Diversity, plant growth promoting and downy mildew disease suppression potential of cultivable endophytic fungal communities associated with pearl millet

Resumo

No presente estudo, fungos endofíticos foram isolados de diferentes partes de plantas de milheto, provenientes de diferentes regiões de Karnataka. Os endófitos foram avaliados quanto à diversidade nos tipos de tecido, às características de promoção do crescimento vegetal (PCV) e à capacidade de suprimir o míldio no milheto. Um total de 202 isolados fúngicos foi obtido de folhas, parte aérea e raízes. A análise de diversidade revelou que a planta abrigava grupos fúngicos diversos e que os fungos dominantes variaram conforme as regiões de amostragem. Os isolados foram atribuídos a 29 espécies fúngicas com base na morfologia e na caracterização molecular por sequenciamento da região ITS. Todos os isolados pertenciam ao filo Ascomycota. Espécies de Fusarium foram os fungos mais dominantes. Dos 29 isolados representativos testados quanto às características de PCV in vitro e in vivo, sete melhoraram o crescimento do milheto em comparação com o controle. Entre esses sete isolados, Fusarium oxysporum, Trichoderma asperellum e Acremonium sp. suprimiram a incidência do míldio em 36% em condições de casa de vegetação. Os isolados mais eficientes foram confirmados como endófitos por meio de testes de patogenicidade e de microscopia eletrônica de varredura e confocal. O trabalho destaca o valor dos endófitos como fonte inexplorada e adequada de microrganismos benéficos que podem ser usados para controlar patógenos de forma sustentável.

Abstract

In the present study, endophytic fungi were isolated from different parts of pearl millet crop from different regions of Karnataka. Endophytes were screened for diversity in tissue types, plant growth promoting (PGP) traits and downy mildew disease suppression ability in pearl millet. A total of 202 fungal isolates were isolated from leaves, shoot and root regions. The diversity analysis revealed that the plant harbored diverse fungal groups and the dominant fungi varied according to the sampling regions. The isolates were assigned to 29 fungal species based on morphology and molecular characterization using ITS sequence. All the isolates belonged to the phylum Ascomycota. Fusarium species were the most dominant fungi. Out of 29 representative isolates tested for plant growth promoting traits in vitro and in vivo, seven isolates were observed to improve the growth of pearl millet in comparison to control. Among the seven isolates, Fusarium oxysporum, Trichoderma asperellum and Acremonium sp. were found to suppress the downy mildew disease incidence by 36% in greenhouse conditions. The potent isolates were confirmed to behave as endophytes using pathogenicity, SEM and confocal microscopy experiments. This paper underlines the value of the endophytes as untapped suitable source of beneficial microorganisms that can be used to control pathogens in a sustainable way.