Estudo das enzimas de Metarhizium anisopliae e da papaína como biopesticidas | Study of the enzymes of Metarhizium anisopliae and papain as biopesticides

The control of insect vectors, nematodes, and plant and animal parasites often relies on the massive use of chemical pesticides. In light of these issues, a sustainable alternative emerges: biological and biochemical control, which uses living organisms and natural chemical products to suppress the population density or impact of a particular pest or parasite. Among entomopathogenic fungi, Metarhizium anisopliae stands out. This fungus produces hydrolytic enzymes, such as proteases and chitinases, which are essential in the host infection process. Additionally, papaya latex (Carica papaya) is known as a rich source of papain. Therefore, the present study aimed to investigate the enzymes of M. anisopliae and papain as biopesticides. The work was structured into a book chapter on the biochemistry of entomopathogens and mycoparasites, focusing on Metarhizium, and two research articles. The first article described the production of enzymes by M. anisopliae in different culture media and their efficacy in the in vitro control of parasitic nematodes of animals and plants (Haemonchus spp. and Meloidogyne incognita). The second article investigated the compatibility between the use of papain and conidia of M. anisopliae IP119 for the control of third-instar larvae (L3) of Aedes aegypti. The results showed that the rice medium with whey was the most effective for the production of protease and chitinase by M. anisopliae IBCB 424, with activities of 52 U/mg and 0.60 U/mg, respectively. The crude extract tested showed a 100% reduction in animal parasites and a 71% reduction in plant parasites. Regarding Aedes aegypti (L3), 100% mortality was observed with 10% (w/v) papain, and 97% mortality was observed with 4% (w/v) papain supplemented with M. anisopliae IP119 (10^7 conidia/mL). The results are promising, indicating the efficacy of the enzyme produced by M. anisopliae against the tested nematodes and demonstrating the potential of the papain and conidia combination for the control of A. aegypti. This pioneering study opens new research perspectives in the field of enzymes, with potential future applications.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)

O controle de insetos-vetores, nematoides, parasitas de plantas e animais, frequentemente depende do uso massivo de pesticidas químicos. Diante desses problemas, surge uma alternativa sustentável, o controle biológico e bioquímico, que utiliza organismos vivos e os produtos químicos naturais para suprimir a densidade populacional ou o impacto de uma determinada praga ou parasito. Dentre os fungos entomopatogênicos, podemos citar o Metarhizium anisopliae. Este fungo produz enzimas hidrolíticas, como proteases e quitinases, que são fundamentais no processo de infecção do hospedeiro. Além disso, o látex de mamão (Carica papaya), é conhecido como uma rica fonte de papaína. Portanto, o presente trabalho teve como objetivo o estudo das enzimas de M. anisopliae e da papaína como biopesticidas. O trabalho foi estruturado em um capítulo de livro sobre a bioquímica de entomopatógenos e micoparasitas, com foco em Metarhizium, e dois artigos. O primeiro artigo descreveu a produção de enzimas por M. anisopliae em diferentes meios de cultura e sua eficácia no controle in vitro de nematoides parasitas de animais e planta (Haemonchus spp. e Meloidogyne incognita). O segundo artigo investigou a compatibilidade entre o uso da papaína e de conídios de M. anisopliae IP119 para o controle de larvas (L3) de Aedes aegypti. Os resultados demonstraram que o meio de arroz com soro de leite foi mais eficaz para a produção de protease e quitinase em M. anisopliae IBCB 424, apresentando uma atividade de 52 U/mg e 0,60 U/mg, respectivamente. O extrato bruto testado mostrou uma redução de 100% em parasitas animais e 71% em parasita de planta. Em relação a Aedes. aegypti (L3), foi observada uma mortalidade de 100% com 10% (p/v) de papaína e uma mortalidade de 97% com 4% (p/v) de papaína suplementada com M. anisopliae IP119 (107 conídios/mL). Os resultados são promissores, indicando a eficácia da enzima produzida por M. anisopliae contra os nematoides testados e demonstrando o potencial da combinação de papaína e conídios para o controle de A. aegypti. Este estudo pioneiro abre novas perspectivas de pesquisa no campo das enzimas, com potenciais aplicações futuras.

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