Glucose concentration alters dissolved oxygen levels in liquid cultures of Beauveria bassiana and affects formation and bioefficacy of blastospores

Abstract

The filamentous fungus Beauveria bassiana is an economically important pathogen of numerous arthropod pests and is able to grow in submerged culture as filaments (mycelia) or as budding yeast-like blastospores. In this study, we evaluated the effect of dissolved oxygen and high glucose concentrations on blastospore production by submerged cultures of two isolates of B. bassiana, ESALQ1432 and GHA. Results showed that maintaining adequate dissolved oxygen levels coupled with high glucose concentrations enhanced blastospore yields by both isolates. High glucose concentrations increased the osmotic pressure of the media and coincided with higher dissolved oxygen levels and increased production of significantly smaller blastospores compared with blastospores produced in media with lower concentrations of glucose. The desiccation tolerance of blastospores dried to less than 2.6 % moisture was not affected by the glucose concentration of the medium but was isolate dependent. Blastospores of isolate ESALQ1432 produced in media containing 140 g glucose L(-1) showed greater virulence toward whitefly nymphs (Bemisia tabaci) as compared with blastospores produced in media containing 40 g glucose L(-1). These results suggest a synergistic effect between glucose concentration and oxygen availability on changing morphology and enhancing the yield and efficacy of blastospores of B. bassiana, thereby facilitating the development of a cost-effective production method for this blastospore-based bioinsecticide.

Produção do fungo entomopatogênico Metarhizium rileyi (Farlow) por fermentação líquida e sólida

“…Identificar fatores ambientais e nutricionais que incrementam a produção de blastosporos durante o crescimento da cultura é um pré-requisito para o desenvolvimento de um processo de produção economicamente viável (MASCARIN et al, 2015a;2015b).…”

“…Meios com concentrações altas de carbono (140 e 200 g.L -1 ) tiveram seu potencial osmótico e nível de oxigênio dissolvido aumentados em relação aqueles com concentração mais baixa, fatores que atuaram em sinergia e incrementaram a produção de blastoporos de B. bassiana 2015b).…”

“…A osmolaridade do meio também afeta a forma, a velocidade de germinação e a virulência de blastosporos de B. bassiana (MASCARIN et al, 2015b). Isso se explica quando se têm em vista que concentrações de açúcares mais elevadas tornam o meio rico em soluto (hiper-osmótico), o que faz com que este mimetize melhor o ambiente encontrado na hemolinfa dos insetos, que é caracterizado por uma alta pressão osmótica (WANG et al, 2008;CHAPMAN, 2013).…”

“…Isso se explica quando se têm em vista que concentrações de açúcares mais elevadas tornam o meio rico em soluto (hiper-osmótico), o que faz com que este mimetize melhor o ambiente encontrado na hemolinfa dos insetos, que é caracterizado por uma alta pressão osmótica (WANG et al, 2008;CHAPMAN, 2013). Ainda, existe a possibilidade da pressão osmótica atuar como indutora do crescimento vegetativo e formação de blastosporos 2015b).…”

“…Sua disponibilidade é dependente da transferência de oxigênio do ambiente para o líquido, a qual é incrementada com o uso de Erlenmeyer baffled cell culture flasks, altas velocidades de agitação, baixo volume de cultura no frasco (50 mL) e maior viscosidade do meio 2015b). Maiores concentrações de carbono atuam justamente sobre a viscosidade do meio, tornando-o mais viscoso, e um meio com tal característica tende a aderir mais facilmente à parede do frasco, aumentando a transferência de oxigênio para o meio pelo incremente da superfície de contato (GIESE et al, 2013).…”