Abstract:
Metarhizium brunneum is a soil-borne fungal entomopathogen that can associate with plant roots. Previous studies have demonstrated that root colonization by beneficial fungi can directly affect soilborne pathogens through competition and antibiosis, and can activate a systemic response in plants, resulting in a primed state for a faster and/or stronger response to stressors. However, the mechanisms by which Metarhizium inoculation ameliorates symptoms caused by plant pathogens are not well known. This study evaluated the ability of M. brunneum to protect oilseed rape (Brassica napus L.) plants against the soil-borne pathogen Verticillium longisporum, and investigated whether the observed effects are a result of direct interaction and/or plant-mediated effects. In vitro and greenhouse experiments were conducted to measure fungal colonization of the rhizosphere and plant tissues, and targeted gene expression analysis was used to evaluate the plant response. The results show that M. brunneum delayed pathogen colonization of plant root tissues, resulting in decreased disease symptoms. Direct competition and antibiosis were found to be part of the mechanisms, as M. brunneum growth was stimulated by the pathogen and inhibited the in vitro growth of V. longisporum. Additionally, M. brunneum changed the plant response to the pathogen by locally activating key defence hormones in the salicylic acid (SA) and abscisic acid (ABA) pathways. Using a split-root setup, it was demonstrated that there is a plant-mediated effect, as improved plant growth and decreased disease symptoms were observed when M. brunneum was in the systemic compartment. Moreover, a stronger systemic induction of the gene PR1 suggested a priming effect, involving the SA pathway. Overall, this study sheds light on the mechanisms underlying the protective effects of M. brunneum against soil-borne pathogens in oilseed rape plants, highlighting the potential of this fungal entomopathogen as a biocontrol agent in sustainable agriculture Metarhizium brunneum es un hongo entomopatógeno del suelo que puede asociarse con las raíces de las plantas.
Resumen:
Estudios previos han demostrado que la colonización de raíces por hongos beneficiosos puede afectar a patógenos del suelo a través de la competencia, antibiosis, y activar respuesta sistémica en las plants. Sin embargo, los mecanismos por los cuales este hongo atenúa los síntomas causados por fitopatógenos no son bien conocidos. Este estudio evaluó la capacidad de M. brunneum para proteger las plantas de colza (Brassica napus L.) contra Verticillium longisporum, e investigó si los efectos observados son el resultado de una interacción directa y/o efectos mediados por la planta. Se realizaron experimentos in vitro y en invernadero para medir la colonización fúngica de la rizosfera y los tejidos de la planta, y se midió la expresión de genes específicos relacionados con la respuesta de la planta a patógenos. Los resultados muestran que M. brunneum retrasó la colonización del patógeno en las raíces de la planta, y disminuyo los síntomas de la enfermedad. La competencia directa y la antibiosis son parte de los mecanismos, ya que el crecimiento de M. brunneum fue estimulado por el patógeno e inhibió el crecimiento in vitro de V. longisporum. Además, M. brunneum cambió la respuesta de la planta hacia el patógeno al activar localmente genes de defensa mediadas por el ácido salicílico (SA) y del ácido abscísico. Mediante un experimento de raíces divididas, se demostró que existe un efecto mediado por la planta, ya que se observó un mejor crecimiento de la planta y una disminución de los síntomas de la enfermedad cuando M. brunneum estaba en el compartimento sistémico. Además, una mayor inducción sistémica del gen PR1 sugirió un efecto de ""priming"", mediado por SA.
Citación recomendada (normas APA)
Catalina; Vidal Posada Vergara, "Local competition and enhanced defense: how Metarhizium brunneum inhibits Verticillium longisporum in oilseed rape plants", Colombia:Journal of Fungi, 2023. Consultado en línea en la Biblioteca Digital de Bogotá (https://www.bibliotecadigitaldebogota.gov.co/resources/3711955/), el día 2025-05-24.
