Methodology to determine the number of infection points of Gibberella zeae in wheat spikes.

2016

Gene expression profile of the plant pathogen Fusarium graminearum under the antagonistic effect of Pantoea agglomerans

The pathogenic fungus Fusarium graminearum is an ongoing threat to agriculture, causing losses in grain yield and quality in diverse crops. Substantial progress has been made in the identification of genes involved in the suppression of phytopathogens by antagonistic microorganisms; however, limited information regarding responses of plant pathogens to these biocontrol agents is available. Gene expression analysis was used to identify differentially expressed transcripts of the fungal plant pathogen F. graminearum under antagonistic effect of the bacterium Pantoea agglomerans. A macroarray was constructed, using 1014 transcripts from an F. graminearum cDNA library. Probes consisted of the cDNA of F. graminearum grown in the presence and in the absence of P. agglomerans. Twenty-nine genes were either up (19) or down (10) regulated during interaction with the antagonist bacterium. Genes encoding proteins associated with fungal defense and/or virulence or with nutritional and oxidative stress responses were induced. The repressed genes coded for a zinc finger protein associated with cell division, proteins containing cellular signaling domains, respiratory chain proteins, and chaperone-type proteins. These data give molecular and biochemical evidence of response of F. graminearum to an antagonist and could help develop effective biocontrol procedures for pathogenic plant fungi.

Efeito da época, do número de aplicações e de doses de fungicida no controle da giberela em trigo

A giberela é considerada uma doença de infecção floral. Para seu desenvolvimento, são necessárias temperaturas superiores a 20 ºC e períodos de molhamento das espigas maiores do que 72 h durante a antese do trigo (Triticum aestivum). Os objetivos do presente trabalho foram estudar o momento ideal durante a antese para realizar a aplicação de fungicida, o efeito do número de aplicações e de doses de fungicida sobre o controle da doença e sobre a qualidade dos grãos colhidos. Até sete aplicações realizadas durante a antese não erradicaram a doença (controle de 91%). Duas e três aplicações realizadas durante a antese apresentaram controle superior em relação a uma única aplicação. O controle médio dos tratamentos foi de 67% em relação a severidade. O incremento de grãos obtido de 32%, justifica economicamente a aplicação de fungicidas para o controle da doença em plena floração.

Quantificação de danos causados pela giberela em cereais de inverno, na safra 2000, em Passo Fundo, RS

Nas últimas safras, epidemias de Giberela, causadas pelo fungo Gibberella zeae, têm sido observadas em todas as regiões de clima quente e úmido aonde os cereais de inverno são cultivados. Com o objetivo de determinar os danos quantitativos causados pela doença em cereais de inverno foi conduzido um experimento em Passo Fundo - RS, utilizando uma cultivar de centeio (Secale cereale), uma cultivar de triticale (Triticum x secale), três cultivares de cevada (Hordeum vulgare) e seis cultivares de trigo (Triticum aestivum). As determinações foram feitas em parcelas experimentais de 75 m², manejadas de acordo com as recomendações técnicas das culturas, sem a aplicação de fungicidas para o controle da Giberela. A metodologia empregada permitiu determinar os danos de maneira semelhante a uma lavoura comercial colhida mecanicamente. No centeio, o dano foi de 43,9% (1537 kg.ha-1), no triticale de 0,1% (5 kg.ha-1), na cevada variou de 3,5 a 14,5%, com média de 8,3% (252 kg.ha-1) e no trigo variou de 4,2 a 25,9%, com média de 17,5% (640 kg.ha-1). Pode-se concluir, em face do montante de danos causados, que medidas de controle desta doença devem ser desenvolvidas a fim de minimizar os danos. Em relação a cevada são necessários mais estudos relacionados com a epidemiologia e com a quantificação de danos.

Soybean pod blight and root rot caused by lineages of the Fusarium graminearum and the production of mycotoxins

Surveys of soybean (Glycine max) seed grown in South Brazil revealed infection with Fusarium graminearum. To determine if members of this complex were pathogenic to soybean, six strains derived from soybean were added to soil at a rate of 10³ macroconidia/ ml or individual pods were inoculated with 10(4) macroconidia/ml. Seedlings grown in infested soil developed small necrotic lesions in the crown and upper roots. Pods inoculated with conidia developed large (>1 cm), dark brown, necrotic lesions. Younger pods inoculated with the fungus blighted and dropped from the plant. Strains of the F. graminearum complex recovered from lesions on the crown, roots and pods of soybean plants were identified as lineage 1, 2 or 8 by obtaining the DNA sequence from the EF1-alpha gene and comparing it to strains of the known lineage. Two strains of F. graminearum lineage 7 from the U.S. caused similar symptoms of the disease on soybean. Mycotoxin tests on soybean and wheat (Triticum aestivum) indicate that most Brazilian strains produce nivalenol as the major trichothecene mycotoxin rather than deoxynivalenol. In addition, strains from lineages 2 and 8 produce the novel trichothecene, 3-acetylnivalenol.

Giberela do trigo: aspectos epidemiológicos e modelos de previsão

A giberela ou fusariose da espiga é, atualmente, uma das mais importantes doenças da cultura do trigo (Triticum aestivum). Epidemias severas têm sido observadas nos últimos anos em diversas regiões do mundo, promovendo perdas na produtividade e na qualidade dos grãos. No Brasil, a giberela alcançou o status de principal doença nas regiões tritícolas, principalmente no Sul do Brasil. A sua natureza esporádica está associada à dependência climática, sendo as mais severas epidemias observadas em anos com maior freqüência de chuvas, durante a fase de florescimento e enchimento de grãos. Poucas são as cultivares com resistência genética aceitável e essas normalmente falham em anos muito favoráveis a epidemias. Medidas de controle com fungicidas têm sido preconizadas, entretanto, a dificuldade reside no momento e na tecnologia de aplicação, para se obter resultados satisfatórios. O melhor entendimento dos fatores que influenciam a dinâmica da doença pode auxiliar no manejo da cultura visando a minimizar os riscos de epidemias. Aspectos como aerobiologia e tipo de inóculo, distribuição espacial e gradiente espacial da doença podem contribuir no conhecimento da associação e a importância de fontes de inóculo local ou distante ao campo. Recentemente, uma grande atenção tem sido dada ao desenvolvimento de modelos de previsão ou de risco de giberela. Tais modelos podem auxiliar na tomada de decisão no acionamento de medidas de controle bem como alertar níveis epidêmicos da doença em uma determinada região, ou mesmo quanto à alta contaminação do trigo com micotoxinas de Fusarium spp.

Viabilidade de Fusarium graminearum em sementes de trigo durante o armazenamento

A intensidade da giberela em espigas de trigo tem aumentado em função da adoção generalizada do plantio direto, com conseqüente aumento da incidência do agente causal em sementes. Sementes de trigo da cultivar Fundacep 36, com 29,8% de incidência natural de Fusarium graminearum, foram armazenadas em sacos de polipropileno trançado, em câmara climatizada, com temperatura entre 18 e 20ºC e controle parcial de umidade relativa do ar, durante 12 meses. O objetivo foi quantificar a viabilidade do fungo em função do tempo de armazenamento. As análises foram procedidas a intervalo de dois meses, por um período de 14 meses. Em cada época de avaliação foram tomadas 400 sementes, as quais foram submetidas ao teste de sanidade feito em meio de cultura de ¼ batata-sacarose-ágar. As sementes foram incubadas durante sete dias, a temperatura de 25°C ± 2 °C e fotoperíodo de 12 horas. O fungo não foi detectado após 12 meses de armazenamento. Considerando-se a redução da viabilidade em função do tempo de armazenamento, sugere-se que a análise de sanidade de sementes de trigo, em relação à presença de F. graminearum, deva ser feita pouco tempo antes da semeadura, a fim de decidir-se pela necessidade ou não do tratamento das sementes com fungicida específico para o controle do patógeno.

Semi-selective medium for Fusarium graminearum detection in seed samples

Fungi of the genus Fusarium cause a variety of difficult to control diseases in different crops, including winter cereals and maize. Among the species of this genus Fusarium graminearum deserves attention. The aim of this work was to develop a semi-selective medium to study this fungus. In several experiments, substrates for fungal growth were tested, including fungicides and antibiotics such as iprodiona, nystatin and triadimenol, and the antibacterial agents streptomycin and neomycin sulfate. Five seed samples of wheat, barley, oat, black beans and soybeans for F. graminearum detection by using the media Nash and Snyder agar (NSA), Segalin & Reis agar (SRA) and one-quarter dextrose agar (1/4PDA; potato 50g; dextrose 5g and agar 20g), either unsupplemented or supplemented with various concentrations of the antimicrobial agents cited above. The selected components and concentrations (g.L-1) of the proposed medium, Segalin & Reis agar (SRA-FG), were: iprodiona 0.05; nystatin 0,025; triadimenol 0.015; neomycin sulfate 0.05; and streptomycin sulfate, 0.3 added of ¼ potato sucrose agar. In the isolation from seeds of cited plant species, the sensitivity of this medium was similar to that of NSA but with de advantage of maintaining the colony morphological aspects similar to those observed in potato-dextrose-agar medium.

Decomposition of corn and soybean residues under field conditions and their role as inoculum source

Necrotrophic parasites of above-ground plant parts survive saprophytically, between growing seasons in host crop residues. In an experiment conducted under field conditions, the time required in months for corn and soybean residues to be completely decomposed was quantified. Residues were laid on the soil surface to simulate no-till farming. Crop debris of the two plant species collected on the harvesting day cut into pieces of 5.0cm-long and a 200g mass was added to nylon mesh bags. At monthly intervals, bags were taken to the laboratory for weighing. Corn residues were decomposed within 37.0 months and those of soybean, within 34.5 months. Hw main necrotrophic fungi diagnosed in the corn residues were Colletotrichum gramicola, Diplodia spp. and Gibberella zeae, and those in soybeans residues were Cercospora kikuchii, Colletotrichum spp, Glomerella sp. and Phomopsis spp. Thus, those periods shoulb be observed in crop rotation aimed at to eliminating contaminated residues and, consequently, the inoculum from the cultivated area.

Weather requirements and rain forecast to time fungicide application for Fusarium head blight control in wheat

The aim of this study was to determine the minimum conditions of wetness duration and mean temperature required for Fusarium head blight infection in wheat. The weather model developed by Zoldan (2008) was tested in field experiments for two wheat cultivars grown in 2005 (five sowing dates) and 2006 (six sowing dates) in 10 m² plots with three replicates. The disease was assessed according to head incidence (HI), spikelet incidence (SI), and the interaction between these two methods was called head blight severity (HBS). Starting at the beginning of anthesis, air temperature and head wetness duration were daily recorded with an automatic weather station. With the combination of these two factors, a weather favorability table was built for the disease occurrence. Starting on the day of flowering beginning (1 - 5% fully exserted anthers), the sum of daily values for infection favorability (SDVIF) was calculated by means of a computer program, according to Zoldan (2008) table. The initial symptoms of the disease were observed at 3.7% spikelet incidence, corresponding to 2.6 SVDFI. The infection occurs in wheat due to rainfall which results in spike wetting of > 61.4 h duration. Rainfall events forecast can help time fungicide application to control FHB. The name of this alert system is proposed as UPF-scab alert.

Resistência de cultivares de trigo à giberela mediante inoculação artificial em espiguetas

Este trabalho teve como objetivo determinar a concentração ótima de conídios de F. graminearumpara inoculação artificial em espiguetas de trigo e verificar o tipo de resistência à giberela (Tipo I e/ou II) dos cultivares de trigo. O trabalho foi composto por dois experimentos, sendo que no primeiro determinou-se a concentração ótima de conídios mL-1 para inoculação artificial em quatro cultivares. Para isso, testou-se as concentraçóes de 5x103, 15x103, 25x103, 35x103 e 40x103 conídios mL-1. Vinte e um dias após a inoculação quantificou-se a incidência de F. graminearum em espiguetas, sendo que através de análise de regressão, determinou-se a concentração ótima de conídios mL-1 para cada cultivar. No segundo experimento, avaliou-se a resistência à giberela dos cultivares de trigo mediante inoculação artificial, utilizou-se a mesma metodologia do experimento anterior e a concentração de 31x103conídios mL-1. As variáveis avaliadas foram severidade, grão giberelados e incidência em espiguetas gibereladas. A melhor concentração para inoculação artificial de giberela em espiguetas de trigo é de 31x103conídios mL-1. A maior severidade da doença foi verificada para os cultivares de trigo BRS 208 e Pampeano e a maior percentagem de grão giberelado foi para o cultivar BRS 208. Os cultivares Pampeano e BRS 177 não apresentaram resistência do Tipo I à giberela, porém apresentam do Tipo II, enquanto que os cultivares Mirante e BRS 208 não apresentam nenhum dos dois tipos de resistência.

Modificação de uma barra de pulverização para a aplicação de fungicida em trigo visando ao controle de giberela

Devido ao aumento da intensidade e da freqüência de ocorrência da giberela, doença causada pelo fungo Gibberella zeae (anamorfo Fusarium graminearum), essa vem sendo apontada como uma das moléstias de maior importância na cultura do trigo no Sul do Brasil. A giberela é uma doença de infecção floral e mesmo os fungicidas sistêmicos recomendados apresentam apenas efeito protetor das anteras. Os objetivos do presente trabalho foram avaliar a eficiência de controle e os efeitos nos grãos colhidos, de diferentes pontas de pulverização (jato plano, jato plano duplo e jato cônico vazio), diferentes arranjos dos bicos na barra de aplicação e dois volumes de calda. Em dois experimentos realizados no ano de 1999, a aplicação dos tratamentos reduziu significativamente a incidência, o número de espiguetas gibereladas e a severidade da doença, aumentando o rendimento de grãos. As pontas de pulverização, seus arranjos na barra e os volumes de calda utilizados comportaram-se de maneira semelhante em todas as variáveis avaliadas. O incremento do rendimento de grãos obtido nas parcelas tratadas em relação à testemunha sugere que se deve recomendar a aplicação de fungicidas para o controle da giberela, utilizando pontas que gerem gotas finas a médias com volume de calda de 200 L ha-¹.

Molecular interactions of arbuscular mycorrhizal fungi with mycotoxin-producing fungi and their role in plant defense responses

Les trichothécènes de Fusarium appartiennent au groupe des sesquiterpènes qui sont des inhibiteurs la synthèse des protéines des eucaryotes. Les trichothécènes causent d’une part de sérieux problèmes de santé aux humains et aux animaux qui ont consommé des aliments infectés par le champignon et de l’autre part, elles sont des facteurs importants de la virulence chez plantes. Dans cette étude, nous avons isolé et caractérisé seize isolats de Fusarium de la pomme de terre infectée naturellement dans un champs. Les tests de pathogénicité ont été réalisés pour évaluer la virulence des isolats sur la pomme de terre ainsi que leur capacité à produire des trichothécènes. Nous avons choisi F. sambucinum souche T5 comme un modèle pour cette étude parce qu’il était le plus agressif sur la pomme de terre en serre en induisant un flétrissement rapide, un jaunissement suivi de la mort des plantes. Cette souche produit le 4,15-diacétoxyscirpénol (4,15-DAS) lorsqu’elle est cultivée en milieu liquide. Nous avons amplifié et caractérisé cinq gènes de biosynthèse trichothécènes (TRI5, TRI4, TRI3, TRI11, et TRI101) impliqués dans la production du 4,15-DAS. La comparaison des séquences avec les bases de données a montré 98% et 97% d'identité de séquence avec les gènes de la biosynthèse des trichothécènes chez F. sporotrichioides et Gibberella zeae, respectivement. Nous avons confrenté F. sambucinum avec le champignon mycorhizien à arbuscule Glomus irregulare en culture in vitro. Les racines de carotte et F. sambucinum seul, ont été utilisés comme témoins. Nous avons observé que la croissance de F. sambucinum a été significativement réduite avec la présence de G. irregulare par rapport aux témoins. Nous avons remarqué que l'inhibition de la croissance F. sambucinum a été associée avec des changements morphologiques, qui ont été observés lorsque les hyphes de G. irregulare ont atteint le mycélium de F. sambucinum. Ceci suggère que G. irregulare pourrait produire des composés qui inhibent la croissance de F. sambucinum. Nous avons étudié les patrons d’expression des gènes de biosynthèse de trichothécènes de F. sambucinum en présence ou non de G. irregulare, en utilisant le PCR en temps-réel. Nous avons observé que TRI5 et TRI6 étaient sur-exprimés, tandis que TRI4, TRI13 et TRI101 étaient en sous-exprimés en présence de G. irregulare. Des analyses par chromatographie en phase-gazeuse (GC-MS) montrent clairement que la présence de G. irregulare réduit significativement la production des trichothécènes par F. sambucinum. Le dosage du 4,15-DAS a été réduit à 39 μg/ml milieu GYEP par G. irregulare, comparativement à 144 μg/ml milieu GYEP quand F. sambucinum est cultivé sans G. irregulare. Nous avons testé la capacité de G. irregulare à induire la défense des plants de pomme de terre contre l'infection de F. sambucinum. Des essais en chambre de croissance montrent que G. irregulare réduit significativement l’incidence de la maladie causée par F. sambucinum. Nous avons aussi observé que G. irregulare augmente la biomasse des racines, des feuilles et des tubercules. En utilisant le PCR en temps-réel, nous avons étudié les niveaux d’expression des gènes impliqué dans la défense des plants de pommes de terre tels que : chitinase class II (ChtA3), 1,3-β-glucanase (Glub), peroxidase (CEVI16), osmotin-like protéin (OSM-8e) et pathogenèses-related protein (PR-1). Nous avons observé que G. irregulare a induit une sur-expression de tous ces gènes dans les racines après 72 heures de l'infection avec F. sambucinum. Nous avons également trové que la baisse provoquée par F. sambucinum des gènes Glub et CEVI16 dans les feuilles pourrait etre bloquée par le traitement AMF. Ceci montre que l’inoculation avec G. irregulare constitut un bio-inducteur systémique même dans les parties non infectées par F. sambucinum. En conclusion, cette étude apporte de nouvelles connaissances importantes sur les interactions entre les plants et les microbes, d’une part sur les effets directs des champignons mycorhiziens sur l’inhibition de la croissance et la diminution de la production des mycotoxines chez Fusarium et d’autre part, l’atténuation de la sévérité de la maladie dans des plantes par stimulation leur défense. Les données présentées ouvrent de nouvelles perspectives de bio-contrôle contre les pathogènes mycotoxinogènes des plantes.

Permanent Genetic Resources added to Molecular Ecology Resources Database 1 December 2012-31 January 2013

This article documents the addition of 268 microsatellite marker loci to the Molecular Ecology Resources Database. Loci were developed for the following species: Alburnoides bipunctatus, Chamaerops humilis, Chlidonias hybrida, Cyperus papyrus, Fusarium graminearum, Loxigilla barbadensis, Macrobrachium rosenbergii, Odontesthes bonariensis, Pelteobagrus vachelli, Posidonia oceanica, Potamotrygon motoro, Rhamdia quelen, Sarotherodon melanotheron heudelotii, Sibiraea angustata, Takifugu rubripes, Tarentola mauritanica, Trimmatostroma sp. and Wallago attu. These loci were cross-tested on the following species: Alburnoides fasciatus, Alburnoides kubanicus, Alburnoides maculatus, Alburnoides ohridanus, Alburnoides prespensis, Alburnoides rossicus, Alburnoides strymonicus, Alburnoides thessalicus, Alburnoides tzanevi, Carassius carassius, Fusarium asiaticum, Leucaspius delineatus, Loxigilla noctis dominica, Pelecus cultratus, Phoenix canariensis, Potamotrygon falkneri, Trachycarpus fortune and Vimba vimba. © 2013 Blackwell Publishing Ltd.

Control biológico de Fusarium graminearum : utilización de Trichoderma spp. y biofumigación con parte aérea de Brassica juncea

Los objetivos de este trabajo fueron: determinar la factibilidad de la utilización combinada de dos métodos de control biológico: la aplicación del hongo antagonista Trichoderma spp. y la biofumigación con la parte aérea de Brassica juncea en el estadio de fin de fructificación; evaluar su efecto sobre el crecimiento del patógeno Fusarium graminearum. Se trituraron plantas de B. juncea y se colocaron en recipientes de plástico en dosis de 5 y 10 g. Sobre el material triturado se apoyó una caja de Petri con agar papa glucosado al 2%, que contenía un disco con micelio de F. graminearum o Trichoderma spp. o ambos hongos. Los recipientes de plástico se cerraron e incubaron a 25±2°C en oscuridad durante 7 días. Finalizado este período, se midió el diámetro de las colonias. Se obtuvieron los siguientes resultados: i) cuando se biofumigaron por separado, no se observó efecto fungistático de B. juncea sobre Trichoderma spp. ni sobre F. graminearum; ii) en ausencia del biofumigante, Trichoderma spp. inhibió significativamente el crecimiento de las colonias de F. graminearum, iii) la combinación de Trichoderma spp. y la biofumigación con B. juncea mostró un efecto sinérgico sobre el control del crecimiento miceliar de F. graminearum. Los resultados in vitro sugieren que el crecimiento de Trichoderma spp. y su potencial efecto de biocontrol sobre F. graminearum, no son afectados por la biofumigación con B. juncea. La utilización combinada de Trichoderma spp. y la biofumigación con B. juncea, tendría un efecto sinérgico sobre el control del crecimiento de F. graminearum.