Characterisation of Australian isolates of Fusarium oxysporum f. sp cubense by DNA fingerprinting analysis

Genetic variation among Australian isolates of the fungus Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc), which causes Fusarium wilt in banana, was examined using DNA amplification fingerprinting (DAF). Ninety-four isolates which represented Races 1, 2, 3, and 4, and vegetative compatibility groups (VCGs) 0120, 0124, 0125, 0128, 0129, 01211, 01213/16, and 01220 were analysed. The genetic relatedness among isolates within each VCG, and between the 8 different VCGs of Foc present in Australia was determined. The DNA fingerprint patterns were VCG-specific, with each VCG representing a unique genotype. The genetic similarity among isolates within each VCG ranged from 97% to 100%. Among the different VCGs of Foc, 3 major clusters were distinguished which corresponded with race. All Race 1 and 2 isolates (VCGs 0124, 0125, 0128, and 01220) were closely related and clustered together, the Race 3 isolates from Heliconia clustered separately, and all Race 4 isolates (VCGs 0120, 0129, 01211, and 01213/16) clustered together. Fifteen isolates from Alstonville, NSW, were characterised because although they were classified as Race 2 based on their recovery from cooking banana cultivars, they belonged in VCG 0124, which had previously contained only Race 1 isolates. The occurrence of more than one race within a VCG means that vegetative compatibility grouping cannot be used to assign pathotype to pathogenic race as previously thought. It was possible to distinguish the Race 1 and Race 2 isolates within VCG 0124 using DNA fingerprinting, as each race produced a unique DNA fingerprint pattern. Among the Australian isolates, DNA fingerprinting analysis identified 9 different VCGs and genotypes of Foc.

Variabilidade genética de isolados de Fusarium oxysporum f. sp. cubense obtidos de bananais do norte de Minas Gerais

A banana é uma das frutas tropicais mais consumidas no mundo, respondendo por, aproximadamente, 10% do comércio mundial de frutas. O mal-do-panamá, causado por Fusariumoxysporum f. sp. cubense (E.F. Smith), é uma das principais doenças da bananeira. Os marcadores moleculares RAPD têm sido extremamente úteis para estudos de identificação taxonômica, análise de variabilidade da virulência em fungos fitopatogênicos, caracterização de raças e variabilidade inter e intraespecifica de populações de diferentes regiões. O objetivo do trabalho foi avaliar a variabilidade genética de 36 culturas monospóricas de isolados de F. oxysporum f. sp. cubense por meio de marcadores moleculares do tipo RAPD. Foram selecionados 13 primers RAPD, e a análise de dados foi realizada utilizando-se do coeficiente de similaridade de Nei e Li. A partir da amplificação dos primers, foram obtidas 178 bandas, sendo que 167 (93,82%) apresentaram polimorfismo entre, pelo menos, dois isolados e apenas 11 (6,18%) apresentaram monomorfismo, demonstrando alta variabilidade entre os isolados. As distâncias genéticas variaram de 5,7 a 54,6%, sendo a distância média de 30,2%, e a distância média relativa, de 55,3%. De acordo com a análise de agrupamento (UPGMA), não foram observadas correlações entre os isolados estudados. Os resultados sugerem alta variabilidade genética entre os isolados avaliados, não ocorrendo agrupamento de acordo com a origem geográfica de coleta.

Ocorrência, métodos de inoculação e agressividade de Fusarium oxysporum f. sp. cubense em Heliconia spp

A murcha de fusário, causada por Fusarium oxysporum f. sp. cubense, vem sendo diagnosticada em áreas produtoras de helicônias, uma das plantas ornamentais mais apreciadas da floricultura tropical. Neste trabalho, os objetivos foram verificar a ocorrência da doença em propriedades produtoras de helicônias, avaliar a eficiência de métodos de inoculação do patógeno e caracterizar, quanto à agressividade, os isolados obtidos. Foram visitadas 28 propriedades em Pernambuco, Alagoas e Sergipe, nas quais foram coletados materiais vegetais com sintomas característicos da doença, para a obtenção dos isolados. Os métodos de inoculação testados foram o de injeção com 10 mL da suspensão fúngica no colo das plantas suscetíveis, Heliconia psittacorum x H. spathocircinata cv. Alan Carle; deposição de 20 mL da suspensão no solo pela técnica de "meia lua" e "dipping" (30 e 60 minutos). A avaliação da agressividade dos isolados foi realizada pela inoculação de discos da colônia do fungo, crescidos em meios de cultura, em colmos destacados da planta, que ficaram em condição de câmara úmida por cinco dias. Das propriedades visitadas 88% apresentavam a doença, de onde se obtiveram 31 isolados de F. oxysporum f. sp. cubense. Quanto à inoculação, o método de injeção foi o mais eficiente, reproduzindo os sintomas da doença aos 36 dias após a inoculação. Quanto à agressividade, dez isolados foram agrupados como os de maior agressividade, 13 apresentaram agressividade intermediária e oito isolados como os de menor agressividade.

Supressividade a Fusarium oxysporum f. sp. cubense por produtos orgânicos

Pós-graduação em Agronomia (Proteção de Plantas) - FCA

Mitochondrial inheritance during a parasexual cycle in {\it Fusarium oxysporum\/} forma specialis {\it cubense\/}

Fusarium oxysporum is a diverse, asexual fungal species composed of both saprophytic and pathogenic members. The destructive phytopathogens are classified into formae speciales based on the host species and into vegetative compatibility groups (VCGs) based on the ability of two individuals to form heterokaryons. Parasexuality, a non-sexual mode of genetic exchange unique to some fungi has been demonstrated in the laboratory in Fusarium oxysporum f. sp. cubense (FOC). The goals of this dissertation were threefold: to ascertain whether mitochondrial (mt) markers can distinguish race differences in FOC; to determine genetic relatedness of VCGs in FOC based on a mt marker; and to discover the mode of mt inheritance during a parasexual cycle.^ Band patterns produced by electrophoresis of Hae III digested genomic DNA indicated that VCG differences, not race, could be discerned by mtDNA analysis. Primers were designed to amplify a mt intergenic locus which served as a molecular marker to screen 55 strains of FOC in 16 VCGs using both single strand conformational polymorphism and DNA sequencing. Based on homogeneity of the locus, strains were assigned to seven mitotypes, a classification unit which I introduced and found informative for grouping related VCGs.^ To determine the mode of mt inheritance during a parasexual cycle, strains in different mitotypes were paired. Mitochondrial inheritance in all hybrid progeny was found to be uniparental. I speculated that if a parasexual cycle occurs in nature there would be greater variation in the nuclear genome than the mt. This could produce multiple VCGs within a mitotype, a phenomenon observed in FOC. Based on these data, I concluded that parasexuality in nature may contribute to the diversity observed in Fusarium oxysporum. ^

Analysis of Heterokaryon Formation in Fusarium oxysporum f. sp. cubense.

Fusarium oxysporum forma specialis cubense is a soilborne phytopathogen that infects banana. The true evolutionary identity of this so called species, Fusarium oxysporum, is still unknown. Many techniques have been applied in order to gain insight for the observed genetic diversity of this species. The current classification system is based on vegetative compatibility groups (VCG's). Vegetative compatibility is a self non-self recognition system in which only those belonging to a VCG can form stable heterokaryons, cells containing two distinct nuclei. Heterokaryons in turn, are formed from hypha! anastomosis, the fusion of two hyphae. Furthermore, subsequent to heterokaryon formation potential mechanisms exist which may generate genetic variability. One is through viral transfer upon hyphal anastomosis. The other mechanism is a form of mitotic recombination referred to as the parasexual cycle. Very little research has been performed to directly obser.ve the cellular events; hypha! anastomosis, heterokaryon formation, and the parasexual cycle in Fusarium oxysporum f. sp. cubense. The purpose of this research was to design and use methods which would allow for the detection of hypha! anastomosis and heterokaryon formation, as well as any characteristics surrounding this event, within and between VCG's in Foe. First, some general growth properties were recorded: the number of nuclei per hypha, the size ofthe hyphal tip cell, the size of the cell adjacent to the hypha! tip (pre-tip) cell, and the number of cells to the first branch point. Second, four methods were designed in order to assay hyphal anastomosis and heterokaryon formation: 1) pairings on membrane: phase or brightfield microscopy, 2) pairings on membrane: fluorescence microscopy, 3) spore crosses: fluorescence microscopy, and 4) double picks in fractionated MMA. All of these methods were promtsmg.

Single gene resistance to Fusarium oxysporum f. sp. cubense Race 4 in the wild banana Musa acuminata subsp. malaccensis

Fusarium wilt of banana, caused by the fungal pathogen Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc), is one of the most destructive diseases of banana. A particularly virulent strain of the pathogen, tropical race 4 (TR4), presents an emerging threat to banana producing regions throughout the world. No commercially acceptable banana cultivar is resistant to TR4 and, as with all strains of the Fusarium wilt pathogen, there is no effective chemical control. Genetic resistance to TR4 has been observed in the diploid wild banana Musa acuminata subsp. malaccensis, which has consequently received attention as a potential source of Fusarium resistance genes. The aim of this research was to determine the pattern of inheritance of the resistance trait by screening plants for resistance to Foc subtropical race 4 (SR4) and TR4. Our results showed that the F1 progeny of self-fertilized malaccensis plants challenged in pot trials against SR4 (VCGs 0120, 0129, 01211) and TR4 (VCG 01213/16) segregated for resistance according to a Mendelian ratio of 3:1 which is consistent with a single dominant gene hypothesis.

Post-transcriptional silencing of the SGE1 gene induced by a dsRNA hairpin in Fusarium oxysporum f. sp cubense, the causal agent of Panama disease.

Fusarium oxysporum f. sp cubense (Foc), the causal agent of Panama disease, is responsible for economic losses in banana crops worldwide. The identification of genes that effectively act on pathogenicity and/or virulence may contribute to the development of different strategies for disease control and the production of resistant plants. The objective of the current study was to analyze the importance of SGE1 gene expression in Foc virulence through post-transcriptional silencing using a double-stranded RNA hairpin.

A foliar rating system for comparing the resistance of banana cultivars grown as tissue-cultured plantlets in the laboratory to Fusarium wilt

A foliar rating system was developed to assess the progress of Fusarium wilt ( Panama disease) caused by Fusarium oxysporum f. sp. cubense in seven banana cultivars differing in their resistance to race 1 of the pathogen. Plantlets were transplanted into unamended soil naturally infested with the pathogen, soil amended with urea and soil amended with aged chicken manure. A corm invasion score was also developed to assess the accuracy of the foliar symptom score as an indicator of cultivar resistance. On the basis of foliar symptom scores alone, the response of five of the seven cultivars in the chicken manure treatment corresponded to their known field response. However, the response of the other two cultivars, both susceptible to the pathogen in the field, fell into two categories. One had a high foliar symptom score and a correspondingly high corm invasion score, whereas the other had a low foliar symptom score and a high corm invasion score. Breeders need to be aware of the two categories of susceptible response, if inferior breeding material is to be rejected early on in a breeding program.

Effect of organic amendments and solarisation on Fusarium wilt in susceptible banana plantlets, transplanted into naturally infested soil

Despite extensive research since pathogenicity was first established in 1919, no cultural or chemical control strategy has proven effective against Fusarium wilt of bananas. The efficacy of cultural control is attributed to the suppression of pathogen activity. Yet, amending naturally infested soil with aged chicken manure has been shown to enhance disease severity, without any change in the activity of the pathogen Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc) in the soil. In this study, the effect of amending soil with composted sawdust, and of solarising soil, was compared with the effect of amending soil with chicken manure. Bioassays comparing the activity of Foc in the soil with the extent of invasion of banana pseudostem tissue by Foc were used to investigate why strategies targetting pathogen survival have not proven successful in controlling this disease. The enhancement of Foc invasion of the banana plantlets was reproduced with the addition of chicken manure to the naturally infested soil. However, changes in the activity of Foc in the soil were not associated with changes in the frequency of invasion of the plantlets. Invasion of banana pseudostems in the sawdust and solarisation treatments was not significantly different from invasion in the respective control treatments, despite a reduction in the activity of Foc in the sawdust-amended soil and an enhancement in the solarised soil. Moreover, the increase in Foc activity in the solarised soil recorded during the bioassays occurred despite the effectiveness of solarisation in reducing the survival of Foc in pre-colonised banana root tips buried in the soil. Changes in the frequency of invasion were associated with changes in the availability of mineral nitrogen, particularly ammonium N. These results suggest that the physiological response of banana cultivars to ammonium N may be associated with their susceptibility to Fusarium wilt. Accordingly, cultural strategies for controlling Panama disease will only be effective if they enhance the ability of the host to resist invasion.

Redução do mal-do-panamá em bananeira-maçã por inoculação de fungo micorrízico arbuscular

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da densidade de inóculo de fungo micorrízico arbuscular (FMA) na incidência e severidade do Fusarium oxysporum f. sp. cubense (FOC) na bananeira, variedade 'Maçã', em fase inicial de desenvolvimento vegetativo. O trabalho foi realizado em três etapas, em condições de casa de vegetação, na Embrapa Mandioca e Fruticultura Tropical, Cruz das Almas, BA. Foi realizado um teste de ajuste para determinação das densidades de inóculo do FMA a serem utilizadas. Em seguida, o FMA, Gigaspora margarita, foi inoculado nas mudas de banana e, depois de 60 dias foi inoculado o FOC. G. margarita apresentou eficiência simbiótica no crescimento das mudas de bananeira, variedade Maçã, dependendo da densidade de inóculo. A inoculação prévia com o FMA promoveu redução no índice de infecção causado pelo FOC. A pré-colonização das plantas de bananeira pelo FMA resultou em efeito de bioproteção, modulado pela taxa de colonização micorrízica e pela concentração de inóculo do FOC no solo.

Diversidade genética, crescimento e produção de genótipos de bananeira 'Prata-Anã' em área com mal do panamá

No perímetro irrigado do Jaíba, no norte de Minas Gerais, existem relatos sobre a presença de alguns genótipos de banana'Prata-Anã' supostamente tolerantes ao mal-do-panamá, nos quais a doença não se estabeleceu após 15 anos de cultivo, mesmo na presença do patógeno. Portanto, objetivou-se avaliar a diversidade genética, o desempenho agronômico e o comportamento dos clones da bananeira'Prata-Anã' cultivada em área com histórico do mal-do-panamá. Foram coletados vinte e quatro genótipos, 11 caracterizados no momento da coleta como doentes (GEN 1, GEN 2, GEN 3, GEN 4, GEN 5, GEN 6, GEN 7, GEN 8, GEN 9, GEN 10 e GEN 11) e 13 aparentemente sadios (GEN 12, GEN 13, GEN 14, GEN 15, GEN 16, GEN 17, GEN 18, GEN 19, GEN 20, GEN 21, GEN 22, GEN 23 e GEN 24). Estes materiais foram multiplicados em laboratório de cultura de tecidos e levados para plantio na área experimental. Foram avaliados 24 tratamentos (clones de bananeira 'Prata-Anã'), no delineamento em blocos casualizados, com três repetições, 20 plantas por parcela e as seis centrais consideradas como área útil. Avaliaram-se, além da diversidade genética, comprimento e diâmetro do pseudocaule, número de folhas, massa do cacho, das pencas e do engaço, número de pencas e de frutos, comprimento e perímetro do fruto central da segunda penca, porcentagem de plantas mortas, incidência e severidade do mal-do-panamá. A distância genética média entre os clones foi de 43,5%, variando de 11,8% a 85%. Os indivíduos GEN 12, GEN 13, GEN 19 e GEN 22 apresentam maiores diâmetros do pseudocaule ao nível do solo e a 30 cm, e foram mais altos. Os indivíduos GEN 13, GEN 17 e GEN 19 destacaram-se, nos dois ciclos de produção, como tolerantes ao mal-do-panamá.

Ocorrência de doenças em plantas ornamentais tropicais no Estado de Pernambuco

As condições de cultivo das plantas ornamentais tropicais, relacionadas aos fatores precipitação, umidade, temperatura e densidade de plantio, favorecem a ocorrência de doenças que limitam a produção e reduzem a qualidade das flores. Destacaram-se as doenças causadas por fungos e nematóides, sendo assinaladas a antracnose (Colletotrichum gloeosporioides) em Heliconia spp., Etlingera elatior, Tapeinochilos ananassae, causando lesões em folhas e inflorescências; manchas foliares (Bipolaris spp., Cercospora sp., Curvularia lunata, Glomerella cingulata, Guignardia sp. e Deigthoniella torulosa) em Heliconia spp., Calathea burle marx e Musa coccinea; podridão de rizomas e raízes (Rhizoctonia solani e Fusarium oxysporum f. sp. cubense) em E. elatior e Heliconia chartacea cv. Sex Pink. As fitonematoses, causadas por espécies dos gêneros Meloidogyne, Radopholus e Helicotylenchus, constituem um dos principais problemas sanitários em ornamentais tropicais em Pernambuco, ocorrendo comumente em Alpinia purpurata, E. elatior, Zingiber espectabiles, Heliconia spp. e Musa spp. A espécie A. purpurata foi a mais suscetível a M. incognita. Em função dos trabalhos de erradicação pelos produtores, a murcha bacteriana (Ralstonia solanacearum raça 2) foi assinalada com baixa incidência nas áreas de cultivo de flores tropicais.

Efeito de dois indutores de resistência sobre a severidade do mal-do-Panamá

O mal-do-Panamá, causado por Fusarium oxysporum f. sp. cubense, é um fator limitante à cultura da bananeira (Musa spp.). A medida de controle mais eficiente para essa doença é o cultivo de variedades resistentes. A resistência induzida constitui alternativa a ser avaliada nesse patossistema. Avaliou-se o efeito indutor de resistência de acibenzolar-S-metil (ASM) e ácido DL-b-amino-n-butírico (BABA) sobre germinação e crescimento micelial de F. oxysporum f. sp. cubense in vitro nas dosagens 0; 0,050; 0,100; 0,150; 0,200; 0,250 e 0,500 mg.ml-1 e 0; 0,525; 1,050; 1,575; 2,100; 2,625 e 3,150 mg.ml-1, respectivamente, utilizando-se F. oxysporum f. sp. cubense na concentração 1 x 10³ conídios.ml-1. Os ASM e BABA foram pulverizados nas dosagens 0; 0,050; 0,100; 0,150; 0,200; 0,250 mg.ml-1 e 0; 0,525; 1,050; 1,575; 2,100; 2,625 mg.ml-1, respectivamente, sobre bananeiras 'Maçã' e 'Grande Naine' micropropagadas, mantidas em casa de vegetação. As raízes foram inoculadas por imersão em suspensão de F. oxysporum f. sp. cubense 1 x 10³ conídios.ml-1, quatro, seis e oito semanas após indução. Avaliou-se a severidade da doença 20 dias após inoculação através de escala de notas. O BABA, 2,100 mg.ml-1, propiciou 35,29% de redução na severidade de doença em banana 'Maçã', aplicado quatro semanas antes da inoculação com F. oxysporum f. sp. cubense. O ASM, 0,500 mg.ml-1, inibiu a germinação de conídios in vitro. O BABA, nas dosagens testadas, não interferiu no crescimento micelial. Em 'Grande Naine', BABA, 0,525 mg.ml-1, reduziu a severidade da doença em 21,55% independente da época de inoculação. Não se constatou efeito do ASM sobre a severidade do mal-do-Panamá.

Ocorrência de Doenças em Bananeiras no Estado de Alagoas

O cultivo da banana é uma importante fonte de renda para pequenos e médios produtores no estado de Alagoas. A maioria dos plantios está localizado em região de mata e próximo a costa, com condição apropriada para a ocorrência e desenvolvimento de doenças. Este trabalho teve como objetivo fazer o levantamento das doenças da bananeira que ocorrem em áreas de plantio localizadas no estado de Alagoas. O trabalho foi conduzido durante os anos de 2006 e 2007, por meio de visitas às propriedades e coleta de materiais de plantas infectadas em 60 áreas produtoras de banana, em quatorze municípios do estado de Alagoas. As amostras coletadas foram analisadas em laboratório para identificação dos patógenos associados com as doenças. Neste levantamento muitas doenças causadas por fungos e nematóides foram observadas, tais como: sigatoca amarela (Pseudocercospora musae) (Zimm.) Deighton; mancha de Deightoniella (Deightoniella torulosa) (Syd.) Ellis e mancha de Cordana (Cordana musae Zimm), que ocorreram em todas as áreas analisadas; mancha de Chloridium (Chloridium musae Stahel), ocorrendo somente em áreas úmidas e associada a outras manchas foliares; mancha de Exosporella, que foi observada somente em Santana do Mundaú; fitonematoses causadas por Rhadophulus similis, Helicotylenchus multicinctus e Pratylenchus sp., detectados apenas em alguns municípios; mal-do-panamá (Fusarium oxysporum f.sp. cubense) encontrado somente em quatro áreas no Sul do Estado e Murcha bacteriana (Ralstonia solanacearum) (Smith) Yabuuchi et al. (raça 2), encontrada em três áreas. Apesar de mal-do-panamá e moko (Ralstonia solanacearum raça 2) terem sido encontradas em baixa incidência, estas doenças ainda são consideradas como principais problemas em plantações de bananeiras no estado de Alagoas.