Detection of citrus canker in citrus plants using laser induced fluorescence spectroscopy

Citrus canker is a serious disease caused by Xanthomonas citri subsp. citri bacteria, which infects citrus plants (Citrus spp.) leading to a large economic loss in citrus production worldwide. In Brazil citrus canker control is done by an official eradication campaign, therefore early detection of such disease is important to prevent greater economic losses. However, detection is difficult and so far it has been done by visual inspection of each tree. Suspicious leaves from citrus plants in the field are sent to the laboratory to confirm the infection by laboratory analysis, which is a time consuming. Our goal was to develop a new optical technique to detect and diagnose citrus canker in citrus plants with a portable field spectrometer unit. In this paper, we review two experiments on laser induced fluorescence spectroscopy (LIF) applied to detect citrus canker. We also present new data to show that the length of time a leaf has been detached is an important variable in our studies. Our results show that LIF has the potential to be applied to citrus plants.

The Xanthomonas citri effector protein PthA interacts with citrus proteins involved in nuclear transport, protein folding and ubiquitination associated with DNA repair

P>Xanthomonas axonopodis pv. citri utilizes the type III effector protein PthA to modulate host transcription to promote citrus canker. PthA proteins belong to the AvrBs3/PthA family and carry a domain comprising tandem repeats of 34 amino acids that mediates protein-protein and protein-DNA interactions. We show here that variants of PthAs from a single bacterial strain localize to the nucleus of plant cells and form homo- and heterodimers through the association of their repeat regions. We hypothesize that the PthA variants might also interact with distinct host targets. Here, in addition to the interaction with alpha-importin, known to mediate the nuclear import of AvrBs3, we describe new interactions of PthAs with citrus proteins involved in protein folding and K63-linked ubiquitination. PthAs 2 and 3 preferentially interact with a citrus cyclophilin (Cyp) and with TDX, a tetratricopeptide domain-containing thioredoxin. In addition, PthAs 2 and 3, but not 1 and 4, interact with the ubiquitin-conjugating enzyme complex formed by Ubc13 and ubiquitin-conjugating enzyme variant (Uev), required for K63-linked ubiquitination and DNA repair. We show that Cyp, TDX and Uev interact with each other, and that Cyp and Uev localize to the nucleus of plant cells. Furthermore, the citrus Ubc13 and Uev proteins complement the DNA repair phenotype of the yeast Delta ubc13 and Delta mms2/uev1a mutants, strongly indicating that they are also involved in K63-linked ubiquitination and DNA repair. Notably, PthA 2 affects the growth of yeast cells in the presence of a DNA damage agent, suggesting that it inhibits K63-linked ubiquitination required for DNA repair.

Proteomic analysis reveals suppression of bark chitinases and proteinase inhibitors in citrus plants affected by the citrus sudden death disease

Citrus sudden death (CSD) is a disease of unknown etiology that greatly affects sweet oranges grafted on Rangpur lime rootstock, the most important rootstock in Brazilian citriculture. We performed a proteomic analysis to generate information related to this plant pathogen interaction. Protein profiles from healthy, CSD-affected and CSD-tolerant stem barks, were generated using two-dimensional gel electrophoresis. The protein spots were well distributed over a pI range of 3.26 to 9.97 and a molecular weight (MW) range from 7.1 to 120 kDa. The patterns of expressed proteins on 2-DE gels made it possible to distinguish healthy barks from CSD-affected barks. Protein spots with MW around 30 kDa and pI values ranging from 4.5 to 5.2 were down-regulated in the CSD-affected rootstock bark. This set of protein spots was identified as chitinases. Another set of proteins, ranging in pI from 6.1 to 9.6 with an MW of about 20 kDa, were also suppressed in CSD-affected rootstock bark; these were identified as miraculin-like proteins, potential trypsin inhibitors. Downregulation of chitinases and proteinase inhibitors in CSD-affected plants is relevant since chitinases are well-known pathogenesis-related protein, and their activity against plant pathogens is largely accepted.

Nuclear magnetic resonance characterization of metabolite disorder in orange trees caused by citrus sudden death disease

Citrus sudden death (CSD) is a new disease of sweet orange and mandarin trees grafted on Rangpur lime and Citrus volkameriana rootstocks. It was first seen in Brazil in 1999, and has since been detected in more than four million trees. The CSD causal agent is unknown and the current hypothesis involves a virus similar to Citrus tristeza virus or a new virus named Citrus sudden death-associated virus. CSD symptoms include generalized foliar discoloration, defoliation and root death, and, in most cases, it can cause tree death. One of the unique characteristics of CSD disease is the presence of a yellow stain in the rootstock bark near the bud union. This region also undergoes profound anatomical changes. In this study, we analyse the metabolic disorder caused by CSD in the bark of sweet orange grafted on Rangpur lime by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy and imaging. The imaging results show the presence of a large amount of non-functional phloem in the rootstock bark of affected plants. The spectroscopic analysis shows a high content of triacylglyceride and sucrose, which may be related to phloem blockage close to the bud union. We also propose that, without knowing the causal CSD agent, the determination of oil content in rootstock bark by low-resolution NMR can be used as a complementary method for CSD diagnosis, screening about 300 samples per hour.

Ocorrência de pinta preta causada por Guignardia citricarpa Kiely em pomares de citros sob manejo orgânico, no município de Montenegro, RS

O cultivo de citros no Brasil tem sido assolado por diversos problemas, como pragas e doenças; entre as últimas, uma das mais importantes e que tem chegado a limitar a cultura, está a pinta preta, causada por Guignardia citricarpa Kiely; que provoca diminuição do tamanho dos frutos, manchas na casca e queda precoce. É de vital importância conhecer a epidemiologia desta doença nas condições locais, para tentativa de controle mais eficiente, principalmente em pomares sob manejo orgânico, nos quais não são utilizados insumos químicos industriais. Com este trabalho, objetivou-se identificar e comparar a incidência e a severidade da doença dentro e entre pomares da bergamoteira ‘Montenegrina’ (Citrus deliciosa Tenore) e tangor ‘Murcott’ (C. reticulata Blanco x C. sinensis Osbeck), a relação entre a severidade e a queda precoce dos frutos; a variação na produção de esporos e a relação de todos estes, com fatores climáticos. Os dados foram coletados entre agosto de 2001 e setembro de 2002, no município de Montenegro, RS, através da contagem direta de todos os frutos das plantas amostradas e, em laboratório, contou-se o número de lesões e seus diâmetros por fruto. Os índices de incidência e severidade da doença foram confrontados com fatores meteorológicos, avaliando-se as implicações no aumento da doença e na queda de frutos. O início dos sintomas deu-se em fevereiro para Murcott e, em março para Montenegrina, agravando-se progressivamente, atingindo valores máximos próximo à colheita. A análise estatística dos dados obtidos mostrou que o número de lesões difere dentro e entre cultivares, mas seus tamanhos parecem ser independentes. A severidade foi relacionada à queda de frutos em Montenegrina, mas não ocorrendo o mesmo em Murcott. Os resultados não evidenciaram influências da umidade relativa do ar, mas temperaturas médias e precipitação pareceram ter relação com o aumento da incidência e da severidade para ambas as cultivares.

Identificação e avaliação do potencial biotecnológico de leveduras e fungos semelhantes a leveduras isolados de filoplano do Hibiscus rosa-sinensis

O filoplano do Hibiscus rosa-sinensis abriga uma enorme biodiversidade de leveduras e fungos semelhantes a leveduras cujo potencial biotecnológico ainda é desconhecido. Foram isoladas 84 cepas de leveduras de filoplano desta planta, sendo identificadas pela metodologia clássica. Do total de isolados 37% são de afinidade ascomicética, 36% de afinidade basidiomicética e 27% de fungos semelhantes a leveduras.

Poda, raleio de frutos e uso de fitorreguladores em tangerineiras (Citrus deliciosa Tenore) cv. Montenegrina

Com o propósito de estudar a poda, o raleio de frutos e o uso de fitorreguladores para quebrar a alternância de produção e melhorar a qualidade físico-química dos frutos de tangerineiras ‘Montenegrina’ (Citrus deliciosa Tenore), enxertadas sobre laranjeira ‘Caipira’, em um pomar comercial de 6 anos, situado no município de Butiá-RS, realizouse dois experimentos. No primeiro, foram testados os seguintes tratamentos: A) Testemunha com planta de carga excessiva; B) Testemunha com plantas sem carga; C) Raleio manual de 66% dos frutos de plantas com carga excessiva; D) Pulverização de plantas excessivamente carregadas com 200 mg.L-1 de etefon; E) Poda de plantas excessivamente carregadas; F) Idem “E” + raleio manual de 33 % dos frutos; G) Idem “E” + pulverização com 50 mg.L-1 de 2,4-DP; H) Poda de plantas em alternância de produção (sem carga); I) Idem “H” + pulverização com 15 mg.L-1 de AG3. No outro experimento, testou-se o efeito de pulverizações de etefon nas concentrações de 200, 300, 400 mg.L-1 e Testemunha. Avaliou-se o número de frutos retidos e seu crescimento; número, massa e massa média dos frutos produzidos; qualidade química dos frutos; classificação dos frutos em primeira, segunda e terceira categoria; diâmetro e cor dos frutos e teor de substâncias de reservas das raízes. Verificou-se que a poda melhora a qualidade dos frutos, diminui o consumo de substâncias de reservas pela planta e reduz a produção de frutos de má qualidade e a alternância de produção. O raleio de 66% dos frutos de plantas excessivamente carregadas diminui a produção de frutos de má qualidade, mas é insuficiente para quebrar a alternância de produção, que só é conseguida associando-se a poda com o raleio manual de 33% dos frutos. O etefon só exerce efeito de raleio de frutos em pulverizações com concentrações superiores a 200 mg.L-1, porém eventuais benefícios são neutralizados pela ação fitotóxica revelada pelo amarelecimento e abscisão foliar. Na concentração de 10 mg.L-1, o AG3 não inibe diferenciação de gemas florais e a concentração de 50 mg.L-1 2,4-DP não aumenta o tamanho dos frutos.

Caracterização morfológica, citogenética e molecular de uma população de tangerineiras híbridas de 'Clementina fina' (Citrus clementina Hort. ex Tan.) e 'Montenegrina' (Citrus deliciosa Ten.)

A produção citrícola se encontra dispersa por todos os continentes e no Brasil, os citros são a produção frutícola de maior volume de produção. A produção de citros de mesa, como as tangerinas, possibilita ao produtor obter maior valor pelo seu produto. O mercado consumidor é ávido por novas variedades e para tanto, um programa de melhoramento deve estar sempre em busca de genótipos que atendam ao mercado consumidor, bem como a cadeia produtiva. Na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, está localizada uma população de tangerineiras híbridas oriundas do cruzamento da tangerineira ‘Clementina Fina’ (Citrus clementina Hort. ex Tan.) e ‘Montenegrina’ (Citrus deliciosa Ten.) a qual foi caracterizada neste estudo, avaliando-se características morfológicas de acordo com os descritores propostos pelo International Board for Plant Genetic Resources, além da identificação da época de maturação, viabilidade de pólen, número cromossômico e caracterização molecular, utilizando marcadores do tipo microssatélites. Através da análise morfológica foi possível distinguir todas as 96 plantas avaliadas, porém não foi possível agrupar a F1 em grupos distintos de cada um dos genitores. A época de maturação de frutos das plantas se concentra entre a primeira quinzena de abril até a primeira quinzena de agosto. Todas as plantas analisadas apresentaram um alto grau de viabilidade de pólen, variando entre 79,04 e 98,08 %. Todas as plantas avaliadas são diplóides com um número cromossômico de 2n=18. Utilizando 12 pares de primers de microssatélites foi possível diferenciar 90 acessos do estudo, e agrupar a F1 em indivíduos mais próximos do genitor feminino e do genitor masculino. O PIC (Conteúdo de Informação de Polimorfismo) dos primers variou de 0,27 a 0,65. Não foi possível estabelecer uma relação entre a caracterização utilizando marcadores morfológicos e a caracterização utilizando marcadores moleculares.

Propagação de Camellia sinensis: efeito do genótipo, estaca, substrato, recipiente e ácido indolbutírico

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

Enraizamento de estacas de Camellia sinensis L. em função da época de coleta de ramos, genótipos e ácido indolbutírico

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

Attractiveness of Different Citrus Pulps to the Leaf-Cutting Ant Atta sexdens rubropilosa (Hymenoptera: Formicidae)

The most common control method Uses toxic baits consisted of dehydrated citrus pulp as carrier and attractant. However, the portion of the citrus fruit that is attractive to ants is still Unknown, despite its importance in chemical control. This study compared the attractiveness of different fruit parts of citrus pulps to Atta sexdens rubropilosa workers. Three treatments: pellets of industrial citrus pulp, albedo (mesocarp), and whole citrus pulp were offered randomly to ants and the removal of these substrates by workers was observed. Tie three pulps Were equally attractive to this species (F = 0.8033; p = 0.4633). Although the whole pulp included the epicarp, it was as attractive as the other treatments, possibly because, the material was heated during processing, eliminating any volatile substance that could repel ants.

Extrações de óleos de sementes de citros e suas atividades sobre a formiga cortadeira Atta sexdens e seu fungo simbionte

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

Low glyphosate rates do not affect Citrus limonia (L.) Osbeck seedlings

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Xylella fastidiosa: An in vivo system to study possible survival strategies within citrus xylem vessels based on global gene expression analysis

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

EFEITO do ÁCIDO GIBERÉLICO (AG3) NA FLORAÇÃO E PRODUÇÃO da LIMA ÁCIDA 'TAHITI' (Citrus latifolia Tan.)

A floração nos citros, assim como em outras fruteiras, é um dos fatores determinantes para a produção. A possibilidade de inibição ou redução da florada normal e alteração da época de produção para a lima 'Tahiti' é fator primordial para determinar sua rentabilidade econômica. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito do ácido giberélico sobre a florada, número de flores formadas, da lima ácida 'Tahiti', nas condições do Estado de São Paulo durante dois anos, buscando inibir a florada normal e observar o efeito desta inibição sobre produções temporãs. O delineamento experimental foi em blocos casualizados (5 blocos) com 3 plantas por tratamento. Foi utilizada uma planta como bordadura entre os tratamentos e uma linha de plantas entre os blocos. Os tratamentos foram: testemunha, 20, 40 e 80 mg/L de ácido giberélico (AG3) + 10 ml/L de espalhante adesivo, e o pH da água utilizada foi 6,2. As plantas foram tratadas com ácido giberélico durante o inverno (estação seca) após 50 dias sem irrigação no primeiro ano e 60 dias no segundo. O ácido giberélico reduziu o número de flores formadas (-81%) e aumentou a produção de frutos temporões (+59,77% ou +16,04 kg/pl).