganense;
Bactérias do gênero Erwinia protegem plantas de soja contra a “queima bacteriana 
da soja”;
O patógeno de Pinus Gremmeniella abietina é controlado por endófitos;
Fusarium oxysporum atuando como endófito pode controlar nematóides. HALLMAN 
& SIKORA, 1996
Pelo menos 15 gêneros de bactérias endofíticas são capazes de controlar 
doenças fúngicas e bacterianas em culturas de interesse.
EFEITOS DOS 
ENDÓFITOS NA PLANTA
 
Endófitos e efeitos sobre 
herbívoros
Miicrorganismos endofíticos, principalmente fungos podem causar toxicoses em 
herbívoros;
Gado alimentando-se de certas gramíneas contendo endófitos desenvolvem 
sintomas como:
➔Diminuição do peso
➔Aumento da temperatura corporal
➔Gangrena
➔Morte
Na Nova Zelândia, carneiros alimentados com Lolium perenne contendo fungos 
endofíticos, produtores de alcalóides, tiveram espasmos musculares e perderam a 
capacidade de manter-se de pé;
A produção de alcalóides por A. coenophialum protege seu hospedeiro contra 
herbivoria.
EFEITOS DOS 
ENDÓFITOS NA PLANTA
 
ENDÓFITOS E BIOTECNOLOGIA
Estratégias potenciais para o uso de 
endófitos
Uso de bactérias
entomopatogênicas naturais
Microrganismos endofíticos
 como vetores
 de genes de interesse 
para o 
controle biológico de pragas
 
 
Endófitos transgênicos para o 
controle biológico de pragas
Possibilidade de combater patógenos que atacam o interior dos tecidos
Baixa sobrevivência no solo
Facilidade de introdução na planta
Menor competição com outros microrganismos
Facilidade de substituir o vetor de expressão mais rápido
Propagação por sementes e/ou vegetativa
ENDÓFITOS E BIOTECNOLOGIA
 
 
Mercado crescente
ENDÓFITOS E BIOTECNOLOGIA
O uso de endófitos para a produção de produtos 
biotecnológicos de interesse é um mercado emergente, 
destacando-se alguns exemplos:
INCIDE – Crop Genetics International
ENDOPHYTE ENDOSAFE - Agricom
 
EXEMPLO - cry
Controle biológico utilizando cry
✔1 bilhão de dólares (2003)
✔95% do mercado mundial de biopesticidas;
✔Utilizado em plantas e microrganismos
✔Podem estar presentes em microrganismos 
da rizosfera de plantas
DESVANTAGEM:
COMPETIÇÃO COM OUTROS 
MICRORGANISMOS NA RIZOSFERA
 
Bactérias endofíticas como vetores 
de expressão de cry
RESULTADOS DAS PRIMEIRAS EXPERIÊNCIAS
Gene cry1Ac em Clavibacter xyli subsp. Cynodontis injetadas no 
meristema de plantas de milho, diminuiram os danos causados por 
Ostrinia Nubilalis de 6,2 túneis e 19 cm por planta controle, para 2,8 
túneis e 6,1 cm nas plantas inoculadas. LAMPEL et al., 1994 
O mesmo experimento foi realizado em campo, e os resultados 
demonstraram uma queda de 65% à 79% no número de túneis por 
planta no segundo e terceiro ano do experimento. TOMASINO et al., 
1995
Apesar da diminuição dos danos causados por O. Nubilalis, não houve 
diferenças significativas na produção de grãos entre as plantas 
inoculadas e não-inoculadas. Indicando possível estresse fisiológico 
das plantas devido a presença de Clavibacter xyli subsp. Cynodontis 
IMPORTÂNCIA DA UTILIZAÇÃO DE BACTÉRIAS ENDOFÍTICAS
 DE OCORRÊNCIA NATURAL
EXEMPLO - cry
 
A aplicação prática desses microrganismos tende a ampliar, à 
medida que os aspectos dessas interações forem sendo melhor 
compreendidos.
Além disso, há também uma grande expectativa para o número 
de espécies de endófitos ainda desconhecidas presentes nas 
plantas, nos mais variados ambientes. 
CONCLUSÕES
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