Browsing by Author "Viana, Catarina"
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- Chlorella vulgaris and Tetradesmus obliquus Protect Spinach (Spinacia oleracea L.) against Fusarium oxysporumPublication . Viana, Catarina; Genevace, Méanne; Gama, Florinda; Guerreiro David Coelho, Luísa Isabel; Pereira, Hugo; Varela, João; Reis, MárioChlorella vulgaris and Tetradesmus obliquus were tested as biocontrol agents against the phytopathogenic fungus Fusarium oxysporum. This evaluation was conducted through in vitro and in vivo trials with spinach (Spinacia oleracea L.). The in vitro trials showed that C. vulgaris and T. obliquus were able to inhibit the phytopathogen, showing a similar inhibitory effect to that of the positive controls (Rovral, BASF® and Biocontrol T34, Biocontrol Technologies® S.L.). C. vulgaris aqueous suspensions at 3.0 g L−1 led to a hyphal growth of 0.55 cm, each corresponding to a reduction of 63% of fungal growth. With T. obliquus, the hyphal growth was 0.53 cm when applied at a concentration of 0.75 g L−1, having an inhibition of fungus growth of 64%. Thereafter, these results were validated in an in vivo trial on spinach using the same controls. The results revealed a lower severity and disease incidence and a reduction in the disease’s AUDPC (area under the disease progress curve) when spinach was treated with the microalgae suspensions. Overall, these findings highlight the potential of C. vulgaris and T. obliquus suspensions as promising biocontrol agents against F. oxysporum in spinach when applied through irrigation.
- Chlorella vulgaris and tetradesmus obliquus protect spinach (Spinacia oleracea L.) against fusarium oxysporumPublication . Viana, Catarina; Genevace, Méanne; Gama, Florinda; Guerreiro David Coelho, Luísa Isabel; Pereira, Hugo; Varela, João; Reis, MárioChlorella vulgaris and Tetradesmus obliquus were tested as biocontrol agents against the phytopathogenic fungus Fusarium oxysporum. This evaluation was conducted through in vitro and in vivo trials with spinach (Spinacia oleracea L.). The in vitro trials showed that C. vulgaris and T. obliquus were able to inhibit the phytopathogen, showing a similar inhibitory effect to that of the positive controls (Rovral, BASF (R) and Biocontrol T34, Biocontrol Technologies (R) S.L.). C. vulgaris aqueous suspensions at 3.0 g L-1 led to a hyphal growth of 0.55 cm, each corresponding to a reduction of 63% of fungal growth. With T. obliquus, the hyphal growth was 0.53 cm when applied at a concentration of 0.75 g L-1, having an inhibition of fungus growth of 64%. Thereafter, these results were validated in an in vivo trial on spinach using the same controls. The results revealed a lower severity and disease incidence and a reduction in the disease's AUDPC (area under the disease progress curve) when spinach was treated with the microalgae suspensions. Overall, these findings highlight the potential of C. vulgaris and T. obliquus suspensions as promising biocontrol agents against F. oxysporum in spinach when applied through irrigation.
- Enhancing growth, nutrient uptake and flowering of Tagetes patula plants through the application of suspensions of Chlorella vulgarisPublication . Vieira, João; Saque, Moisés; Viana, Catarina; Rodrigues, Maria Helena; Guerreiro David Coelho, Luísa Isabel; Gama, Florinda; Varela, João; Pereira, Hugo; Reis, Mário; Pestana, Maribela; Correia, Pedro JoséTagetes patula L. is a prominent plant that is frequently used for its ornamental value. Marigolds are sources of various compounds of great interest to agricultural, pharmaceutical, and nutritional industries. Microalgae can be applied as a biostimulant as they have multifunctional properties in agriculture, namely facilitating nutrient uptake, improving crop performance and physiological status, and thus increasing tolerance to abiotic stress. This study evaluated the efect of applying Chlorella vulgaris as a plant biostimulant on the growth and fowering of T. patula plants. Microalgae suspensions were applied to the substrate at concentrations of 0.5, 2.0 and 5.0 g dry weight (DW) L−1. A set of plants without the application of microalgae was used as control. The use of microalgae had a positive impact on plant growth. Specifcally, C. vulgaris application resulted in greater height, while the highest concentration (5.0 g DW L−1) resulted in higher fresh weight. Microalgae application signifcantly promoted the earlier fowering of marigolds. The macronutrient and micronutrient values were statistically similar between the control plants and those treated with microalgae. When considering only the treated plants, there was a signifcant correlation between the concentration of C. vulgaris and the concentrations of N, P, Mn and Cu in the shoots of T. patula plants. Plants receiving higher concentrations of C. vulgaris exhibited higher levels of these nutrients. These results highlight the potential use of Chlorella vulgaris as an efective biostimulant for enhancing the growth, fowering, and nutrient uptake of T. patula, ofering valuable applications for improving ornamental plant production and, ultimately, agricultural sustainability.
- Isolation and selection of protein-rich mutants of chlorella vulgaris by fluorescence-activated cell sorting with enhanced biostimulant activity to germinate garden cress seedsPublication . Trovão dos Santos, Mafalda; Schüler, Lisa; Pedroso, Humberto; Reis, Ana; Santo, Gonçalo Espírito; Barros, Ana; Correia, Nádia; Ribeiro, Joana; Bombo, Gabriel; Gama, Florinda; Viana, Catarina; Costa, Monya; Ferreira, Sara; Cardoso, Helena; Varela, João; Silva, Joana; Freitas, Filomena; Pereira, HugoMicroalgae are a promising feedstock with proven biostimulant activity that is enhanced by their biochemical components (e.g., amino acids and phytohormones), which turns them into an appealing feedstock to reduce the use of fertilisers in agriculture and improve crop productivity and resilience. Thus, this work aimed to isolate protein-rich microalgal mutants with increased biostimulant activity. Random mutagenesis was performed with Chlorella vulgaris, and a selection of protein-rich mutants were sorted through fluorescence-activated cell sorting (FACS), resulting in the isolation of 17 protein-rich mutant strains with protein contents 19-34% higher than that of the wildtype (WT). Furthermore, mutant F4 displayed a 38%, 22% and 62% higher biomass productivity, growth rate and chlorophyll content, respectively. This mutant was then scaled up to a 7 L benchtop reactor to produce biomass and evaluate the biostimulant potential of this novel strain towards garden cress seeds. Compared to water (control), the germination index and the relative total growth increased by 7% and 19%, respectively, after the application of 0.1 g L-1 of this bioproduct, which highlights its biostimulant potential.
- Study of the biopesticide and biostimulant activity of microalgae in horticultural speciesPublication . Viana, Catarina; Reis, Mário; Gama, Florinda Maria MartinsAs algas microscópicas e as cianobactérias fazem parte de um diverso grupo de organismos unicelulares designados por microalgas. Este grupo é composto por organismos fotossintéticos, responsáveis por 60 % da produção da primária da Terra e podem ser encontrados em diferentes habitats, na sua maioria aquáticos. Devido à sua capacidade de captação de CO2 atmosférico, à disponibilidade de água e a luz solar, produzem grandes quantidades de biomassa e com isso apresentam uma maior atividade fotossintética que as plantas. O seu crescimento heterotrófico, a sua natureza versátil e o seu rápido desenvolvimento, têm vindo a chamar à atenção e a ser utilizados em indústrias diversificadas, como a farmacêutica, cosmética, dietética, biocombustíveis, de entre outras. Para além destas aplicações , as microalgas estão a ser alvo de estudos tendo em conta a sua relação com o processo de mineralização, na circulação de matéria orgânica e inorgânica, a sua rica composição em macro- e micronutrientes e a sua capacidade de produção de compostos bioativos, como polissacarídeos, fitohormonas e até mesmo compostos fenólicos, o que os levou a serem vistos como possíveis candidatos a substitutos dos produtos químicos e sintéticos, nomeadamente dos pesticidas e fertilizantes. A crescente preocupação com a necessidade de aumentar tanto a produtividade como a qualidade e combater as doenças que afetam a culturas, fez com que os produtores recorressem a produtos que lhes garantam um maior crescimento das suas culturas, nomeadamente os fertilizantes e os pesticidas. Como consequência, houve um uso abusivo de sustâncias que, em grande quantidade, são prejudiciais tanto para o ambiente como para a saúde humana. Essas consequências podem ser evitadas se se recorrer ao uso de fertilizantes orgânicos, sendo também referenciados como excelentes alternativas para a reciclagem de nutrientes e o aumento de carbono (C) no solo e mitigando as alterações climáticas. Para além destas vantagens, os compostos produzidos pelas microalgas também contribuem para um solo saudável e por acréscimo, uma microbiota benéfica. O agravamento do efeito estufa na Terra e as alterações climáticas provocadas, levou a União Europeia a formular um acordo em 2019 (European Green Deal), com o principal objetivo de tornar a Europa um continente com um impacto ambiental neutro até 2050. Para tal, é fundamental reduzir a emissão de gases em 55% até 2030 em comparação com 1990. Paralelamente, a aplicação da Diretiva n.º 2009/128/CE, do Parlamento Europeu e do Conselho, de 21 de outubro, através da Lei n.º 26/2013 de 11 de abril, reduziu significativamente a quantidade de substâncias ativas homologadas. Estas restrições abriram portas para a introdução de uma agricultura mais sustentável. Bioestimulantes e biopesticidas têm sido estudados como possíveis alternativas aos fertilizantes sintéticos e pesticidas, devido à sua já reportada eficácia. Estes compostos biológicos são seguros para o ambiente e ricos em nutrientes. A biomassa das microalgas contém inúmeros aminoácidos promotores do crescimento das plantas, bem como fitohormonas que aumentam a produção, estimulando o desenvolvimento das raízes e dos ramos. Para além disso, já foi reportado que o uso da biomassa destes microrganismos reduziu o desenvolvimento de diversos fungos fitopatogénicos. Este trabalho visou o estudo do potencial biopesticida das microalgas Scenedesmus obliquus e Chlorella vulgaris, através da avaliação in vitro e in vivo da sua ação inibitória de fungos fitopatogénicos e do seu efeito no desenvolvimento de plantas hortícolas. Para avaliar o seu efeito inibidor do crescimento de fungos e oomicetas, foram preparadas suspensões aquosas com biomassa das duas microalgas em diferentes concentrações, que numa primeira fase foram testadas in vitro contra Fusarium oxysporum, Botrytis cinerea, Alternaria alternata, Sclerotium rolfsii, Clarireedia spp., Colletotrichum gloeosporioides e Phytophthora cinnamomi. Estes agentes fitopatogénicos são os responsáveis pelo aparecimento de doenças nas plantas cultivadas, ameaçando a produção de alimentos e a segurança alimentar das populações. Numa segunda fase, foram conduzidos testes in vivo, onde se inocularam substratos hortícolas em vaso com micélios ativos de Fusarium oxysporum e Sclerotium rolfsii onde se plantou espinafre e alface, respetivamente. Para além destes fungos, outras plantas de espinafre e alface foram pulverizadas com uma suspensão de Botrytis cinerea. Este modo de aplicação das suspensões foi escolhido tendo em conta o tipo de fungo: no caso de F. oxysporum e S. rolfsii que são fungos do solo, o modo de aplicação das suspensões de microalgas foi por rega; no caso de B. cinerea, devido a ser um fungo da parte aérea da planta, o modo de aplicação selecionado foi a pulverização direta na parte aérea da planta. Estas aplicações decorreram semanalmente, durante o período de cultivo, de modo a avaliar o desenvolvimento da doença quando em contacto com as suspensões. Neste trabalho, avaliou-se também o potencial bioestimulante das suspensões de microalgas em ensaios in vitro e in vivo, verificando in vitro, o efeito na germinação e no desenvolvimento da radícula, e in vivo avaliando o desenvolvimento da planta, através de medições biométricas no final dos ensaios. Apesar de já existirem diversos estudos sobre o efeito estimulante das microalgas, os estudos sobre o seu efeito inibitório continuam a ser escassos. Quando em contacto com as suspensões, foi identificada a supressão do crescimento dos fungos F. oxysporum, S. rolfsii, B. cinerea e C. gloeosporioides e do oomiceto P. cinnamomi, indicando uma aplicação promissora das microalgas. Nos ensaios in vivo, foi comprovado que as microalgas afetam o desenvolvimento das doenças nas plantas, mostrando resultados promissores quanto à aplicação das microalgas tanto para a sua proteção como para o seu crescimento. Assim sendo, o uso de microalgas eucarióticas revelou-se promissor, possibilitando a redução do uso de fungicidas sintéticos, limitando o impacto ecológico da agricultura. A sua composição demonstrou ser uma mais-valia para o desenvolvimento das plantas quando aplicadas nos testes do potencial bioestimulantes. O seu conteúdo em fitohormonas e aminoácidos são uma fonte nutritiva para as plantas promovendo o seu crescimento, sendo de esperar que melhorem o desenvolvimento das plantas e enriqueçam o meio onde são aplicadas.