Estrutura populacional e parâmetros epidemiológicos de isolados de Magnaporthe grisea (Barr)

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

O arroz (Oryza sativa L.) é um dos principais cereais cultivados no Brasil, desempenhando um papel social e econômico de grande importância para as mais diversas regiões do país. Esse cereal é conduzido no Brasil sob dois principais sistemas de cultivo, o irrigado, tipicamente utilizado nos estados da região Sul do país e o de sequeiro, tradicional na abertura de novas áreas e nas regiões Centro, Norte e Nordeste do Brasil. Para cada sistema de cultivo são utilizados grupos de cultivares adaptadas a condições específicas, principalmente quanto ao fornecimento de água. (sem parágrafo) A brusone, causada pelo fungo Pyricularia grisea (Cooke) Sacc. cuja fase teleomórfica corresponde a Magnaporthe grisea (Barr), é um dos principais fatores limitantes para a cultura do arroz no Brasil e no mundo. O controle é feito, principalmente, pelo uso de cultivares resistentes e fungidas. No entanto, o controle químico através de fungicidas específicos, além de elevar o custo de produção do cereal, causa vários danos ao meio ambiente, e deve ser utilizado integrado a outras técnicas de manejo. Programas de melhoramento genético de arroz são conduzidos no país por diferentes instituições, gerando, a cada ano, novas cultivares de arroz com resistência vertical a brusone. A estreita base genética dos programas de melhoramento tem contribuído para a quebra de resistência das novas cultivares lançadas por estes programas em apenas 1 ou 2 anos após o lançamento, especialmente no Estado do Tocantins. Quebras de resistência em período tão curto apontam para a necessidade busca de fontes de resistência duráveis à brusone, especialmente nas regiões tropicais de cultivo de arroz, onde a variabilidade genética do patógeno é alta. Para tanto, é de suma importância o conhecimento sobre as populações do patógeno e de suas interações com as plantas hospedeiras. O conhecimento mais aprofundado das características das populações de Magnaporthe grisea da região Centro-Norte do Brasil é condição fundamental na orientação dos programas de melhoramento do hospedeiro. O patossistema arroz/brusone é estudado há muito tempo em várias partes do mundo. Porém, no Brasil ainda foi pouco explorado, havendo necessidade de pesquisas em regiões com alto potencial produtivo, como os Estados do Pará, Rondônia, Acre, Tocantins e Maranhão, especialmente em virtude da expansão da fronteira agrícola do arroz de sequeiro. Objetivou-se, a partir do presente trabalho, identificar a estabilidade da cultivar Oryzica Llanos 5 (modelo de cultivar com resistência durável, oriunda da Colômbia) quando inoculada com isolados de M. grisea coletados na região Centro-Norte do Brasil, mediante avaliações de parâmetros epidemiológicos como período de incubação, latência, severidade e agressividade da doença. Além disso, objetivou-se detectar, a partir de estudos moleculares, a variabilidade genética e a estrutura populacional de isolados coletados no Tocantins, Goiás e Pará. No capítulo 1 desta dissertação descreve-se a ocorrência de isolados de M. grisea, coletados nos estados do Centro-Norte do Brasil, capazes de quebrar a resistência genética na cultivar Oryzica Llanos 5, padrão de resistência à doença, e examinam-se possíveis interações entre a virulência a esta cultivar e alguns parâmetros monocíclicos das epidemias de brusone. Para tanto, foram avaliados 35 isolados monospóricos de M. grisea obtidos nos municípios de Lagoa da Confusão, Dueré, Formoso do Araguaia (Tocantins), Luiz Alves do Araguaia (Goiás) e Paragominas (Pará). Objetivando-se a quantificação do desenvolvimento micelial dos isolados in vitro, calculou-se, a cada 3 dias, a área da colônia, a partir da qual obteve-se a área sob a curva de crescimento micelial (ASCCM) para cada um dos isolados. Os parâmetros epidemiológicos (período de incubação, período de latência, severidade da doença e área sob a curva de progresso da doença ASCPD), foram determinados em casa de vegetação, para todos os 35 isolados em três variedades de arroz (Caloro e Fanny suscetíveis; Oryzica Llanos 5 resistente). As plantas foram avaliadas a cada três dias através de análise visual baseada em uma escala de notas de sete classes (0, 1, 3, 4, 5, 7 e 9). No estudo in vitro, houve diferença significativa (p0,05) da ASCCM entre os isolados, independente do local de coleta. Nos experimentos de casa de vegetação, o período de incubação nas cultivares suscetíveis variou entre 1,00 dia (isolado F-2) e 5,75 dias (isolado LA-2) em Caloro; e entre 1,00 dia (isolado F- 2) e 6,25 dias (isolado LA-2) em Fanny. Quando os isolados monospóricos foram inoculados na cultivar resistente Oryzica Llanos 5, observou-se que 34% dos isolados estudados apresentaram quebra de resistência (F-1, F-2, F-5, F-9, F-10, LC-1, LC-2, LC-4, D-2, P-2 e P- 6). Os isolados que quebraram resistência apresentaram os menores períodos de incubação (ex. isolado D-1, 2,0 dias), enquanto que os isolados que não quebraram resistência apresentaram os maiores períodos de incubação (ex. isolado LA-2, 6,25 dias). Isolados que quebraram resistência apresentaram também o menor período de latência. Observou-se forte correlação positiva entre a severidade da doença aos 6, 9 e 12 DAI e a ASCPD, e uma significativa correlação negativa entre período de incubação ou de latência e a ASCPD. As ASCPDs nas cultivares suscetíveis foram maiores que no padrão de resistência. É importante ressaltar a quebra de resistência genética da cultivar Oryzica Llanos 5, até o momento considerada como padrão de resistência, por isolados de M. grisea coletados no Centro-Norte do Brasil. O resultado desses estudos demonstra claramente a alta diversidade genética do patógeno nesta região. No capítulo 2, objetivou-se identificar a diversidade genética e a estrutura de população de isolados monospóricos coletados em lavouras comerciais de arroz nos Estados de Tocantins, Goiás e Pará. Para tanto, conduziram-se ensaios na Embrapa-CENARGEN, onde foram avaliados 140 isolados monospóricos de M. grisea obtidos nos municípios de Lagoa da Confusão, Dueré e Formoso do Araguaia (Tocantins), Luiz Alves do Araguaia (Goiás) e Paragominas (Pará). Neste estudo, 34 marcadores microssatélites marcados com fluorocromo foram utilizados para a genotipagem automática em sequenciador de DNA. Quatorze marcadores microssatélites mostraram-se altamente eficientes para estimar a diversidade genética e detectar estruturação em população de isolados monospóricos de M. grisea. Alguns deles apresentaram um conteúdo informativo elevado, facilitando a genotipagem em escala e propiciando alta eficiência na análise de polimorfismo de DNA. A média do número de alelos por loco foi 6,35, variando de 2 alelos para os marcadores ms 109 - 110, ms 115 - 116, ms 61 - 62 a 16 alelos para o marcador PG 27. Os índices de diversidade genética (DG), conteúdo polimórfico informativo (PIC) e probabilidade de identidade (PI), confirmaram a eficiência destes marcadores. A população de isolados de M. grisea do Centro Norte do Brasil apresentou substruturação em três sub-populações (K=3). Os isolados de Goiás (Luiz Alves) em sua maioria foram observados no Grupo 1, os isolados de Tocantins (Formoso, Dueré e Lagoa da Confusão) em sua maioria foram observados no Grupo 2 e os isolados do Pará (Paragominas) foram observados no Grupo 3. Os isolados do Pará são os mais distantes geneticamente em relação aos isolados de Goiás e Tocantins. A alta diversidade genética observada na metapopulação de M. grisea do Centro-Norte brasileiro, assim como a evidência de estruturação, sugerem a necessidade de monitoramento específico e emprego de estratégias adequadas pelos programas de melhoramento genético para as sub-populações detectadas.

ASSUNTO(S)

magnaporthe grisea ciencias biologicas epidemiologia botânica arroz biologia molecular

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