Genetic diversity among isolates of stemphylium solani from cotton

The fungus Stemphylium solani causes leaf blight of tomato (Lycopersicon esculentum) in Brazil. In recent years, severe epidemics of a new leaf blight of cotton (Gossipium hyrsutum) caused by S. solani occurred in three major cotton-growing Brazilian states (PR, MT and GO). Molecular analysis was performed to assess the genetic diversity among the S. solani isolates from cotton, and to verify their relationship with representative S. solani isolates from tomato. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers and internal transcribed spacers of ribosomal DNA (rDNA) were used to compare 33 monosporic isolates of S. solani (28 from cotton and five from tomato). An isolate of Alternaria macrospora from cotton was also used for comparison. RAPD analysis showed the presence of polymorphism between the genera and the species. The A. macrospora and the S. solani isolates from cotton and tomato were distinct from each other, and fell into separate groups. Variation by geographic region was observed for the tomato isolates but not for the cotton isolates. Amplifications of the ITS region using the primer pair ITS4/ITS5 resulted in a single PCR product of approximately 600 bp for all the isolates. Similarly, when amplified fragments were digested with eight restriction enzymes, identical banding patterns were observed for all the isolates. Hence, rDNA analysis revealed no inter-generic or intra-specific variation. The genetic difference observed between the cotton and the tomato isolates provides evidence that S. solani attacking cotton in Brazil belongs to a distinct genotype.

Análise de restrição de DNA ribossomal amplificado (ARDRA) pode diferenciar Fusarium solani f. sp. phaseoli de F. solani f. sp. glycines

Métodos moleculares têm sido utilizados para caracterizar a diversidade entre isolados de Fusarium spp. patogênicos e não patogênicos a uma cultura e, para determinar relações genéticas entre formae speciales. Testes de patogenicidade realizados em soja (Glycine max) e feijoeiro (Phaseolus vulgaris) com 17 isolados de Fusarium solani não demonstraram especificidade de hospedeiros. Utilizou-se a técnica ARDRA (Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis) para analisar a região ITS1 - 5,8S rDNA - ITS2, amplificada com os primers ITS5 e ITS4. Os produtos amplificados foram digeridos com as enzimas de restrição Hae III e Msp I. Os padrões de bandas gerados pela digestão com a enzima Hae III permitiram diferenciar três grupos entre os isolados de F. solani, sendo um grupo específico para isolados de F. solani f. sp. phaseoli com 100% de similaridade entre os 11 isolados. Entre os isolados de F. solani f. sp glycines foram observados dois padrões distintos de restrição. A técnica de ARDRA utilizando a enzima Hae III apresenta, portanto, potencial para utilização como um marcador para diferenciação entre as formae specialesphaseoli e glycines, dentro do complexo F. solani.

Genetic variation among pathogens causing "Helminthosporium" diseases of rice, maize and wheat

Twenty isolates of four fungal species, agents of "Helminthosporium" diseases in cereals, were collected from different regions: nine Bipolarisoryzae isolated from rice (Oryza sativa), seven B.sorokiniana from wheat (Triticum aestivum), two B. maydis, and two Exserohilumturcicum from maize (Zea mays). The strains were compared by PCR-RFLP and RAPD analysis. Size polymorphism among the isolates in the ITS region comprising the 5.8 S rDNA indicated genetic differences among the isolates, while a UPGMA phenogram constructed after the digestion of this region with restriction enzymes showed inter- and intra-specific polymorphism. The RAPD profiles indicated an expressive level of polymorphism among different species, compared with a low level of polymorphism among isolates of the same species. A UPGMA phenogram grouped the isolates according to the species and their host plant. RAPD profiles did not reveal polymorphism that directly correlated climatic factors with geographic source of the isolates of B. sorokiniana, and B. oryzae. Teleomorphic species revealed high similarity with their correspondent anamorphs.

Variability in ribosomal DNA genic and spacer regions in Verticillium dahliae isolates from different hosts

Using PCR-based assays with specific primers for amplification of the ribosomal DNA intergenic spacer region (IGS) and a portion of the mitochondrial DNA small subunit ribosomal RNA gene (mtDNA SSU rRNA), the genetic variability among Verticillium dahliae isolates from olive (Olea europaea) and other host species from Argentina and Brazil was estimated. The derived UPGMA-generated phenograms based upon the restriction fingerprinting data of rDNA IGS products revealed genetic differences, correlating with the host of origin. Isolates infecting olive genetically distinct from those from cocoa (Theobroma cacao) and sunflower (Helianthus annuus). Digestion of mitochondrial DNA SSU rRNA PCR products revealed less variability, distinguishing only one isolate from sunflower. Ribosomal DNA ITS restriction patterns were identical for all isolates of V. dahliae, irrespective of host of origin. These preliminary results may have relevance for Verticillium wilt control practices, possibly reflecting a different evolutionary origin, or reproductive isolation of the pathogen in olive, distinct from populations of other hosts.

First report of black rot of Colocasia esculenta caused by Ceratocystis fimbriata in Brazil

Ceratocystis fimbriata was found sporulating in gray to black discolored areas on edible corms of Colocasia esculenta found in supermarkets in the states of São Paulo, Rio de Janeiro, Bahia, Rondônia and the Distrito Federal. In most cases the corms were grown in the state of São Paulo. The black rot appeared to occur post-harvest. Sequences of rDNA indicated that the Colocasia sp. isolates belong to the Latin American clade of the C. fimbriata complex, but the isolates were more aggressive than isolates from Ficus carica and Mangifera indica, in pseudopetioles of C. esculenta.

Annona squamosa, a new host of Ceratocystis fimbriata

Mango branch blight disease, caused by Ceratocystis fimbriata, is endemic to the municipality of São Fidelis in northern Rio de Janeiro State. In addition to mango, C. fimbriata was found associated with sugar apple trees (Annona squamosa) showing symptoms of branch blight in São Fidelis. Sugar apple and mango isolates from the same region had the same morphology and showed similar ITS-rDNA sequences. These sequences were also similar to other Brazilian isolates of C. fimbriata sensu stricto. Cross inoculation of such isolates obtained from diseased sugar apple and mango resulted in diseased symptoms on both plant species. This is the first record of A. squamosa as a host for C. fimbriata.

Caracterização morfocultural e molecular de isolados de Colletotrichum gloeosporioides patogênicos ao mamoeiro

Vinte e nove culturas monospóricas de Colletotrichum, isoladas de frutos e pecíolos de mamoeiro (Carica papaya), foram caracterizadas quanto à morfologia dos conídios e apressórios, coloração e crescimento das colônias, sensibilidade ao benomyl, presença de setas e do teleomorfo, PCR com primers taxon-específicos e análise de PCR-RFLP da região ITS. Os 29 isolados foram identificados como C. gloeosporioides com base na morfologia dos conídios e apressórios, tendo a maioria dos isolados conídios cilíndricos e/ou obclavados e apressórios lobados ou fracamente lobados, em contraste com C. acutatum, isolado de morango (Fragaria x ananassa), que apresentou conídios fusiformes e apressórios circulares e lisos. Presença de setas e do teleomorfo, cor de colônia, sensibilidade ao benomyl e velocidade de crescimento variaram conforme o isolado e sofreram influência do meio de cultura usado. Todos os isolados de mamão e quatro de outras hospedeiras, manga (Mangifera indica), morango e maçã (Malus domestica), foram patogênicos a frutos de mamão cv. Sunrise Solo, mas com variabilidade em agressividade. PCR com o primer específico para C. gloeosporioides, CgInt, confirmou a identidade de apenas quatro isolados de mamão e dois isolados apresentaram reação positiva com o primer CaInt2, específico para C. acutatum. A maioria dos isolados de mamão (23) não reagiu com nenhum dos primers. Por outro lado, a análise de restrição da região ITS do rDNA, com RsaI, gerou perfis distintos entre C. gloeosporioides e C. acutatum e mostrou uniformidade entre os isolados de mamão.

Chemical indexes calculated for 8,11,13-trien-abietane diterpenoids isolated from Swartzia species

The disparity found in the molecular structures of compounds isolated from nine plants of the Swartzia genus indicates that the Swartzia species that furnished cassane diterpenoids and triterpenoidal saponins are more recent, since these metabolites have adopted the mevalonic acid route of formation, abandoning the shikimic acid/acetate route that produces the isoflavonoids found in the remaining species. Chemical indexes calculated from the molecular structure diversities of sixteen 8,11,13-trien-abietane diterpenoids isolated from Swartzia langsdorffii and S. arborescens indicate that S. arborescens is more recent than S. langsdorffii. The results suggest a more evolved position in Swartzia species of the section Possira.

Pseudomonas syringae pv. tabaci in papaya seedlings

The natural occurrence of Pseudomonas syringae pv. tabaci causing leaf spot symptoms in papaya seedlings is reported. The pathogen was identified through biochemical, physiological, serological, and molecular assays and artificial inoculations in papaya plants. It was also shown that the strains were pathogenic to bean and tobacco plants. The restriction patterns obtained with Afa I, Alu I, Dde I, Hae III, Hpa II, Hinf I, Sau 3A I and Taq I of the PCR-RFLP of 16S-23S DNAr were identical to the P. s. pv. tabaci patterns. Primers corresponding to hrpL gene of P. syringae were also tested and the results grouped the papaya strains with P s. pv. tabaci. Bacterial strains were deposited at Coleção de Culturas IBSBF, Instituto Biológico, Campinas, Brazil, under access numbers 1687 and 1822.

Caracterização citomorfológica, cultural, molecular e patogênica de Rhizoctonia solani Kühn associado ao arroz em Tocantins, Brasil

No Estado do Tocantins, no Norte do Brasil, a incidência de rizoctoniose no arroz é importante, causando danos significativos em lavouras de arroz irrigado. O principal objetivo deste trabalho foi determinar o grupo de anastomose (AG) de isolados de R. solani associados ao arroz naquela região, testando a hipótese de que esses isolados pertencem ao grupo padrão de anastomose AG-1 IA, que também é o agente causal da mela em soja em áreas úmidas do Norte do Brasil. Todos os quatro isolados de arroz foram caracterizados, através de fusão de hifas, como AG-1 IA. A caracterização cultural, em função das temperaturas basais (mínimas, máximas e ótimas), evidenciou que os isolados de R. solani de arroz apresentaram perfis semelhantes aos padrões AG-1 IA, AG-1 IB e AG-1 IC. Os isolados de arroz foram caracterizados como autotróficos para tiamina assim como os isolados padrões AG-1 IA, IB, IC, AG-4 HGI e o isolado da mela da soja. O teste de patogenicidade em plantas de arroz cultivar IRGA-409 e de patogenicidade cruzada à cultivar IAC-18 de soja (suscetível à mela), indicou que além de causar a queima da bainha em arroz, esses isolados causam mela em soja. Da mesma forma, o isolado SJ-047 foi patogênico ao arroz. As seqüências de bases de DNA da região ITS-5.8S do rDNA dos isolados do arroz foram similares às seqüências do AG-1 IA, depositadas no GenBank® - NCBI. A filogenia do ITS-rDNA indicou um grupo filogenético comum formado pelos isolados do arroz, o isolado da soja e o isolado teste do AG-1 IA. Assim, com base em características citomorfológicas, culturais, filogenéticas e patogênicas, foi confirmada a hipótese de que os isolados de R. solani patógenos de arroz do Estado do Tocantins pertencem ao grupo de anastomose AG-1 IA, além da indicação de que esses isolados podem também causar a mela em soja.

Análise da diversidade genética de isolados de Xanthomonas axonopodis pv. malvacearum do algodoeiro

A mancha angular do algodoeiro, causada por Xanthomonas axonopodis pv. malvacearum (Xam), é uma doença de importância econômica e pode causar perdas apreciáveis no rendimento. A doença pode ser controlada por resistência varietal desde que haja conhecimento sobre a variabilidade das populações do patógeno. A variabilidade genética e a estabilidade patogênica entre os isolados deste patógeno não foram suficientemente estudadas, principalmente considerando a introdução de novas cultivares e a expansão da cultura. O objetivo do presente estudo foi avaliar a variabilidade genética entre os 61 isolados de Xam, provenientes de diversas cultivares e regiões do Brasil, através de ensaios moleculares. Análises de ERIC e REP-PCR demonstraram dois grupos distintos de Xam associados a região geográfica de origem. Não foram observadas diferenças nos perfis dos isolados através de PCR-RFLP da região 16S-23S rDNA. A região espaçadora 16S-23S rDNA de três linhagens de Xam foi analisada através de clonagem e sequenciamento e seis diferenças nas seqüências foram encontradas. A técnica de RAPD revelou um maior nível de polimorfismo, distinguindo 6 grupos de Xam a 85% de similaridade. Os resultados indicam a existência de variabilidade muito restrita entre os isolados analisados.

Variabilidade genética entre isolados de Colletotrichum gossypii do algodoeiro

O algodoeiro é atacado por Colletotrichum gossypii (CG) e C. gossypii var. cephalosporioides (CGC). Ambos os patógenos são transmitidos pela semente e sua distinção morfológica é extremamente difícil e inconsistente. Tentativas foram feitas no presente trabalho para verificar a variabilidade genética entre CG e CGC através de RAPD-PCR, ERIC- e REP-PCR e PCR-RFLP da região ITS rDNA. Foram utilizados 53 isolados coletados de sementes e folhas de plantas de diferentes cultivares nos estados do Paraná, São Paulo, Mato Grosso, Minas Gerais, e Paraiba, entre 1999 e 2003. Baseado em testes de patogenicidade, vinte e um isolados foram classificados como CG e 32 como CGC. Os resultados obtidos por RAPD-PCR, utilizando-se oito primers, revelaram dois grupos distintos sendo que o primeiro foi formado por 94% dos isolados de sementes e o segundo por 95% dos isolados de folhas. Na análise de ERIC- e REP-PCR, resultados semelhantes a RAPD foram obtidos, sendo que o primeiro grupo foi formado por 93% dos isolados provenientes das sementes e o segundo por 78% dos isolados provenientes das folhas. Quando o produto de amplificação da região ITS rDNA foi digerido com oito enzimas de restrição, um perfil de bandas semelhante para todos os isolados foi obtido. Resultados de RAPD, ERIC- e REP-PCR demonstraram que existem diferenças genéticas entre os isolados provenientes das sementes e aqueles provenientes de parte aérea, e esses dois grupos foram claramente distintos. Estudos futuros devem ser realizados utilizando outras técnicas moleculares para a obtenção de marcadores capazes de distinguir entre isolados de CG e CGC.

Associação de Rhizoctonia solani Grupo de Anastomose 4 (AG-4 HGI e HGIII) à espécies de plantas invasoras de área de cultivo de batata

Os grupos 3 e 4 de anastomose (AG-3 e AG-4) do fungo Rhizoctonia solani são importantes grupos associados à batata no mundo. No Brasil, o AG-3 é relatado afetando principalmente batata e fumo. Já o AG-4 causa perdas consideráveis em culturas de importância econômica, como a soja, o feijão e o amendoim, podendo ocorrer também em hortaliças como o espinafre, o pimentão, o brócolis, o tomate, a batata e frutíferas como o melão. Recentemente foi constatada, em Brasília-DF, a associação de R. solani a plantas invasoras em áreas de cultivo de batata. Entretanto, não há informação a respeito da etiologia do patógeno bem como do papel de espécies invasoras como outras hospedeiras no ciclo do patógeno. Objetivou-se com esse estudo caracterizar isolados de R. solani obtidos de batata e de outras três espécies de plantas invasoras associadas a áreas de cultivo da cultura: juá-de-capote [Nicandra physaloides (L.) Pers., Solanaceae], beldroega (Portulaca oleracea L., Portulacaceae), e caruru (Amaranthus deflexus L., Amaranthaceae). Foi confirmada a hipótese de que os isolados obtidos de R. solani de beldroega, caruru e juá-de-capote pertencem ao grupo 4 de anastomose e são patogênicos à batata, exceto o isolado de beldroega. Estes isolados apresentaram patogenicidade cruzada às três espécies e também patogênicos à maria-pretinha (Solanum americanum Mill.), uma outra espécie de Solanaceae invasora. A classificação dos isolados no grupo AG-4 HGI ou no grupo AG-4 HGIII (isolado de caruru) foi confirmada através de características culturais e moleculares (seqüenciamento da região ITS-5.8S do rDNA). Os resultados deste trabalho trazem implicações importantes para o manejo das podridões radiculares de Rhizoctonia em batata.

Diversidade fenotípica e patogênica de Colletotrichum, agente causal da antracnose em mangueira, e identificação de espécie

O presente trabalho teve como objetivo estudar a diversidade fenotípica e patogênica de 40 isolados de Colletotrichum obtidos de mangueira no Nordeste do Brasil e identificar diferentes espécies desse fitopatógeno, agente causal de antracnose, através da análise da seqüência da região ITS do rDNA. Quanto à caracterização morfológica e cultural, as colônias dos isolados apresentaram diversidade em relação à cor e aspecto, sendo mais comum à cor branco-cinza, característica de Colletotrichum gloeosporioides. Não foram observadas variações expressivas na morfologia dos 40 isolados. Os conídios apresentaram-se, predominantemente, hialinos e unicelulares, com formato variando de bastonete para cilíndrico. Todos os isolados produziram apressórios variados em formato e quantidade e apenas 10 isolados apresentaram setas. Para efeito do crescimento micelial e taxa de crescimento foi possível classificar os isolados em sete grupos. Vinte e dois isolados exibiram taxa de crescimento >10mm/dia, considerada típica da espécie C. gloeosporioides. Os isolados foram patogênicos em folhas destacadas de mangueira, induzindo sintomas de antracnose, na forma de manchas escuras levemente deprimidas, e apresentando variações quanto à agressividade. Na identificação específica, baseada na análise da seqüência ITS do DNA ribossomal, 36 isolados amplificaram com o oligonucleotídeos CgInt, específico para C. gloeosporioides e o ITS4, Os isolados CM1, CM4, CM5 e CM10, não amplificaram produtos para nenhum dos oligonucleotídeos específicos, sendo identificados como Colletotrichum spp. Os resultados desse trabalho demonstraram que isolados de Colletotrichum, obtidos de mangueira, apresentam ampla variabilidade morfofisiológica e patogênica. E que, possivelmente, existe mais de uma espécie de Colletotrichum que causa antracnose em mangueira no Nordeste do Brasil.

Estudo da diversidade genética de Podosphaera xanthii através de marcadores AFLP e seqüências ITS

O meloeiro (Cucumis melo L.) é uma frutífera largamente cultivada no Brasil, principalmente no nordeste brasileiro, onde é produzida principalmente para a exportação. Plantas da família do meloeiro, como pepino e abóbora, podem ser severamente afetadas pelo oídio, causado por Podosphaera xanthii.. Este fungo apresenta diversas raças fisiológicas cuja correta identificação é importante para o manejo da doença, já que o uso de variedades resistentes é o método mais eficaz de seu controle. No entanto, a identificação destas raças por meio da prática tradicional de inoculações em uma série diferenciadora de variedades de meloeiro é laboriosa e passível de erros. Devido a isso, um método alternativo seria o uso de marcadores moleculares para determinar de forma rápida a identidade das raças. O objetivo deste estudo foi o de analisar a variabilidade entre isolados de P. xanthii previamente classificados em raças através da técnica de AFLP e do seqüenciamento da região ITS 5.8S do rDNA. A partir dos marcadores AFLP obteve-se um dendrograma no qual não houve separação dos isolados quanto às suas raças, origem geográfica ou hospedeiro de origem. Com esta técnica verificou-se alta variabilidade entre isolados, com similaridade genética máxima de 69% e similaridade mínima de 23%. Ao contrário da informação gerada por AFLP, não foi observada variação na sequência da região ITS 5.8S entre isolados. Desta forma, a análise por AFLP indicou que os isolados tem composição genética heterogênea muito embora este fato não tenha sido evidenciado pelo sequenciamento da região ITS.