Combating Fusarium infection using Bacillus-based antimicrobials

Resumo

Apesar dos esforços para controlar as espécies toxigênicas de Fusarium, as infecções por murcha e ferrugem são doenças destrutivas e economicamente prejudiciais, com efeitos globais. A utilização de agentes de controle biológico em programas de manejo de doenças tem proporcionado um meio eficaz, seguro e sustentável de controlar as doenças vegetais induzidas por Fusarium. Entre os micróbios mais amplamente utilizados como agentes de controle biológico estão os membros do gênero Bacillus. Essas espécies influenciam as interações entre plantas e patógenos fúngicos por meio de vários mecanismos, como competição por nutrientes essenciais, antagonismo de patógenos pela produção de metabólitos fungitóxicos ou indução de resistência sistêmica nas plantas. As interações multivariadas entre plantas, agentes de controle biológico e patógenos são o tema deste estudo, no qual pesquisamos os avanços feitos em relação à pesquisa sobre a interação Bacillus–Fusarium e nos concentramos nos princípios e mecanismos de ação entre as espécies de Bacillus promotoras do crescimento das plantas. Em particular, destacamos seu uso na limitação e controle da propagação e infestações de Fusarium em culturas economicamente importantes. Esse conhecimento será útil para definir estratégias para explorar esse grupo de bactérias benéficas para uso como inoculantes, isoladamente ou em combinação com outros micróbios, para melhorar a proteção das culturas.

Abstract

Despite efforts to control toxigenic Fusarium species, wilt and head-blight infections are destructive and economically damaging diseases that have global effects. The utilization of biological control agents in disease management programs has provided an effective, safe, and sustainable means to control Fusarium-induced plant diseases. Among the most widely used microbes for biocontrol agents are members of the genus Bacillus. These species influence plant and fungal pathogen interactions by a number of mechanisms such as competing for essential nutrients, antagonizing pathogens by producing fungitoxic metabolites, or inducing systemic resistance in plants. The multivariate interactions among plant-biocontrol agent-pathogen are the subject of this study, in which we survey the advances made regarding the research on the Bacillus-Fusarium interaction and focus on the principles and mechanisms of action among plant-growth promoting Bacillus species. In particular, we highlight their use in limiting and controlling Fusarium spread and infestations of economically important crops. This knowledge will be useful to define strategies for exploiting this group of beneficial bacteria for use as inoculants by themselves or in combination with other microbes for enhanced crop protection.