Abstract Pantoea ananatis is the causal agent of maize white spot, a foliar disease responsible for significant maize yield reduction worldwide, especially in Brazil. In general, the maize foliar diseases control involves the adoption of resistant genotypes and pesticides application. However, the use of agrochemicals can significantly cause increase production costs, damage to human health and negative environmental impacts. In this sense, the use of biological control agents has been considered among the most promising eco-friendly technologies for sustainable agriculture. Actinobacteria, particularly of Streptomyces genus, has been widely recognized as agroindustrially important microorganism due to its potential in producing diverse range of secondary metabolites, including antibiotics and enzymes. Thus, the aim of this work is to characterize and to evaluate the potential of soil actinobacteria for P. ananatis control. We observed that 59 actinobacteria strains (85%) exhibited proteolytic or chitinolytic activity. Only the strains Streptomyces pseudovenezuelae ACSL 470, that also exhibited high proteolytic activity, S. novaecaesareae ACSL 432 and S. laculatispora ACP 35 demonstrated high or moderate antagonist activity in vitro against P. ananatis. Temporal analysis of metabolites produced by these strains growth in different liquid media indicated greater antibacterial activity at 72 h. In this condition, chromatographic and mass spectrometry analysis revealed that S. pseudovenezuelae ACSL 470 strain produced neomycin, an aminoglycoside antibiotic that displayed high bactericidal activity in vitro against P. ananatis. This is the first report of actinobacteria acting as potential microbial antagonists for P. ananatis control. Further studies are needed to determine the control efficacy of maize white spot disease by Streptomyces strains or their metabolites in greenhouse and field conditions.

Resumo Pantoea ananatis é o agente causal da mancha branca do milho, doença foliar responsável pela redução significativa da produtividade do milho em todo o mundo, especialmente no Brasil. Em geral, o controle de doenças foliares do milho envolve a adoção de genótipos resistentes e a aplicação de agrotóxicos. No entanto, o uso de agroquímicos pode causar aumento significativo dos custos de produção, danos à saúde humana e impactos ambientais negativos. Nesse sentido, o uso de agentes de controle biológico tem sido considerado uma das tecnologias ecologicamente corretas mais promissoras para a agricultura sustentável. Actinobactérias, particularmente do gênero Streptomyces, têm sido amplamente reconhecidas como microrganismos de importância agroindustrial devido ao seu potencial de produção de diversos metabólitos secundários, incluindo antibióticos e enzimas. Assim, o objetivo deste trabalho é caracterizar e avaliar o potencial de actinobactérias do solo para o controle de P. ananatis. Observamos que 59 cepas de actinobactérias (85%) apresentaram atividade proteolítica ou quitinolítica. Apenas as cepas Streptomyces pseudovenezuelae ACSL 470, que também exibiu alta atividade proteolítica, S. novaecaesareae ACSL 432 e S. laculatispora ACP 35 demonstraram alta ou moderada atividade antagonista in vitro contra P. ananatis. A análise temporal do crescimento dos metabólitos produzidos por essas cepas em diferentes meios líquidos indicou maior atividade antibacteriana em 72 h. Nesta condição, análises cromatográficas e de espectrometria de massa revelaram que a cepa S. pseudovenezuelae ACSL 470 produziu neomicina, um antibiótico aminoglicosídeo que apresentou alta atividade bactericida in vitro contra P. ananatis. Este é o primeiro relato de actinobactérias atuando como potenciais antagonistas microbianos para o controle de P. ananatis. Mais estudos são necessários para determinar a eficácia do controle da doença da mancha branca do milho por cepas de Streptomyces ou seus metabólitos em condições de casa de vegetação e campo.

Resumo O fungo micotoxigênico Fusarium verticillioides é o principal patógeno do milho e causa doenças do colmo e da podridão da espiga com perdas econômicas significativas. Além disso, o uso excessivo de fungicidas no controle de F. verticillioides constitui uma ameaça ao meio ambiente e à saúde humana. Assim, alternativas sustentáveis, como o controle biológico, são necessárias para minimizar os riscos associados ao método atual. Este estudo isolou e caracterizou bactérias e fungos que colonizam o estigma do milho para avaliar novos agentes de biocontrole em potencial. As amostras foram coletadas em campos de milho nas localidades brasileiras de Sete Lagoas-MG, Sidrolândia-MS, Sertaneja-PR e Goiânia-GO. Cento e sessenta e sete microrganismos foram isolados, 46% endofíticos e 54% epifíticos. O teste de antagonismo empregando a técnica de disco de difusão em meio sólido, mostrou que 83% dos isolados apresentaram atividade antagonista contra F. verticillioides. Em seguida, 42 isolados mais eficientes foram identificados a partir do sequenciamento parcial do gene 16S rRNA bacteriano e da região ITS de fungos. Os isolados bacterianos pertencem ao gênero Bacillus (57,1%), Burkholderia (23,8%), Achromobacter (7,1%), Pseudomonas (2,4%) e Serratia (2,4%), enquanto os fungos são Penicillium (2,4%), Candida (2.4), e Aspergillus (2,4%). Os resultados mostraram que microrganismos do estigma do milho podem representar novos agentes promissores para o controle de F. verticillioides.

Abstract The mycotoxigenic fungus Fusarium verticillioides is the primary maize pathogen and causes the maize stalk and ear rot diseases with significant economic losses. Furthermore, the excessive use of fungicides to control F. verticillioides constitutes threats to the environment and human health. Thus, sustainable alternatives such as biological control are needed to minimize the hazards associated with the current method. Although much is known about the vulnerability of the maize silks as a gateway for several fungal pathogens invading the developing grains, studies on the chemical properties of silk extracts and their resident microbiota are scarce. This study isolated and characterized bacteria and fungi that colonize the maize stigma to assess new potential biocontrol agents. The samples were collected from maize fields in the Brazilian localities of Sete Lagoas-MG, Sidrolândia-MS, Sertaneja-PR, and Goiânia-GO. One hundred sixty-seven microorganisms were isolated, 46% endophytic and 54% epiphytic. First, the antagonist activity was evaluated by the agar disc diffusion method performed in triplicate, and 83% of the isolates showed antagonist activity against F. verticillioides. Then, the 42 most efficient isolates were identified based on the partial sequencing of the bacterial 16S rRNA gene and fungi ITS region. The bacteria belong to the genera Bacillus (57.1%), Burkholderia (23.8%), Achromobacter (7.1%), Pseudomonas (2.4%), and Serratia (2.4%), while the fungi are Penicillium (2.4%), Candida (2.4), and Aspergillus (2.4%). The results showed that microorganisms from maize stigma might represent new promising agents for F. verticillioides control.

Resumo O pulgão Melanaphis sorghi (Theobald) (Hemiptera: Aphididae), que infesta a cultura do sorgo, tem sido uma praga economicamente importante que vem causando sérios danos às lavouras de sorgo no Brasil desde 2019. As infestações têm sido observadas principalmente no final do estádio vegetativo e início do período reprodutivo das plantas. A alta taxa de reprodução destes insetos no sorgo aumenta a preocupação com a praga. Nesse sentido, o presente estudo teve por objetivo estimar as tabelas de esperança de vida e fertilidade para Melanaphis sorghi, alimentados com quinze híbridos de sorgo granífero, afim de conhecer as características de resistência desses materiais e entender como a resistência de plantas pode ajudar no manejo do inseto. O estudo foi conduzido em laboratório com temperatura de 26±2ºC e UR (Umidade Relativa) de 60±10%, foram mantidos 50 insetos em cada hibrido, cada inseto, considerado uma repetição. Com as estimativas dos parâmetros biológicos e mediante tabela de vida de fertilidade, verificamos que os híbridos BRS373, DKB590 e 50A10 foram menos adequados para a multiplicação da praga o que poderia ser considerado melhor para uso em sistemas de manejo da praga, uma vez que a velocidade de crescimento populacional pode ser vista como um dos piores problemas para implementação do sistema de manejo. Os genótipos AG1090, MSK327 e XGN1305 favoreceram o desenvolvimento da praga e, ao ser escolhido dentro do sistema de produção devem ser considerados outras estratégias de manejo.

Abstract The aphid Melanaphis sorghi (Theobald) (Hemiptera: Aphididae), which infest the sorghum crop, has been an economically important pest which have been causing severe damage to sorghum crops in Brazil since 2019. These species have been observed mainly at the end of vegetative stage and beginning of reproductive stage of plants. Their high reproductive rate on sorghum raises concerns about these pests. Therefore, the present study aimed to estimate the life expectancy and fertility tables of Melanaphis sorghi fed on 15 hybrids of grain sorghum, in order to know the resistance characteristics of these materials and understand how plant resistance can help manage this insect. This study was carried out in a laboratory at 26±2 ºC and 60±10% R.H (relative humidity). Fifty insects were kept in each hybrid, each insect was considered one repetition. According to biological parameters and fertility life table, hybrids BRS373, DKB590 and 50A10 were less suitable for the sugarcane aphid multiplication. Thus, these hybrids could be useful to manage this pest, since the population growth speed is one of the worst problems for the implementation of cropping systems. Genotypes AG1090, MSK327 and XGN1305 favored the development of this pest and, when chosen within a cropping system, other management strategies should be considered.

Resumo O fósforo é um nutriente essencial para o crescimento e desenvolvimento das plantas. A capacidade de adquirir fosfato (Pi) é crítica para as plantas crescidas nos solos ácidos do Cerrado brasileiro. A indução de transportadores de Pi é uma das primeiras respostas moleculares à deficiência de fosfato em plantas. Neste estudo, caracterizamos a regulação transcricional de seis (ZmPT1 a ZmPT6) genes transportadores de Pi em quatro genótipos de milho (Zea mays) Pi-eficiente e quatro Pi-ineficientes. A análise de expressão indicou que a privação de Pi induziu a transcrição de todos os genes ZmPT. A abundância de transcritos foi inversamente relacionada à concentração de Pi na solução nutritiva e foi observada cinco dias após a privação de Pi. Em plantas Pi-deprivadas ocorreu supressão gênica após terem sido reabastecidas com 250 µM de Pi por quatro a cinco dias, indicando o papel do Pi na regulação da expressão gênica. A análise de expressão tecido-específico revelou a abundância de transcritos ZmPT em raízes e brotos. Os seis genes transportadores de Pi testados foram detectados principalmente nas porções superior e média das raízes e fracamente nas pontas das raízes. Os perfis de expressão dos seis genes ZmPT transportadores de fosfato nos genótipos Pi-eficientes e Pi-ineficientes mostraram uma ausência de diferenças significativas no padrão de expressão entre os genótipos Pi-eficientes e Pi-ineficientes. Os resultados indicaram que a eficiência na aquisição de Pi é uma característica complexa que envolve a participação de outros genes no milho.

Abstract Phosphorus is an essential nutrient for plant growth and development. The ability of plants to acquire phosphate (Pi) from the rhizosphere soil is critical in the Brazilian Cerrado characterized by acidic soil. The induction of Pi transporters is one of the earliest molecular responses to Pi deficiency in plants. In this study, we characterize the transcriptional regulation of six (ZmPT1 to ZmPT6) high-affinity Pi transporters genes in four Pi-efficient and four Pi-inefficient maize (Zea mays) genotypes. The expression analysis indicated that Pi-starvation induced the transcription of all ZmPT genes tested. The abundance of transcripts was inversely related to Pi concentration in nutrient solution and was observed as early as five days following the Pi deprivation. The Pi-starved plants replenished with 250 µM Pi for four to five days resulted in ZmPT suppression, indicating the Pi role in gene expression. The tissue-specific expression analysis revealed the abundance of ZmPT transcripts in roots and shoots. The six maize Pi transporters were primarily detected in the upper and middle root portions and barely expressed in root tips. The expression profiles of the six ZmPTs phosphate transporters between and among Pi-efficient and Pi-inefficient genotypes showed an absence of significant differences in the expression pattern of the ZmPTs among Pi-efficient and Pi-inefficient genotypes. The results suggested that Pi acquisition efficiency is a complex trait determined by quantitative loci in maize.

O trabalho teve como objetivo avaliar a influência de resíduos de cinco cultivares de sorgo (Sorghum bicolor L.): CMS XS 376, CMS XS 365, BR 304, BR 700 e CMS XS 755 no crescimento e no desenvolvimento da soja. Esses resíduos foram colhidos em três estádios do desenvolvimento reprodutivo do sorgo: florescimento, enchimento de grãos e maturação. Os tratamentos estudados constaram da deposição desses resíduos na superfície do solo ou da sua total incorporação na proporção de 4 g kg-1 de matéria seca no solo (LEd, fase cerrado). Nos tratamentos com planta, mantiveram-se três plantas de soja (cv. Doko) em vasos com capacidade para 3 kg de solo. Nos tratamentos sem planta, o solo foi amostrado semanalmente para avaliação das formas de N. Após a colheita da soja, amostras de planta e de solo, de cada tratamento, foram retiradas para determinar a absorção total de N e a influência desses resíduos no N disponível extraído com KCl 2 mol L-1. Os resultados revelaram que alguns resíduos culturais de sorgo afetaram, independentemente do estádio de colheita, o desenvolvimento da soja, a absorção de N, o peso de nódulos e a biomassa microbiana do solo. Tais efeitos também foram dependentes do método de incorporação do resíduo. O teor de carbono imobilizado pela biomassa foi maior quando os resíduos de sorgo foram distribuídos na superfície do solo.

The aim of this work was to study the influence of residues of five Sorghum bicolor L. (cv CMS XS 376, CMS XS 365, BR 304, BR 700 and CMS XS 755) on soybean growth. These residues were harvested in three different stages during the sorghum cycle (blooming, milking and physiological maturity) and either spread on the soil surface or totally incorporated in soil, in the proportion of 4 g kg-1 of dry matter in the soil (a Dark Red Oxisol under cerrado vegetation). In the plant treatments, three soybean plants (cv. Doko) were grown in pots with 3 kg of soil up to the blooming stage. In the no-plant treatments, the soil was periodically sampled for N (NO3, NH4) forms. The shoots of soybean plants were collected from each treatment, for total N absorption. Afterwards, samples were taken to determine the variation of available N extractable with KCl 2 mol L-1. The main results showed a negative influence of cultural residues on soybean development, N absorption, nodule weight, and microbial biomass. These effects were dependent on sorghum material and residue management. Carbon immobilized by the soil microbial biomass was higher when the sorghum residues were distributed on the soil surface.