Etiology and epidemiology of Pythium root rot in hydroponic crops: current knowledge and perspectives

The etiology and epidemiology of Pythium root rot in hydroponically-grown crops are reviewed with emphasis on knowledge and concepts considered important for managing the disease in commercial greenhouses. Pythium root rot continually threatens the productivity of numerous kinds of crops in hydroponic systems around the world including cucumber, tomato, sweet pepper, spinach, lettuce, nasturtium, arugula, rose, and chrysanthemum. Principal causal agents include Pythium aphanidermatum, Pythium dissotocum, members of Pythium group F, and Pythium ultimum var. ultimum. Perspectives are given of sources of initial inoculum of Pythium spp. in hydroponic systems, of infection and colonization of roots by the pathogens, symptom development and inoculum production in host roots, and inoculum dispersal in nutrient solutions. Recent findings that a specific elicitor produced by P. aphanidermatum may trigger necrosis (browning) of the roots and the transition from biotrophic to necrotrophic infection are considered. Effects on root rot epidemics of host factors (disease susceptibility, phenological growth stage, root exudates and phenolic substances), the root environment (rooting media, concentrations of dissolved oxygen and phenolic substances in the nutrient solution, microbial communities and temperature) and human interferences (cropping practices and control measures) are reviewed. Recent findings on predisposition of roots to Pythium attack by environmental stress factors are highlighted. The commonly minor impact on epidemics of measures to disinfest nutrient solution as it recirculates outside the crop is contrasted with the impact of treatments that suppress Pythium in the roots and root zone of the crop. New discoveries that infection of roots by P. aphanidermatum markedly slows the increase in leaf area and whole-plant carbon gain without significant effect on the efficiency of photosynthesis per unit area of leaf are noted. The platform of knowledge and understanding of the etiology and epidemiology of root rot, and its effects on the physiology of the whole plant, are discussed in relation to new research directions and development of better practices to manage the disease in hydroponic crops. Focus is on methods and technologies for tracking Pythium and root rot, and on developing, integrating, and optimizing treatments to suppress the pathogen in the root zone and progress of root rot.

Characterization of Citrus tristeza virus isolates from grapefruit (Citrus paradisi Macf.) accessions of Citrus Active Germplasm Bank

Citrus tristeza virus (CTV) isolates from 35 grapefruit accessions belonging to Citrus Active Germplasm Bank of the "Instituto Agronômico de Campinas" located at the "Centro APTA Citros Sylvio Moreira", Cordeirópolis, São Paulo state, Brazil, were characterized and evaluated through symptoms in the trees, biological indexing, immunological diagnosis with different monoclonal antibodies and SSCP analysis (single-strand conformation polymorphism) of the coat protein gene. Symptomatology indicated that, in general, the group of plants with smaller canopy volume and severe stem pitting differed significantly from the group that presented greater vegetative development and mild to moderate stem pitting. However, the isolates from most of the accessions induced mild reaction on Mexican lime. The serological evaluation through the DAS-ELISA using monoclonal antibodies did not reveal any association between virus titer in the plant tissue and symptoms. The reaction with different monoclonal antibodies and the distinct electrophoresis patterns obtained through SSCP showed that there is a high degree of diversity among the isolates that infect these grapefruit accessions. High complexity within the same isolate was also observed in the SSCP profiles. This finding indicates that the CTV isolates from these plants are a complex mixture of CTV haplotypes. Similar SSCP banding patterns were observed among some plants with strong stem pitting symptoms, and among some plants with weak or moderate stem pitting symptoms.

Genes diferencialmente expressos em cana-de-açúcar inoculada com Xanthomonas albilineans, o agente causal da escaldadura da folha

A escaldadura da folha, causada pela bactéria Xanthomonas albilineans colonizadora do xilema, é uma das principais doenças da cana-de-açúcar. A sintomatologia na fase crônica é caracterizada principalmente pelo aparecimento de uma faixa branca paralela à nervura central da folha, que evolui até queimar totalmente, sendo também observado brotação de gemas laterais no colmo. Neste trabalho, a técnica de macroarranjos de cDNA foi empregada para o estudo da expressão de 3.575 ESTs (espressed sequence tags) em folhas de cana-de-açúcar. Foram utilizadas duas variedades, uma resistente (SP82-1176) e outra suscetível (SP78-4467) a Xanthomonas albilineans as quais foram infectadas mecanicamente por ferimentos. As membranas dos macroarranjos foram confeccionadas a partir de ESTs de bibliotecas de folha e cartucho de cana-de-açúcar provenientes do projeto SUCEST e hibridizadas contra sondas de cDNA de plantas infectadas e controle marcadas com isótopos radioativos. Analisando os resultados dos macroarranjos foi possível verificar um comportamento diferenciado para cada variedade durante o ataque do patógeno. Após realizadas análises estatísticas identificamos na variedade resistente ESTs com expressão induzida relacionadas com biossíntese de isoprenoides, proteínas LRR transmembrânica, "ziper" de leucina, lignificação, tolerância ao frio, diferenciação de plastídeos, sistemas de defesa e de adaptação da planta ao meio ambiente. As ESTs reprimidas na variedade resistente foram àquelas relacionadas com genes responsáveis pela síntese de proteínas do controle da expansão da parede celular, detoxificação e transporte de auxina. Na variedade susceptível foram reprimidas ESTs relacionadas a genes de proteínas das respostas de defesa da planta, biossíntese de Etileno e regulação da transcrição.

Resistência genética em genótipos de feijoeiro a Curtobacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciens

Curtobacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciens (Cff) agente causal da murcha-de-curtobacterium em feijoeiro (Phaseolus vulgaris), é um patógeno vascular de difícil controle. A doença foi detectada pela primeira vez no Brasil na safra das águas de 1995, no Estado de São Paulo. Por se tratar de uma doença de difícil controle, a resistência genética tem sido a melhor opção. O objetivo deste trabalho foi avaliar a reação de genótipos de feijoeiro à murcha-de-curtobacterium, frente a 333 acessos pertencentes ao banco de germoplasma de feijoeiro do Instituto Agronômico de Campinas (IAC). Oportunamente, foram selecionados genótipos de feijoeiro altamente resistentes e suscetíveis, com a finalidade de comparar a colonização de Cff no vaso do xilema a partir da visualização sob microscopia eletrônica de varredura. Os resultados da triagem da resistência genética em genótipos de feijoeiro indicaram a existência de variabilidade genética nas amostras dos 333 genótipos avaliados, ao isolado de Cff Feij 2634. Os materiais foram classificados em 4 grupos de resistência: 29 genótipos (8,7%) comportaram-se como altamente resistentes, 13 genótipos (3,9%) como resistentes, 18 genótipos (5%) como moderadamente resistentes e 273 genótipos (81%) suscetíveis. A partir dos resultados obtidos, cerca de 18% dos genótipos de feijoeiros, desde altamente resistentes à moderadamente resistentes, poderão ser úteis para o programa de melhoramento genético como fonte de genes para resistência a Cff. Através da microscopia eletrônica de varredura, foram observadas em genótipos altamente resistentes, várias aglutinações da bactéria envolvidas por filamentos e estruturas rendilhadas sob pontuações da parede do vaso do xilema, não verificados em genótipos suscetíveis, o que sugere a ativação de mecanismos de defesa estruturais e bioquímicos nas plantas resistentes.

Atividades amilolítica e pectinolítica de Alternaria solani e a relação com a agressividade em tomateiro

As atividades amilolítica e pectinolítica de 45 isolados de Alternaria solani, provenientes de diferentes hospedeiros, foram estimadas por meio da difusão enzimática em meio sólido específico e mensuração do halo de degradação do substrato. Todos os isolados degradaram pectina. Apenas 17 isolados apresentaram atividade amilolítica, sendo nove isolados provenientes de batateira. Somente o isolado AS18 se destacou como bom produtor de ambas as enzimas. Uma vez que a atividade pectinolítica foi mais evidente, avaliou-se a influência de pectinases na agressividade de A. solani ao tomateiro. Para isso, cinco isolados (2 de berinjela, 2 de tomateiro e 1 de batateira) contrastantes quanto à produção de pectinases foram selecionados para testes em folíolos destacados e plantas inteiras. Quatro isolados foram utilizados no teste em folíolos destacados (AS6, AS7, AS12 e AS26), e constatou-se haver variabilidade patogênica. A correlação obtida entre o tamanho das lesões e a atividade pectinolítica foi de r = 0,963 (P = 0,087). Cinco isolados (AS6, AS7, AS12, AS25 e AS26) foram inoculados em plantas inteiras de tomate. Os isolados não diferiram quanto ao número de lesões/cm² de área foliar, porém variaram em agressividade. Houve correlação (r = 0,916; P = 0,042) entre a atividade de pectinases e o índice de doença, sugerindo possível papel para as enzimas pécticas durante a infecção de A. solani em tomateiro. É provável que as diferenças no perfil enzimático dos isolados estejam associadas ao hospedeiro original de onde os mesmos foram obtidos. Os resultados reforçaram evidências de especificidade por hospedeiro em populações de A. solani.

O manejo da pinta-preta do tomateiro em épocas de temperaturas baixas

O desempenho do cultivar de tomate Santa Clara e do híbrido Débora Plus em relação ao desenvolvimento da pinta-preta (Alternaria solani) em plantios de verão e outono sob dois sistemas de condução foi verificado em dois experimentos conduzidos na área experimental da Universidade Federal de Viçosa. Temperaturas baixas, ou escassez de chuva e, ou, curtas durações dos períodos de molhamento foliares propiciaram baixa incidência da pinta-preta e conseqüentemente os sistemas de condução tradicional e tutorado vertical não influíram na severidade nos dois ensaios. O cultivar Santa Clara apresentou maiores valores de área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD) em relação ao híbrido Débora Plus. A aplicação do clorotalonil no aparecimento dos primeiros sintomas associado aos fatores climáticos atrasou o desenvolvimento da doença em 30 dias nas estações de verão-outono e outono-inverno com reduções da severidade da pinta-preta de 22% e 18% dos valores de AACPD nos dois ensaios, respectivamente.

Efeito do tratamento de sementes de algodoeiro com fungicidas no controledo tombamento em relação à densidade de inóculo de Rhizoctonia solani

O fungo Rhizoctonia solani Kuhn é considerado o principal agente causal do tombamento de plântulas do algodoeiro no Brasil. A maneira mais eficiente e econômica de controlar essa doença é através do tratamento das sementes com fungicidas. A performance dos fungicidas depende, dentre outros fatores, da população desse fungo no solo. Este trabalho foi desenvolvido, em condições de casa de vegetação, na Embrapa Agropecuária Oeste, em Dourados, MS, com o objetivo de determinar o efeito do tratamento de sementes de algodoeiro com fungicidas, no controle do tombamento, em relação a diferentes densidades de inóculo de R. solani no solo. Sementes da cultivar DeltaOpal, tratadas e não tratadas com diferentes fungicidas, foram semeadas a 3 cm de profundidade em areia contida em bandejas plásticas. As sementes foram dispostas em orifícios individuais e eqüidistantes. A inoculação com o fungo foi feita pela distribuição homogênea do inóculo na superfície do substrato. O fungo foi cultivado por 35 dias em sementes de aveia preta autoclavadas e trituradas em moinho (1 mm). Quatro densidades de inóculo foram testadas: 1 g; 2 g; 3 g e 4 g/bandeja plástica de 56x35x10 cm. Foi observado efeito do tratamento fungicida na emergência inicial e final de plântulas, bem como no controle do tombamento de pré e pós-emergência. O tratamento das sementes com a mistura de fungicidas proporcionou os melhores resultados no controle do tombamento em comparação ao seu uso isolado. A interação fungicidas x densidade de inóculo foi significativa, indicando que a eficiência dos fungicidas foi influenciada pela densidade de inóculo do fungo. A performance dos fungicidas testados foi melhor na presença dos níveis mais baixos de inóculo do fungo (1,0 g e 2,0 g/bandeja). A eficiência dos fungicidas testados foi menor para as populações de 3,0g e 4,0g do patógeno, sendo que a maioria dos tratamentos fungicidas apresentou perda significativa de eficiência na presença desses níveis de R. solani. Os fungicidas usados neste estudo não apresentaram efeitos fitotóxicos às plântulas de algodoeiro.

Efeito da incorporação no solo de sementes de fedegoso (Senna obtusifolia) colonizadas por Alternaria cassiae no controle desta planta infestante

Na última década, com o uso excessivo de herbicidas, começaram a surgir alguns problemas como a resistência de plantas daninhas e seleção de flora, além do acúmulo destes produtos contaminando mananciais hídricos e solos. Como alternativa, há uma tendência recente em se estudar e desenvolver inimigos naturais para o controle das plantas daninhas, ou seja, o controle biológico. Sementes de fedegoso colonizadas por Alternaria cassiae foram incorporadas no solo, visando o controle de plantas de Senna obtusifolia. Para tanto, foram instalados dois experimentos em casa-de-vegetação com vasos. A inoculação do solo dos vasos com posterior incorporação nos primeiros 2-3 cm superficiais foi efetuada com sementes colonizadas. Após incorporação, sementes íntegras de Senna obtusifolia, previamente escarificadas, foram semeadas no solo dos vasos. O delineamento experimental adotado foi inteiramente casualizado com quatro repetições adotando as seguintes variáveis: a) duas formas de inóculo (sementes inteiras e sementes moídas); b) quatro quantidades por unidade de área (10t/ha; 6,5t/ha; 3,3t/ha e 1,7t/ha); c) testemunha sem incorporação de inóculo ao solo. Os parâmetros avaliados foram, contagem do número de plantas emergidas e pesagem da matéria seca acumulada na parte aérea e do sistema radicular das plantas. Em ambos os experimentos, houve uma tendência de diminuição do número de plantas vivas, da biomassa seca da parte aérea e da matéria seca acumulada no sistema radicular à medida que foi aumentando a quantidade de inóculo incorporado no solo. Os efeitos de controle promovidos pelas duas formas de inóculo não diferiram expressivamente entre si.

Eliminação de Clavibacter michiganensis subsp. michiganensisem estacas de bambu infestadas artificialmente

Diferentes tratamentos foram comparados visando a erradicação de Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis de estacas de bambu infestadas artificialmente. A imersão das estacas, por 30 minutos, em uma solução de hipoclorito de sódio a 2% foi o tratamento mais eficiente, em comparação à solarização, à exposição direta aos raios solares, à imersão em sulfato de cobre e à fumigação com fosfina ou brometo de metila.

Controle biológico da mancha-aquosa do melão por compostos bioativos produzidos por Bacillus spp.

A mancha-aquosa, causada por Acidovorax avenae subsp. citrulli (Aac) causa grandes prejuízos à cultura do melão. O controle dessa doença foi estudado in vivo, com microbiolização de sementes de melão Amarelo infectadas, com líquidos fermentados de Bacillus subtilis R14, B. megaterium pv. cerealis RAB7, B. pumilus C116 e Bacillus sp. MEN2, com e sem células bacterianas. O mecanismo de ação dos isolados foi estudado in vitro pelo método de difusão em ágar e os compostos bioativos parcialmente caracterizados por testes de hemólise e atividade surfactante. Nos testes in vivo, não houve diferença significativa entre os tratamentos com e sem células, indicando que o controle ocorreu devido à presença de compostos bioativos produzidos durante as fermentações. Todos os tratamentos diferiram da testemunha sem diferir entre si (P=0,05%). B. megaterium pv. cerealis RAB7 proporcionou redução da incidência (89,1%) e do índice de doença (92,7%), elevou o período de incubação da mancha-aquosa de 9,8 para 11,9 dias e reduziu a AACPD de 3,36 para 0,17. In vitro, todos isolados apresentaram antibiose contra Aac e os compostos bioativos foram parcialmente caracterizados como lipopeptídeos.

Colletrotrichum gloeosporioides causando antracnose em frutos de pupunheira nos estados de Minas Gerais e Paraná

O cultivo de pupunha (Bactris gasipaes) para palmito tem-se expandido para algumas regiões do Sudeste e Sul do Brasil, ocupando áreas abandonadas pela agricultura no espaço territorial de domínio da Mata Atlântica. Em plantas adultas de pupunheira, cultivadas para a produção de sementes nos estados de Minas Gerais e Paraná, verificou-se ocorrência de antracnose nos frutos, causando severa podridão. O fungo Colletotrichum gloeosporioides foi isolado de tecidos doentes e a sua patogenicidade aos frutos da pupunheira foi confirmada em condições controladas. Essa foi a primeira constatação da doença em frutos nos estados de Minas Gerais e Paraná.