Metabolites of Clonostachys rosea inhibitors to Botrytis cinerea, antagonist survival and effect on the tomato leaf microbiome

Clonostachys rosea é eficaz no biocontrole de várias doenças fúngicas. Ao longo dos anos, constatou-se a eficiência de isolados obtidos no Brasil no biocontrole do mofo cinzento do tomateiro, causado por Botrytis cinerea. Há evidências de que o isolado NCR61/F produza compostos supressivos ao patógeno, mas desconhecia-se a bioatividade e a natureza desses compostos. Assim, estudou-se a bioatividade de compostos de filtrados e extratos do cultivo de C. rosea em meio líquido a B. cinerea e se caracterizaram os metabólitos secundários produzidos. Filtrados e extratos do crescimento do isolado inibiram o crescimento micelial e a germinação de conídios de B. cinerea. O antagonista produziu 51 metabólitos, como peptaibols, glisopreninas e bissorbicilinoides e alguns inderterminados, principalmente após 10 dias de cultivo. Clonostachys rosea é adaptado a diferentes ecossistemas e pode colonizar tecidos de raízes e folhas, mas a dinâmica de sobrevivência nesses tecidos é pouco compreendida. Estudou-se a sobrevivência do isolado NCR61/F como epífita em folhas, na rizosfera e no rizoplano de tomateiros, até 48 dias após a aplicação. A sobrevivência do antagonista diminuiu ao longo do tempo nas superfícies foliares e radiculares, mas sua população permaneceu estável na rizosfera de tomateiros. Um aspecto fundamental e inédito quanto a aplicações de C. rosea é seu efeito na microbiota de folhas de tomateiro, o que foi, também, estudado. O efeito deletério de C. rosea no microbiota foi de curta duração e transiente. O efeito foi maior nas comunidades epifítica e endofítica de fungos, com maior redução em diversidade e riqueza de comunidades até 3 dias após a aplicação. A abundância de filos e alguns gêneros, como Cladosporium e Alternaria, e Cercospora foi menor nas plantas tratadas com o antagonista que nas não tratadas. Em bactérias epifíticas, houve maiores alterações na diversidade aos 3 e 12 dias, e gêneros como Bacillus, Arthrobacter and Enterobacter foram menos abundantes nos dias iniciais após a aplicação. Ao final das avaliações (24 dias), houve resiliência da microbiota foliar de plantas tratadas com o antagonista e aumento gradual das populações. Em conclusão, constatou-se que C. rosea produz compostos inibitórios a B. cinerea, pode sobreviver em folhas e raízes e rizosfera de tomateiro e altera de forma transitória as comunidades fúngicas e bacterianas da solanácea. As informações aqui geradas são relevantes para compreender os mecanismos de antagonismo de C. rosea NCR61/F, sua capacidade de sobrevivência e o efeito perturbador da sua aplicação no microbiota do tomateiro. O conhecimento gerado é importante para traçar estratégias de uso do antagonista e, até mesmo, para validar o seu uso sustentável como agente de biocontrole.Clonostachys rosea is effective in biocontrol of several fungal diseases. Over the years, we studied the efficiency of isolates obtained in Brazil in the biocontrol of gray mold of tomato, caused by Botrytis cinerea. There is evidence that the C. rosea isolate NCR61/F produces compounds suppressive to the pathogen, but the bioactivity and nature of these compounds was unknown. Thus, the bioactivity of filtrate compounds and extracts of C. rosea culture in liquid medium against B. cinerea was studied and the secondary metabolites produced were characterized. Filtratess and extracts from the growth of the isolate inhibited the mycelial growth and conidial germination of B. cinerea. The antagonist produced 51 metabolites, such as peptaibols, glisoprenins and bissorbicilinoids and some undetermined, mostly after 10 days of culture. Clonostachys rosea is adapted to different ecosystems and can colonize tissues of roots and leaves, but the dynamics of survival in these tissues is little understood. The survival of the isolate NCR61/F isolate was studied as epiphyte in leaves, rhizosphere and rizoplane of tomato plants, up to 48 days after application. The survival of the antagonist decreased over time on leaf and root surfaces, but its population remained stable in the tomato rhizosphere. A fundamental and new aspect of the applications of C. rosea is its effect on the microbiota of tomato leaves, which was also studied. The deleterious effect of C. rosea on the microbiota was transient. The effect was higher in the epiphytic and endophytic communities of fungi, with greater reduction in diversity and richness of communities until 3 days after application. The abundance of phyllum and some genera, such as Cladosporium, Alternaria and Cercospora was lower in plants treated with the antagonist than in plants not treated. Regarding epiphytic bacteria, there were major changes in diversity at 3 and 12 days, and genera such as Bacillus, Arthrobacter and Enterobacter were less abundant in the initial days after application. At the end of the evaluations (24 days), there was resilience of the foliar microbiota of plants treated with the antagonist and gradual increase of the populations. In conclusion, it was found that C. rosea produces inhibitory compounds to B. cinerea, can survive in leaves, roots and rhizosphere of tomato and transiently changes the fungal and bacterial communities of tomato plants. The information generated here is relevant to understand the mechanism of antagonism of C. rosea NCR61/F, its ability to survive and the disturbing effect of its application on the tomato microorganism. The generated knowledge is important to draw strategies of antagonist use and even to validate its sustainable use as biocontrol agent.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerai