Reaction of wheat cultivars and differential lines to Puccinia triticina races in detached leaves

The method of preserving detached wheat leaves in Petri dish was used for the inoculation and development of the fungus Puccinia triticina, the causal agent of wheat leaf rust. The reaction of 26 wheat cultivars was compared by using seedlings cultivated in pots (in vivo) and detached leaves (in vitro) inoculated with four physiological races of the pathogen. After inoculation, the material was kept in a growth chamber for 15 days. The reaction was evaluated on the 15th day after inoculation. Results for each race in the evaluated genotypes confirmed the efficiency of the detached leaf method in assessing the reaction of wheat cultivars.

Resitência de Eucalyptus globulus e Eucalyptus nitens à ferrugem (Puccinia psidii)

Avaliou-se a resistência das espécies de Eucalyptus globulus e Eucalyptus nitens inoculadas com um isolado uredinospórico monopustular de Puccinia psidii origininário de plantio de Eucalypstus grandis (UFV-2) em Itapetininga, SP. A avaliação foi realizada aos 12 dias após a inoculação, e quantificou-se a doença por meio de uma escala de notas com quatro classes de severidade da doença (S0, S1, S2 e S3). Em média, aproximadamente 60% das plantas de E. globulus e 50% de E. nitens foram resistentes a P. psidii. A variabilidade intra-específica nos materiais estudados indica ser possível a clonagem de genótipos resistentes para plantio comercial ou para uso em programas de melhoramento genético.

Fungicidas, doses e volumes de calda no controle químico da ferrugem da folha da aveia (Puccinia coronata f. sp. avenae)

A ferrugem da folha (Puccinia coronata f. sp. avenae) é a doença mais destrutiva da aveia, e aplicações de fungicidas com volumes baixos de calda podem reduzir a eficácia do controle químico. O objetivo do trabalho foi avaliar a eficiência técnica e econômica de fungicidas, doses e volumes de calda no controle da ferrugem da folha da aveia. O experimento foi conduzido no ano de 2003, na área experimental da FAMV/UPF, com a cultivar de aveia UPFA-20. Os tratamentos foram compostos pelas combinações entre dois fungicidas (tebuconazole, Folicur, 0,75 L ha-1 e epoxiconazole + piraclostrobim, Opera, 0,5 L ha-1), quatro doses (40; 60; 80 e 100% da dose recomendada) e dois volumes de calda (100 e 200 L ha-1). O delineamento experimental foi o de blocos casualizados, com esquema fatorial (2x4x2) e quatro repetições. Avaliaram-se a severidade, o controle da ferrugem, a massa do hectolitro, a massa de mil grãos e o rendimento de grãos, realizando-se análise econômica. O volume de calda de 200 L ha-1 proporcionou maiores níveis de controle da doença. As aplicações dos fungicidas com volume de 200 L ha-1 e meia dose ou com 100 L ha-1 e dose cheia proporcionam níveis de controle da ferrugem equivalentes. O resultado econômico difere entre fungicidas e independe do volume de calda. Os efeitos de doses dependem do fungicida.

Glyphosate sobre a resistência à ferrugem (Puccinia psidii) do eucalipto

O glyphosate é o herbicida mais usado no controle de plantas daninhas em eucalipto, atuando diretamente na rota do ácido chiquímico, principal via de formação de compostos ligados aos mecanismos de defesa das plantas, como: lignina, ácido salicítico e fitoalexinas. Assim, o contato do glyphosate com as folhas do eucalipto pode levar a conseqüências importantes sobre a resistência a doenças. Objetivou-se neste estudo avaliar o envolvimento do glyphosate, via deriva, na severidade da ferrugem causada por Puccinia psidii em genótipos de eucalipto com diferentes níveis de resistência ao patógeno. Para isso, mudas de quatro clones - dois heterozigotos resistentes à ferrugem (UFV01 e UFV02) e dois homozigotos suscetíveis (UFV03 e UFV04) - foram submetidas às subdoses de 0 (testemunha); 28,8; 57,6; 86,4; e 115,2 g ha-1 de glyphosate, simulando deriva. Três dias após a aplicação do glyphosate, as plantas foram inoculadas com o isolado monopustular UFV1 de P. psidii, obtido de Eucalyptus grandis, na região de Itapetininga, SP. Aos 21 dias após a inoculação, foram avaliados a severidade de ferrugem, utilizando-se uma escala diagramática com quatro classes (S0 e S1 resistentes à ferrugem e S2 e S3 suscetíveis), o número de pústulas cm-2 de área foliar, a área foliar lesionada pela ferrugem, o número médio de urediniósporos cm-2 de área foliar, o número médio de urediniósporos/pústula e a porcentagem de intoxicação pelo glyphosate. O clone UFV04 foi o mais sensível ao glyphosate, enquanto o UFV01 apresentou maior tolerância ao herbicida. O glyphosate não alterou o nível de resistência à ferrugem nos genótipos resistentes (UFV01 e UFV02) que apresentaram ausência de pústulas nas folhas, tanto em plantas expostas à deriva quanto nas testemunhas. Para os demais clones, manteve-se a suscetibilidade à ferrugem, embora, com o aumento das doses de glyphosate, tenha se observado diminuição da severidade da doença. Conclui-se que o glyphosate não afetou a resistência do eucalipto a Puccinia psidii, ocorrendo diminuição da severidade da doença em plantas expostas ao glyphosate via deriva, e que existe tolerância diferencial entre os clones ao herbicida.

Selección por rendimiento y tolerancia a la roya de la hoja (puccinia triticina e.) de líneas de trigos panaderos y duros del CIMMYT en las zonas bajas de Nuevo León.

Tesis (Maestría en Ciencias en Producción Agrícola) UANL, 2011.

Exploring the spatial variation of take-all (Gaeumannomyces graminis var. tritici) for site-specific management

The fungus Gaeumannomyces graminis var. tritici (Ggt), commonly known as the take-all fungus, causes damage to roots of wheat and barley that limits crop growth and causes loss of yield. There was little knowledge on the within-field spatial variation of take-all and relations with features in the growing crop, selected soil properties and spectral information from remotely sensed imagery. Geostatistical analyses showed that take-all, chlorosis and leaf area index had similar patchy distributions. Many of the spectral bands from a hyperspectral image also had similar spatial patterns to take-all and chlorosis. Relations between take-all and mineral nitrogen, elevation and pH were generally weaker.

In planta proteomics and proteogenomics of the biotrophic barley fungal pathogen blumeria graminis f. sp hordei

To further our understanding of powdery mildew biology during infection, we undertook a systematic shotgun proteomics analysis of the obligate biotroph Blumeria graminis f. sp. hordei at different stages of development in the host. Moreover we used a proteogenomics approach to feed information into the annotation of the newly sequenced genome. We analyzed and compared the proteomes from three stages of development representing different functions during the plant-dependent vegetative life cycle of this fungus. We identified 441 proteins in ungerminated spores, 775 proteins in epiphytic sporulating hyphae, and 47 proteins from haustoria inside barley leaf epidermal cells and used the data to aid annotation of the B. graminis f. sp. hordei genome. We also compared the differences in the protein complement of these key stages. Although confirming some of the previously reported findings and models derived from the analysis of transcriptome dynamics, our results also suggest that the intracellular haustoria are subject to stress possibly as a result of the plant defense strategy, including the production of reactive oxygen species. In addition, a number of small haustorial proteins with a predicted N-terminal signal peptide for secretion were identified in infected tissues: these represent candidate effector proteins that may play a role in controlling host metabolism and immunity. Molecular & Cellular Proteomics 8: 2368-2381, 2009.

Effects of straw and silicon soil amendments on some foliar and stem-base diseases in pot-grown winter wheat

Four foliar and two stem-base pathogens were inoculated onto wheat plants grown in different substrates in pot experiments. Soils from four different UK locations were each treated in three ways: (i) straw incorporated in the field at 10 t ha−1 several months previously; (ii) silicon fertilization at 100 mg L−1 during the experiment; and (iii) no amendments. A sand and vermiculite mix was used with and without silicon amendment. The silicon treatment increased plant silica concentrations in all experiments, but incorporating straw was not associated with raised plant silica concentrations. Blumeria graminis and Puccinia recondita were inoculated by shaking infected plants over the test plants, followed by suitable humid periods. The silicon treatment reduced powdery mildew (B. graminis) substantially in sand and vermiculite and in two of the soils, but there were no effects on the slight infection by brown rust (P. recondita). Phaeosphaeria nodorum and Mycosphaerella graminicola were inoculated as conidial suspensions. Leaf spot caused by P. nodorum was reduced in silicon-amended sand and vermiculite; soil was not tested. Symptoms of septoria leaf blotch caused by M. graminicola were reduced by silicon amendment in a severely infected sand and vermiculite experiment but not in soil or a slightly infected sand and vermiculite experiment. Oculimacula yallundae (eyespot) and Fusarium culmorum (brown foot rot) were inoculated as agar plugs on the stem base. Severity of O. yallundae was reduced by silicon amendment of two of the soils but not sand and vermiculite; brown foot rot symptoms caused by F. culmorum were unaffected by silicon amendment. The straw treatment reduced severity of powdery mildew but did not detectably affect the other pathogens. Both straw and silicon treatments appeared to increase plant resistance to all diseases only under high disease pressure.

In planta proteomics and proteogenomics of the biotrophic barley fungal pathogen blumeria graminis f. sp hordei

To further our understanding of powdery mildew biology during infection, we undertook a systematic shotgun proteomics analysis of the obligate biotroph Blumeria graminis f. sp. hordei at different stages of development in the host. Moreover we used a proteogenomics approach to feed information into the annotation of the newly sequenced genome. We analyzed and compared the proteomes from three stages of development representing different functions during the plant-dependent vegetative life cycle of this fungus. We identified 441 proteins in ungerminated spores, 775 proteins in epiphytic sporulating hyphae, and 47 proteins from haustoria inside barley leaf epidermal cells and used the data to aid annotation of the B. graminis f. sp. hordei genome. We also compared the differences in the protein complement of these key stages. Although confirming some of the previously reported findings and models derived from the analysis of transcriptome dynamics, our results also suggest that the intracellular haustoria are subject to stress possibly as a result of the plant defense strategy, including the production of reactive oxygen species. In addition, a number of small haustorial proteins with a predicted N-terminal signal peptide for secretion were identified in infected tissues: these represent candidate effector proteins that may play a role in controlling host metabolism and immunity. Molecular & Cellular Proteomics 8: 2368-2381, 2009.

Proteogenomics and in silico structural and functional annotation of the barley powdery mildew Blumeria graminis f. sp. hordei

Blumeria graminis is an economically important obligate plant-pathogenic fungus, whose entire genome was recently sequenced and manually annotated using ab initio in silico predictions [7]. Employing large scale proteogenomic analysis we are now able to verify independently the existence of proteins predicted by 24% of open reading frame models. We compared the haustoria and sporulating hyphae proteomes and identified 71 proteins exclusively in haustoria, the feeding and effector-delivery organs of the pathogen. These proteins are ‘significantly smaller than the rest of the protein pool and predicted to be secreted. Most do not share any similarities with Swiss–Prot or Trembl entries nor possess any identifiable Pfam domains. We used a novel automated prediction pipeline to model the 3D structures of the proteins, identify putative ligand binding sites and predict regions of intrinsic disorder. This revealed that the protein set found exclusively in haustoria is significantly less disordered than the rest of the identified Blumeria proteins or random (and representative) protein sets generated from the yeast proteome. For most of the haustorial proteins with unknown functions no good templates could be found, from which to generate high quality models. Thus, these unknown proteins present potentially new protein folds that can be specific to the interaction of the pathogen with its host.

Genetic diversity and specialisation of Eudarluca caricis on some graminaceous Puccinia species

Eudarluca caricis is a common hyperparasite of rusts. A total of 100 cultures were isolated from six Puccinia species or forms growing on 10 species of British grasses at two sites approximately 3 km apart. 82 isolates collected in 2005 were partially sequenced at the ITS locus, and amplified fragment length polymorphism profiles generated for 86 isolates from 2005 and 12 from 2007. Partial ITS sequences of most isolates grouped closely, in a clade with previously reported graminaceous Puccinia isolates and a number of Melampsora isolates. A second clade was very distinct and contained mostly isolates from P. poarum on Poa trivialis. All isolates had distinct AFLP haplotypes. The P. poarum isolates were very distinct from isolates collected from other rusts at the same site. Isolates from P. brachypodii f. sp. arrehenatheri growing on Arrhenatherum elatius in 2005 and 2007 at the same location were distinct (P < 0.001). Isolates from each rust or grass in one year and site were more similar than expected from overall variation between isolates (P<0.001). Isolates from P. coronata on different grasses clustered together (with isolates from P. brachypodii f. sp. poae-nemoralis), suggesting partial host rust specialisation in E. caricis.

Efeito de fungicidas cúpricos, aplicados isoladamente ou em combinação com mancozeb, na expressão de sintomas de fitotoxicidade e controle da ferrugem causada por Puccinia psidii em goiabeira

Dois experimentos foram conduzidos em pomares de goiabeira 'Paluma', nos municípios de Monte Alto e Vista Alegre do Alto-SP. No primeiro experimento, avaliou-se o efeito de formulações de fungicidas cúpricos, aplicados isoladamente e em mistura com mancozeb, quanto ao efeito fitotóxico em botões florais e em frutos de goiabeira, em três estádios de desenvolvimento. No segundo experimento, foram avaliados os mesmos fungicidas usados no primeiro experimento, sendo, porém, acrescido do tratamento constituído por tebuconazole, cujo alvo foi sua eficiência no controle da ferrugem. No primeiro experimento, verificou-se que nenhum dos fungicidas testados causou abortamento de flores ou outros tipos de sintomas de fitotoxicidade em frutos de tamanho inferior a 15 mm de diâmetro. Contrariamente, estes fungicidas, quando aplicados isoladamente, em frutos entre 25 a 35 mm de diâmetro, causaram sintomas severos de fitotoxicidade. em frutos de tamanho superior a 40 mm de diâmetro, estes fungicidas causaram sintomas de fitotoxicidade de níveis leves a moderados. A combinação de fungicidas cúpricos com mancozeb causou sintomas de fitotoxicidade em níveis leves, enquanto com mancozeb isoladamente não foram verificados sintomas de fitotoxicidade. No segundo experimento, verificou-se que os fungicidas cúpricos, aplicados isoladamente, foram eficientes no controle da ferrugem da goiabeira, apresentando eficiência comparável ao tratamento-padrão representado por tebuconazole. Esta eficiência foi também observada mediante o emprego da combinação mancozeb e óxido cuproso ou hidróxido de cobre.

Atividade de quitinases e peroxidases em folhas de eucalipto em diferentes estágios de desenvolvimento após tratamento com acibenzolar-S-metil (ASM) e inoculação com Puccinia psidii

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Efeito de indutores bióticos e abióticos na atividade de quitinase e peroxidase e no controle da ferrugem causada por Puccinia psidii em eucalipto

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Especificidade de Puccinia pampeana a cultivares de Capsicum spp. e outras solanáceas

A ferrugem de espécies de Capsicum spp. (pimenta e pimentão), é causada pelo fungo Puccinia pampeana, pode causar perdas totais em plantios de diversas espécies de Capsicum, onde preodminam temperaturas ao redor de 21ºC. Esta ferrugem, mesmo sendo específica do gênero Capsicum, e mesmo muitas espécies dentro deste gênero sendo suscetíveis, algumas apresentam reação de hipersensibilidade. Foi o caso de Capsicum annuum (pimenta cv. Cayenne) e C. chinense (pimenta cv. Habañero), que após a formação dos espermogônios (11 dias), apresentou manchas necróticas na região periférica aos espermogônios, aos 15 dias após a inoculação, não havendo evolução da infecção. Também foi observada reação de hipersensibilidade, de forma mais moderada em folhas C. annuum (pimenta serrano) e C. baccatum (chapéu-de-frade). Com relação às outras solanáceas inoculadas (jiló e berinjela) não foram observados os sintomas e sinais da infecção.