Eficácia de sais imidazólicos sobre espécies micotoxigênicas de Fusarium spp. que contaminam grãos de trigo

Abstract

Os membros do complexo de espécies Fusarium graminearum (CEFG) estão entre os mais importantes fungos micotoxigênico que infectam tecidos florais e interferem no desenvolvimento dos grãos de cereais resultando na redução da produtividade e qualidade dos grãos. Sais imidazólicos (SI) são compostos orgânicos constituídos por um grande cátion orgânico em conjunto com um ânion e alquilo substituintes. Os cátions e ânions constituintes modificam as propriedades químicas e físicas resultando no surgimento de características interessantes destes compostos, que incluem natureza anfifílica e baixa toxicidade para as células humanas. Recentemente, SI foram testados contra fungos e bactérias patogênicas para o homem com resultados promissores. O objetivo deste estudo foi investigar a atividade antifúngica de SI contra o CEFG que afetam grãos de trigo. A sensibilidade de F. graminearum, F. asiaticum e F. meridionale foi avaliada frente a três SI, que variaram quanto aos ânions substituintes (C16MImCl, C16MImMeS e C16MImNTf2), e um fungicida comercial (tebuconazol). A avaliação foi realizada com base na germinação dos esporos e na inibição efetiva de 50% do micélio. A concentração inibitória mínima (CIM) variou de 1,56 a 6,25 μg/mL, e o CIM mais frequente foi determinado em 3,12 μg/mL. Apenas um SI, cloreto de 1-n-hexadecil-3-metilimidazolio - C16MImCl, foi capaz de reduzir 50% do crescimento micelial in vitro (CE50) para todos os isolados, a uma concentração de 0,321 g/L. As curvas de tempo de morte indicaram que o SI C16MImCl apresenta efeito fungicida significativo na concentração de 12,48 μg/mL, com a ação iniciada desde a primeira hora de incubação, que foi mantida durante o desenvolvimento do ensaio. O SI C16MImCl foi pulverizado sobre as espigas de trigo durante a floração suprimindo com sucesso os sintomas e controlando F. graminearum nas espigas e grãos quando aplicado de forma preventiva (antes da inoculação fúngica) e na dose mais elevada (2 g/L), não diferindo do fungicida usual tebuconazol. Os dados sugerem o uso potencial do SI C16MImCl para o controle do fungo micotoxigênico F. graminearum em doenças que afetam o trigo especialmente quando aplicados antes da infecção fúngica.

Members of the Fusarium graminearum species complex (FGSC) are among the most important mycotoxigenic fungi that infect floral tissues and developing kernels of cereal crops, and lead to reduced grain yield and quality. Imidazolium salts (IMSs), are organic compounds composed entirely of a large organic cation together with an anion and alkyl substituents. The cation and/or anion constituents modifiy the chemical and physical properties which may result in the emergence of interesting properties of these compounds that include an amphiphilic nature, low toxicity to human cells . Recently, IMSs have been tested against fungi and bacteria that are pathogenic to humans with promising results. The aim of this study was to investigate the antifungal activity of imidazolium salts (IMS) against FGSC which affects wheat grains. The sensitivity of F. graminearum, F. asiaticum and F. meridionale isolates to three IMS, which vary in substituent anions (C16MImCl, C16MImMeS and C16MImNTf2), and one commercial fungicide (tebuconazole) was evaluated based on spore germination and mycelial growth inhibition. The minimum inhibitory concentration (MIC) ranged from 1.56 to 6.25 μg/mL, with 3.12 μg/mL as the most frequent MIC. Only one IMS, 1-n-Hexadecyl-3-methylimidazolium chloride (C16MImCl), was able to reduce 50% of the in vitro mycelial growth (EC50) for all isolates at a concentration of 0.321g/L. The time-kill curves indicated a significant fungicidal effect at the concentration of four times the MIC (12,48 μg/mL), starting since one hour after incubation, which was maintained during the course of the experiment. The IMS C16MImCl sprayed onto the wheat spikes during flowering succesfully supressed symptoms and control of the disease in the spikes and kernels when applied preventatively (before fungal inoculation) at the highest dosage (2 g/L), not differing from tebuconazole. The data suggests the potential of using an IMS for controlling mycotoxigenic Fusarium and the resulting disease affecting wheat, especially when applied prior to fungal infection.