Caracterização de um isolado do Sugarcane mosaic virus que quebra a resistência de variedades comerciais de cana-de-açúcar

Os vírus pertencentes ao subgrupo do Sugarcane mosaic virus (SCMV, gênero Potyvirus, família Potyviridae) infectam e causam mosaico em diferentes espécies botânicas da subfamília Panicoideae (família Poaceae), porém apenas o SCMV e o Sorghum mosaic virus (SrMV) infectam naturalmente cana-de-açúcar. No Brasil, a espécie SCMV parece ser o único agente causal da doença. Embora a maioria das variedades comerciais de cana-de-açúcar seja considerada resistente ou tolerante ao SCMV, relatos de incidência de mosaico em tais variedades têm ocorrido no campo. Amostras com sintomas, de diversos clones e variedades, foram coletadas em campos experimentais e comerciais de cana-de-açúcar. Dentre as variedades, a RB72-454, uma das mais plantadas no país e considerada resistente à doença, também apresentou plantas com sintomas de mosaico. As amostras foram testadas por DAS-ELISA, com anti-soros policlonais para as espécies SCMV, Johnsongrass mosaic virus (JGMV) e Maize dwarf mosaic virus (MDMV), apresentando resultados negativos. Porém, sintomas de mosaico foram observados em mudas de sorgo "Rio" e "TX2786" quando inoculadas mecanicamente com os isolados, indicando tratar-se de infecção pelo SCMV. RNA total foi extraído das folhas de cana e submetido a RT-PCR com oligonucleotídeos específicos para SCMV e SrMV. Fragmentos específicos de aproximadamente 880 pares de bases foram amplificados com os oligonucleotídeos para o SCMV, confirmando os resultados da inoculação mecânica. Os produtos de PCR foram clonados e seqüenciados. Um dos isolados de SCMV encontrado constitui uma nova estirpe, mais severa, capaz de infectar plantas da variedade RB72-454 e de outras variedades, consideradas tolerantes, no campo.

Método para inoculação de ferrugem da cana-de-açúcar em segmentos de folhas

A reação de genótipos de cana-de-açúcar às populações de Puccinia melanocephala é intensamente influenciada por condições ambientais, dificultando as avaliações de genótipos em condições de campo. O trabalho visou desenvolver um método de inoculação de ferrugem em segmentos de folhas, sob condições ambientais controladas. Os segmentos foram obtidos de plantas com 30 dias de idade da variedade suscetível SP70-1143. Estes foram inoculados (2 x 10(4) esporos viáveis/mL) e acondicionados em tubos de ensaio. Os tratamentos consistiram em diferentes condições de incubação, considerando as variáveis (i) uso ou não de câmara úmida após a inoculação; (ii) imersão de ¼ ou ¾ do segmento no líquido do tubo e (iii) adição ou não de benzimidazol na água do tubo. O melhor tratamento consistiu na imersão de 3/4 dos segmentos em tubos com água, sem câmara úmida aplicada após a inoculação. Após incubação (21 ºC ± 1ºC, 12 h de fotoperíodo), os segmentos mantiveram-se viáveis por até 20 dias e apresentaram bom desenvolvimento de ferrugem. O método mostrou resultados equivalentes quando comparado à inoculação de plantas inteiras de três variedades, permitindo discriminar eficientemente suas reações à ferrugem.

Otimização e validação de uma metodologia analítica para determinação de 1-hidroxipireno em urina de cortadores de cana-de-açúcar

Este trabalho teve como objetivo otimizar e validar uma metodologia analítica para determinação de 1-hidróxipireno em urina de trabalhadores envolvidos na colheita da cana-de-açúcar. O método utilizado para determinação de 1-hidroxipireno em urina humana utilizado consiste na hidrólise enzimática, extração e clean-up por extração em fase sólida (SPE) e quantificação por cromatografia líquida de alta eficiência com detector de fluorescência (CLAE/Flu). Quatro tipos de cartuchos foram testados para verificação da porcentagem de recuperação. Urina de cortadores de cana-de-açúcar (não-fumantes e de ambos os sexos) foram coletadas no período da safra (n=39) e entressafra (n=34) da cana-de-açúcar. Os melhores resultados de recuperação foram atribuídos aos cartuchos C18. Os mesmos apresentaram recuperação entre 79% e 108%, com coeficiente de variação entre 5% e 10%. O limite de quantificação do método foi de 74 ng de 1-hidroxipireno por litro de urina. A metodologia otimizada e validada foi utilizada para determinação de amostras reais. Os resultados encontrados na urina dos trabalhadores no período da safra variaram de 0,026 a 2,3 μmol de 1-hidroxipireno por mol de creatinina. No período da entressafra os resultados variaram de 0,0023 a 0,38 μmol de 1-hidroxipireno por mol de creatinina. A metodologia validada mostrou-se adequada para determinação de 1-hidroxipireno em urina humana. Os dados obtidos permitem concluir que há forte correlação entre excreção de 1-hidroxipireno e os períodos de safra e entressafra da cana de açúcar.

Gramíneas hospedeiras de Xanthomonas sp., agente causal da falsa estria vermelha da cana-de-açúcar

Falsa estria vermelha (FEV), uma nova doença causada por Xanthomonas sp., é diferente diferente de todas as outras doenças já descritas em cana-de-açúcar. Ela está distribuída por toda as principais regiões canavieiras do centro-sul do Brasil, mas ainda não foi detectada no norte e nordeste do Brasil nem em qualquer outro país. O presente estudo determinou a gama de culturas e plantas daninhas hospedeiras da bactéria dentre espécies pertencentes às gramíneas, através de inoculação por injeção e pulverização de suspensão bacteriana. Além da cana-de-açúcar, entre as 31 diferentes espécies estudadas, apenas sorgo, milho e aveia apresentaram sintomas, 15 dias após a inoculação. Em sorgo, no ponto de inoculação, apareceram estrias avermelhadas coalescentes. As folhas apresentaram típicas estrias vermelhas finas (1 mm), longas e paralelas às nervuras, com presença de exsudato bacteriano. Até mesmo as inflorescências apresentaram pontuações avermelhadas. Plantas de milho inoculadas com seringa apresentaram sintomas de anasarca e descoloração de tecidos ao redor do ponto de inoculação e estrias cloróticas (2-3 mm) no limbo foliar; porém, sem exsudato de bactéria. Apenas folhas de cevada apresentaram sintomas quando inoculadas por pulverização. As lesões iniciais eram estrias e manchas de cor palha, evoluindo para uma necrose total das folhas, causando a morte das plantas. A partir de folhas sintomáticas de cana-de-açúcar, sorgo, milho e aveia, realizaram-se re-isolamentos, obtendo-se culturas puras de Xanthomonas sp. cuja identidade foi comprovada através de testes sorológicos e por Rep-PCR. Diante desses resultados, surge a necessidade de realização de inspeções e campos de cultivo de sorgo, milho e aveia para verificar a presença da bactéria da FEV e determinar se o patógeno pode infectar essas culturas naturalmente.

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.

Preservação de urediniósporos de Puccinia melanocephala, agente causal de ferrugem em cana-de-açúcar

A sazonalidade na manifestação da ferrugem da cana dificulta a obtenção de esporos em quantidades adequadas para inoculações em qualquer época do ano, restringindo os trabalhos envolvendo o patógeno aos meses nos quais a doença esta presente no campo. O trabalho visou desenvolver uma metodologia para preservar os esporos por períodos prolongados, mantendo sua viabilidade e infectividade. Esporos foram coletados a partir de folhas naturalmente infectadas, com bomba de vácuo. Parte dos esporos foi desidratada por liofilização ou em sílica gel e outra parte não passou por desidratação. Armazenaram-se estes esporos em diferentes temperaturas (temp. ambiente, 5ºC, -20 ºC, -80ºC). Periodicamente, a viabilidade dos esporos foi avaliada por meio de plaqueamento em ágar-água. Após o quarto mês, foi também avaliada a infectividade dos esporos armazenados por meio de inoculações na variedade suscetível SP70-1143, seguida da avaliação da área foliar atacada. Os esporos armazenados à temperatura ambiente e a 5ºC, independentemente da desidratação, permaneceram viáveis por períodos máximos de 1 mês e 2 meses, respectivamente. Os melhores tratamentos consistiram na desidratação em sílica gel, seguida pelo armazenamento à -20ºC e -80ºC. Mesmo após um ano de armazenamento nestas condições, os esporos provocaram ferrugem nas plantas inoculadas, em níveis de severidade adequados para um teste de discriminação de reações à ferrugem.

Análise do perfil de expressão dos genes da cana-de-açúcar envolvidos na interação com Leifsonia xyli subsp: xyli

Utilizando a técnica de macroarranjos de cDNA em membranas de náilon, analisou-se o perfil de expressão de 3.575 ESTs ("Expressed Sequence Tags") de cana-de-açúcar, oriundas do projeto SUCEST, em duas variedades, uma tolerante (SP80-0185) e outra suscetível (SP70-3370) ao Raquitismo da Soqueira. Foram analisadas amostras foliares de plantas inoculadas com Leifsonia xyli subsp. xyli., agente etiológico do Raquitismo, contrastadas com plantas não inoculadas (controle), para cada variedade, marcadas com sondas de cDNA e hibridizadas contra os macroarranjos. Após as hibridizações e análises estatísticas dos dados foi possível identificar 49 ESTs com expressão alterada, sendo 44 na variedade tolerante (41 ESTs induzidos e 3 reprimidos) e 5 na variedade suscetível (2 ESTs induzidos e 3 reprimidos). Os resultados obtidos sugerem que a tolerância da variedade SP80-0185 de cana-de-açúcar à bactéria fitopatogênica pode estar relacionada com a percepção de sinais extracelulares, visto que ESTs relacionados a vias de transdução de sinais apresentaram expressão gênica induzida na variedade tolerante, os quais codificam para uma EST com similaridade à H+-ATPase da membrana plasmática, fatores de transcrição G-box, OsNAC6, "DNA binding", família MYB e "Zinc Finger" e ainda uma EST com similaridade ao fator de ligação ao G-Box, o qual corresponde a uma seqüência de DNA cis presente em vários promotores de plantas e requerido para o reconhecimento de muitos estímulos ambientais. Na variedade suscetível foi reprimido uma EST com similaridade à lipase. Esta enzima, também de membrana, faz parte da síntese do jasmonato, o qual ativa as defesas vegetais contra patógenos de plantas. Possíveis funções para os genes induzidos ou reprimidos nas cultivares de cana tolerante ou resistente ao Raquitismo são discutidas neste trabalho.

Caracterização molecular e patogênica de isolados de Xanthomonas albilineans (Ashby) Dowson, agente causal da escaldadura das folhas da cana-de-açúcar

A escaldadura das folhas, causada pela bactéria Xanthomonas albilineans (Ashby) Dowson, é uma das cinco doenças mais importantes da cana-de-açúcar e sua ocorrência reduz o rendimento e a longevidade da cultura. Variedades resistentes têm sido usadas para o controle, porém há evidências da ocorrência de variantes do patógeno. Em campos comerciais do Estado de São Paulo, tem sido observado que a mesma variedade de cana se apresenta como resistente em uma região e suscetível em outra, sugerindo a ocorrência de variantes na população do patógeno. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar a presença de diversidade genética da bactéria em áreas comerciais. Um total de 50 isolados foram obtidos em cultura pura a partir de plantas sintomáticas coletadas em Piracicaba (SP), Jaú (SP), região de Ribeirão Preto (SP) e Iturama (MG). Os isolados foram confirmados como pertencentes à espécie X. albilineans por meio de características de colônias, serologia e PCR com 'primers' específicos. Para caracterização da diversidade genética, foi usado o método de Rep-PCR, a partir do DNA extraído de cada isolado. Oito isolados, provenientes dos diferentes grupos identificados por rep-PCR, foram usados em testes de patogenicidade, por meio de inoculação em duas variedades de cana. Os resultados confirmaram todos os isolados como pertencentes à espécie X. albilineans. Por meio de rep-PCR, foi demonstrada diversidade genética entre os isolados, os quais foram separados em três grupos: um grupo composto somente pelos isolados de Piracicaba; um segundo, contendo todos os isolados amostrados em Jaú e na região de Ribeirão Preto, e um isolado de Iturama; e, no terceiro, somente dois isolados coletados em Iturama. Os testes de patogenicidade revelaram diferenças na agressividade entre isolados, porém sem relação com sua região de origem. Este trabalho revelou a ocorrência de diversidade genética e de agressividade dentro da espécie X. albilineans, evidenciando uma possível relação entre ocorrência de variantes do patógeno e reação de variedades de cana cultivadas no estado de São Paulo.

Fungos associados às sementes (Cariopses) de cana-de-açúcar: métodos para detecção, incidência e relação entre incidência fúngica e ambiente de produção das sementes

O presente trabalho teve como objetivos: determinar o método mais adequado para detecção e identificação de fungos associados às sementes (cariopses) de cana-de-açúcar; caracterizar os fungos associados; verificar as incidências nessas sementes e relacionar a incidência fúngica nessas sementes com o ambiente onde foram produzidas. Para detecção do método mais adequado, foram comparados dois substratos, em placas de Petri: agar-água com papel quadriculado e papel de filtro. Utilizaram-se placas de Petri de plástico e de vidro do tipo pirex, para verificar a influência do recipiente. Também foram comparados dois regimes de luz (12 h luz branca fluorescente/12 h escuro e escuro contínuo). As sementes foram mantidas durante sete dias sob temperatura constante de 28 2ºC, quando se procedeu à avaliação. Os requisitos para comparação dos métodos foram sensibilidade, economicidade e praticidade. A partir do método determinado como o mais adequado, foi realizada análise sanitária de 29 cruzamentos dos anos de 2002, 2003 e 2004, caracterizando os fungos associados e verificando as incidências. Posteriormente, compararam-se estas incidências com as condições ambientes, de temperatura e umidade relativa, em que as sementes foram produzidas no programa de melhoramento genético. O método considerado mais adequado, de acordo com os parâmetros analisados, foi o do papel de filtro em placa de Petri de plástico e incubação sob regime de luz (12 h luz branca fluorescente/12 h escuro). Os fungos detectados foram: Alternaria alternata; Aspergillus sp.; Bipolaris sacchari; três grupos morfológicos distintos pertencentes ao gênero Bipolaris; dois grupos morfológicos de Cladosporium; Colletotrichum sp.; três grupos morfológicos de Curvularia; Epicoccum sp.; Fusarium verticillioides; Fusarium semitectum; Leptosphaerulina sp.; Nigrospora sp.; Penicillium sp.; Periconia sp.; Phoma herbarum; Rhizopus sp. e Trichoderma sp. Os mais freqüentemente encontrados foram: Bipolaris sacchari; Bipolaris spp.; Cladosporium spp.; Curvularia spp.; Fusarium verticillioides; Fusarium semitectum e Phoma herbarum. Quando se comparou a porcentagem de incidência dos diversos fungos com o ambiente de produção das sementes, observou-se que não houve relação de temperatura e umidade relativa com incidência fúngica. Supõe-se que as variações de incidência possam estar relacionadas com diferentes fontes de inóculo nos locais de cruzamento ou características genéticas das sementes.

Eficiência e atividade enzimática elicitada por metil jasmonato e silicato de potássio em cana-de-açúcar parasitada por Meloidogyne incognita

O presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito de metil jasmonato e silicato de potássio sobre o parasitismo de Meloidogyne incognita na variedade RB863129 de cana-de-açúcar (Saccharum sp.) e a atividade enzimática da peroxidase e β-1,3-glucanase elicitada, em condições de casa de vegetação. Metil jasmonato diminuiu significativamente o número de ovos por grama de raiz, mas não afetou à biomassa da parte aérea da planta. Sete dias após a aplicação, os dois indutores afetaram a atividade de β-glucanase na plantas parasitadas e, aos 14 e 21 dias, promoveram variações significativas nos níveis de peroxidase e β-1,3-glucanase, muito embora, ao contrário da peroxidase, a atividade β-1,3-glucanase não diferiu entre plantas inoculadas e não inoculadas.

Incidência de Leifsonia xyli subsp. xyli em áreas de multiplicação de cana-de-açúcar no Espírito Santo, sul da Bahia e oeste de Minas Gerais

O controle do raquitismo-da-soqueira da cana-de-açucar, causado pela bactéria Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), requer o diagnóstico preciso da doença, pela detecção do patógeno na seiva do xilema. Neste trabalho, avaliou-se a incidência do raquitismo em 108 talhões (principalmente de primeiro e segundo cortes) distribuídos em 7 municípios do Espírito Santo, sul da Bahia e oeste de Minas Gerais, nos anos de 2003 e 2004, totalizando 558 ha amostrados. Para detecção do patógeno empregou-se a técnica sorológica Dot Blot-EIA (Dot Blot Enzyme Imunoassay). O raquitismo foi diagnosticado em 67,6% dos talhões amostrados (67,7% da área). Em 2003, a incidência média de colmos infectados (IC%) correlacionou-se positivamente com a idade de corte (4,8% nas áreas de primeiro corte e 10,3% nas áreas de sexto corte). No ano de 2004, observou-se elevada incidência de raquitismo em cana de primeiro corte (IC=18%). A doença foi diagnosticada em 28 dentre 34 variedades estudadas. Nestas, a incidência varietal média variou entre 0,6 e 42%, em áreas predominantemente de primeiro e segundo corte, atingindo IC máxima de 59,5% em talhão de cana-planta da variedade RB855113. As variedades RB72454, SP711406 e SP813250, que tiveram número razoável de talhões amostrados, apresentaram geralmente valores de IC (por talhão) menores que 10%. Conclui-se que o raquitismo-da-soqueira encontra-se amplamente disseminado nas regiões estudadas e que as mudas utilizadas para a renovação dos canaviais possuem altos índices de contaminação por Lxx. Estudos adicionais devem ser conduzidos para se caracterizar variedades regionais promissoras quanto à resistência/tolerância ao raquitismo, visando-se aperfeiçoar o manejo varietal e melhorar a sanidade das mudas.

Incidência de Leifsonia xyli subsp. xyli em variedades de cana-de-açúcar a serem empregados para multiplicação no estado de São Paulo

O raquitismo-da-soqueira, causada por Leifsonia xyli subsp xyli (Lxx) é uma das principais doenças da cana-de-açúcar pelo dano que acarreta à produtividade e estar presente em todas as regiões produtoras do país. Outro fator que contribui para sua importância na cultura é a dificuldade da sua identificação no campo pelo sintomas produzidos. Aliado a isso, mudas contaminadas juntamente com instrumentos de corte são os principais meios de disseminação da doença. O Laboratório de Genética Molecular (LAGEM) da UFSCar é um dos laboratórios que realizam exames de sanidade quanto ao raquitismo-da-soqueira. O objetivo de presente trabalho foi o de examinar a incidência de Lxx nas canas enviadas para análise de sanidade ao LAGEM e reportar os resultados dos exames realizados entre os anos de 2005 e 2007. Esses resultados evidenciaram que RB867515 foi a variedade mais enviada em cada um dos três anos. Vinte e quatro das 98 variedades analisadas mostraram-se positivas quanto a Lxx, com porcentagem variando de 0,4 a 38,9 %.

Comparação de dois métodos diagnósticos de escaldadura-das-folhas (Xanthomonas albilineans) da cana-de-açúcar

A escaldadura-das-folhas (Xanthomonas albilineans) é uma das principais doenças da cana-de-açúcar devido ao dano que causa e à dificuldade da sua correta identificação, especialmente quando a planta, embora infectada, não apresenta sintomas visíveis (fase latente da doença). Essa característica faz com que sua disseminação para novas áreas ocorra através do plantio de toletes aparentemente sadios. A redução na produtividade ocorre quando, em condições de stress hídrico, plantas passam a exibir sintomas crônicos e agudos da doença. Como a maioria das variedades comerciais atualmente cultivadas no Brasil são portadoras assintomáticas da doença, a correta diagnose da doença se constitui numa das principais medidas para o sucesso do controle. O presente trabalho objetivou examinar a eficiências de diferentes métodos diagnósticos de X. albilineans. Dados obtidos demonstraram que o método clássico de isolamento do patógeno em meio de cultura a partir da seiva dos internódios do colmo não foi confiável enquanto o método de amplificação por PCR detectou a bactéria em plantas com os três diferentes sintomas da doença.

Resistência genotípica e monitoramento da favorabilidade para ocorrência da ferrugem alaranjada da cana-de-açúcar

A ferrugem alaranjada é atualmente uma das principais doenças da cana-de-açúcar. Redução na produtividade de genótipos suscetíveis e intermediários superiores a 40% foram registradas em muitos países, inclusive no Brasil. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de monitorar os principais genótipos de cana-de-açúcar plantados no Brasil, sob alta pressão de inóculo, quanto à ocorrência e ao desenvolvimento da ferrugem alaranjada. O experimento foi conduzido em área experimental da Usina Univalem, do Grupo Raízen S.A., localizada em Valparaíso (SP). O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, com 38 tratamentos (genótipos) e quatro repetições. Cada parcela foi constituída por três linhas de cinco metros, espaçadas de 1,4m. Entre cada parcela foi incluída uma linha do genótipo CV14, suscetível à ferrugem alaranjada. A partir da emergência das plantas, todas as parcelas foram monitoradas mensalmente para determinar o início do aparecimento dos sintomas da doença. Depois de constatados os primeiros sintomas, a severidade da ferrugem alaranjada foi quantificada mensalmente na folha +3 em três plantas por parcela. Os meses mais favoráveis para ocorrência da doença foram Fevereiro, Março, Abril e Maio. Foram observados sintomas da ferrugem alaranjada nos genótipos CTC 9, CV 14, RB93-5641, SP842025, RB72-454, SP89-1115, SP81-3250, RB85-5156, CTC 15, RB92-579, SP83-2847 e RB92-5211. Os genótipos SP84-2025 e CV 14 foram os mais suscetíveis à doença. Este trabalho contribui para aperfeiçoar o manejo integrado da ferrugem alaranjada no Brasil, além de auxiliar os programas de melhoramento visando à obtenção de novas variedades resistentes à doença.