Variabilidade de Fusarium oxysporum F. lycopersici (Wr) Sny & Hans em São Paulo

A Murcha de Fusarium em tomateiro não está sendo eficientemente controlada no Estado de São Paulo, devido a falta de variedades resistentes, adequadas ao mercado. Como na produção destas, variedades resistentes é necessário um estudo sôbre a variabilidade do fango quanto a raças fisiológicas os autores pesquisaram 48 linhagens de Fusarium coletados em todo o Estado de São Paulo e através de testes em variedades diferenciais Bonny Best., Santa Cruz (Kobayashi) e S-34 em condições de casa de vegetação com contrôle parcial de temperatura e inoculaçôes artificiais. Concluiram que das 48 linhagens estudadas uma desta apresentava reação de raça 2 as demais 47 a da raça 1 sendo possível reparar as linhagens pelo gráu de patogenicidade.

Revisão da classificação da raça 3 de Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici

Os autores procuraram, face às evidências acumuladas, determinar: 1) a que raça fisiológica pertence o isolado T-18-1, descrito como raça 3 de Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici; 2) qual o tipo de resistência que apresenta a linhagem CAST-M-Wd, usada como diferencial na determinação da raça 3. Para alcançar os objetivos almejados, instalaram-se 2 ensaios em casa de vegetação com controle parcial de temperatura. No ensaio I estudou-se a reação de 27 progênies de Cast-M-Wd ao isolado T-18-1, usando-se como diferenciais, a variedade Walter e a linhagem S-34, que possuem resistência monogênica às raças 1 e 2 e à raça 1, respectivamente. No ensaio II comparou-se a patogenicidade entre o isolado T-18-1 e a raça 2 do patógeno. Neste ensaio foram incluídas 6 progênies de CAST-M-Wd, considerando-se o comportamento destas no ensaio I. Usou-se, também, como diferenciais, a variedade Walter e a linhagem S-34. Os resultados obtidos permitiram tirar as seguintes conclusões: 1) o isolado T-18-1 pertence à raça 2 de Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici; 2) a linhagem de tomateiro CAST-M-Wd, usada como diferencial na determinação da raça 3 do patógeno, não possui resistência monogênica e sim, resistência poligênica à raça 2; 3) o gene, 1-2 encontrado na variedade Walter, mostra-se eficiente no controle da raça 2 (isolado T-18-1) assinalada no Brasil.

Biocontrol by phenazine-1-carboxamide-producing Pseudomonas chlororaphis PCL1391of tomato root rot caused by Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici

Seventy bacterial isolates from the rhizosphere of tomato were screened for antagonistic activity against the tomato foot and root rot-causing fungal pathogen Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici. One isolate, strain PCL1391, appeared to be an efficient colonizer of tomato roots and an excellent biocontrol strain in an F. oxysporum/tomato test system. Strain PCL1391 was identified as Pseudomonas chlororaphis and further characterization showed that it produces a broad spectrum of antifungal factors (AFFs), including a hydrophobic compound, hydrogen cyanide, chitinase(s), and protease(s). Through mass spectrometry and nuclear magnetic resonance, the hydrophobic compound was identified as phenazine-1-carboxamide (PCN). We have studied the production and action of this AFF both in vitro and in vivo. Using a PCL1391 transposon mutant, with a lux reporter gene inserted in the phenazine biosynthetic operon (phz), we showed that this phenazine biosynthetic mutant was substantially decreased in both in vitro antifungal activity and biocontrol activity. Moreover, with the same mutant it was shown that the phz biosynthetic operon is expressed in the tomato rhizosphere. Comparison of the biocontrol activity of the PCN-producing strain PCL1391 with those of phenazine-1-carboxylic acid (PCA)-producing strains P. fluorescens 2-79 and P. aureofaciens 30-84 showed that the PCN-producing strain is able to suppress disease in the tomato/F. oxysporum system, whereas the PCA-producing strains are not. Comparison of in vitro antifungal activity of PCN and PCA showed that the antifungal activity of PCN was at least 10 times higher at neutral pH, suggesting that this may contribute to the superior biocontrol performance of strain PCL1391 in the tomato/F. oxysporum system.

Differential gene expression, induced by salicylic acid and Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici infection, in tomato

The objective of this work was to determine the transcript profile of tomato plants (Lycopersicon esculentum Mill.), during Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici infection and after foliar application of salicylic acid. The suppression subtractive hybridization (SSH) technique was used to generate a cDNA library enriched for transcripts differentially expressed. A total of 307 clones was identified in two subtractive libraries, which allowed the isolation of several defense-related genes that play roles in different mechanisms of plant resistance to phytopathogens. Genes with unknown roles were also isolated from the two libraries, which indicates the possibility of identifying new genes not yet reported in studies of stress/defense response. The SSH technique is effective for identification of resistance genes activated by salicylic acid and F. oxysporum f. sp. lycopersici infection. Not only the application of this technique enables a cost effective isolation of differentially expressed sequences, but also it allows the identification of novel sequences in tomato from a relative small number of sequences.

Colonização de raízes de tomateiro por Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici em solução nutritiva com três fontes de nitrogênio

Os objetivos do presente trabalho foram os de avaliar o efeito do pH sobre a germinação de conídios e o crescimento miceliano de F. oxysporum f. sp. lycopersici e o efeito da fonte de nitrogênio sobre o início do processo de infecção de raízes de mudas de tomateiro (Lycopersicon esculentum). Inicialmente quantificou-se a porcentagem de germinação dos conídios e o crescimento miceliano em meio Caldo Nutritivo com pH variando de 2,0 a 11,0. O pH do meio foi também medido ao final de 14 dias de crescimento do fungo. Avaliou-se, ainda, por meio de isolamentos e observações ao microscópio óptico, o efeito das fontes de nitrogênio sobre o processo de infecção e colonização das raízes. Utilizou-se a cultivar Kada Gigante e solução nutritiva contendo como fontes de nitrogênio N-NH4+, N-NO3- e N-NH4NO3, seguido da adição ou não de conídios do patógeno. As avaliações de pH da solução, das alterações morfológicas da raiz e da colonização pelo patógeno foram feitas até 240 h após a infestação. O N-NO3- proporcionou maiores valores de pH e favoreceu o desenvolvimento radicular, com aumento do tamanho e número de pêlos radiculares, e redução da taxa de adesão de conídios e da colonização por F. oxysporum f. sp. lycopersici comparado a N-NH4NO3 e, principalmente, N-NH4+. Estes resultados, porém, devem-se, mais provavelmente, ao desbalanço iônico nas plantas supridas com N-NH4+, do que ao efeito simples da variação de pH da rizosfera. O patógeno mostrou-se hábil em se desenvolver em faixa ampla de pH, 3 a 9, em meio de cultura.

First report of Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici race 3 on tomato in Brazil

Fusarium wilt, caused by three races of Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, is one of the most important diseases of tomato (Lycopersicon esculentum). Races 1 and 2 are distributed worldwide whereas race 3 has a more limited geographic distribution with no report thus far in Brazil. Seven F. oxysporum isolates were obtained from wilted tomato plants of race 1 and 2-resistant hybrids 'Carmen' and 'Alambra' in Venda Nova do Imigrante (State of Espírito Santo), Brazil. Virulence assays were performed using a set of the race differential cultivars: 'Ponderosa' (susceptible to all races), 'IPA-5' (resistant to race 1), 'Floradade' (resistant to races 1 and 2) and 'BHRS-2,3' (resistant to race 3). All isolates were highly virulent to 'Ponderosa', 'IPA-5' and 'Floradade' and were able to infect only a few plants of 'BHRS-2,3'. An additional virulence test was conducted including the same set of cultivars plus Lycopersicon pennellii 'LA 716'. Identical results were obtained with L. pennellii displaying an extreme (immune-like) resistant response. These results indicated that all seven isolates could be classified as F. oxysporum f. sp. lycopersici race 3. This new Fusarium wilt might became an economically important disease since race 3-resistant cultivars adapted to Brazil are not yet available.

Sobrevivência de Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici Raça 2 submetido à técnica da solarização associada à incorporação de folhas de mandioca

A solarização combinada com a prévia adição de material orgânico propicia controle efetivo de diversos fungos de solo que de outra forma são de difícil erradicação, permitindo, também, redução do tempo de tratamento. O objetivo do trabalho foi avaliar o controle do fungo Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici Raça 2, por meio da incorporação da parte aérea de mandioca brava (Manihot utilisima) e mandioca mansa (Manihot dulcis) seguido de solarização do solo. Foi realizado experimento de campo, onde incorporou-se 3 Kg/m² da parte aérea de mandioca brava e mandioca mansa, separadamente. O experimento constou de seis tratamentos (solarização + mandioca brava; solarização + mandioca mansa; solo solarizado; solo; mandioca brava e mandioca mansa). A sobrevivência do fungo foi avaliado por meio das estruturas de resistência em meio semi-seletivo de Komada, aos 7, 14, 21 e 28 dias do início do experimento. As temperaturas do solo foram monitoradas através de um coletor de dados Tipo CR23X (Campbell Scientific) e a quantificação dos gases (CO2 e O2) foi feita pelo equipamento analisador de gases (Testo 325-1). Nos tratamentos solarizados, a temperatura do solo e aprisionamento de CO2 foram maiores em relação à testemunha (solo) e aos tratamentos apenas com a incorporação de material vegetal. A associação da incorporação de mandioca, tanto a "brava" quanto a "mansa", com a solarização, proporcionou a inativação de F. oxysporum f.sp. lycopersici Raça 2, podendo atuar no controle da doença murcha de fusarium causada por este patógeno. Os demais tratamentos foram inócuos, permitindo a sobrevivência do fungo.

Antagonistic potential of bacterial isolates associated with entomopathogenic nematodes against tomato wilt caused by Fusarium oxysporum f.sp., Lycopersici under greenhouse conditions

Three concentrations of Xenorhabdus nematophila and Xenorhabdus spp., (4x10(5,) 4x10(6,) 4x10(7) cells/ml) were evaluated in the laboratory and in pot experiments to test their antagonistic effects on Fusarium oxysporum f.sp., lycopersici. All concentrations effectively inhibited its growth on agar plates. In soil under greenhouse conditions treatments with each bacterium at 4x10(7) cells/ml reduced the disease incidence of tomato by up to 40.38 and 47.54% respectively and there were significant increases of plant biomass by 198 and 211% respectively. The rhizosphere population of Fusarium oxysporum f.sp., lycopersici was reduced by 97%. The Xenorhabdus spp., was comparatively more effective than X. nematophila.

Comportamiento de patrones de tomate frente a la patogenicidad de Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici

La fusariosis del cuello y de las raíces del tomate ("mancha chocolate"), causada por el hongo F. o. f. sp. radicis-lycopersici, es una micosis cada vez más extendida en los cultivos de tomate de las provincias de Almería y Granada. Su gravedad es alta, llegando a alcanzar al 78% de las plantas en algún invernadero con cultivo sobre fibra de coco. Ante esta situación, se estimó necesario evaluar la resistencia de patrones utilizados para injertar variedades de tomate. Así, 16 patrones fueron valorados frente a una cepa muy patógena del hongo. Los patrones fueron:CLXTPG01, AR9704, AR97015, AR97009, Morgan, Spirit, Herman, Armstrong, Arnold, Big Power, Emperador, 61-071, Montezuma, Beaufort, Multifort, Maxifort, Tovi Star y Alegro. Dos ensayos sobre plantas en estado de 6-8 hojas verdaderas bien formadas, mostraron que todos los patrones expresaron una resistencia completa, exceptuando los denominados CLXTPG01 y AR97015. Entendemos que esta información es necesaria debidio a la escasa disponibilidad.

Benzothiadiazole-Mediated Induced Resistance to Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici in Tomato1

Benzo-(1,2,3)-thiadiazole-7-carbothioic acid S-methyl ester (BTH), a synthetic chemical, was applied as a foliar spray to tomato (Lycopersicon esculentum) plants and evaluated for its potential to confer increased resistance against the soil-borne pathogen Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici (FORL). In nontreated tomato plants all root tissues were massively colonized by FORL hyphae. Pathogen ingress toward the vascular stele was accompanied by severe host cell alterations, including cell wall breakdown. In BTH-treated plants striking differences in the rate and extent of fungal colonization were observed. Pathogen growth was restricted to the epidermis and the outer cortex, and fungal ingress was apparently halted by the formation of callose-enriched wall appositions at sites of fungal penetration. In addition, aggregated deposits, which frequently established close contact with the invading hyphae, accumulated in densely colonized epidermal cells and filled most intercellular spaces. Upon incubation of sections with gold-complexed laccase for localization of phenolic-like compounds, a slight deposition of gold particles was observed over both the host cell walls and the wall appositions. Labeling was also detected over the walls of fungal cells showing signs of obvious alteration ranging from cytoplasm disorganization to protoplasm retraction. We provide evidence that foliar applications of BTH sensitize susceptible tomato plants to react more rapidly and more efficiently to FORL attack through the formation of protective layers at sites of potential fungal entry.

Potential of non-pathogenic Fusarium oxysporum isolates for control of Fusarium wilt of tomato

This study was done to evaluate the efficiency of non-pathogenic Fusarium oxysporum isolates (141/3, 233, 233/1, 245, 245/1, 251, 251/2, 251/5, and 257) in controlling vascular wilt caused by F. oxysporum f. sp. lycopersici, race 2 (isolates C-21A, TO11, and TO245) in tomato (Lycopersicon esculentum) cv. Viradoro seedlings. In order to determine the effect of non-pathogenic F. oxysporum isolates in tomato plants, the root system of 30-day-old seedlings was immersed in conidial suspensions (10(6) ml-1) of each isolate and the seedlings were transplanted to a cultivation substrate. Thirty-five days after transplanting it was observed that the non-pathogenic F. oxysporum isolates were not pathogenic to the cv. Viradoro nor did they affect seedling development. The efficiency of the non-pathogenic F. oxysporum isolates in controlling Fusarium wilt was determined by immersing the tomato seedling roots in the conidial suspension (10(6) ml-1) of each isolate and then transplanting them into substrates previously infested with isolates of F. oxysporum f.sp. lycopersici, race 2 (10(5) conidia ml-1 of substrate). Evaluations were performed 35 days after transplanting, for severity in scale with 1=healthy plant to 6=dead plant or plant showing vessel browning and wilted leaves up to the leader shoot and seedling height. The non-pathogenic F. oxysporum isolates were efficient in reducing the severity of the disease and maintaining normal plant development. These results provide evidence of the antagonistic activity of non-pathogenic F. oxysporum isolates in controlling vascular wilt caused by F. oxysporum f. sp. lycopersici race 2 in tomato.

Antifungal activity of bacterium symbiotically associated with Steinernema abbasi towards Fusarium oxysporum

Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici (Fol) is the causal agent of the Fusarium wilt disease of tomato. Soil fumigant (mainly methyl bromide) applications are in use for its control. With the increasing environmental awareness, biological control methods are under investigation for their effectiveness, including the use of antagonists. Pseudomonas oryzihabitans (=Flavimonas oryzihabitans), a symbiont of the entomopathogenic nematode Steinernema abbasi was investigated as an antagonism of a Fol isolate in two laboratory and two glasshouse experiments. Bacteria and cell-free filtrate antifungal activity were tested both in dual cultures and in broth culture. In pot experiments, suspensions of bacteria in five concentrations (106, 105, 104, 103 and 102 cells/ml) were tested for their ability to control the pathogen at 25±3°C. In all tests the bacterium significantly inhibited the growth of Fol mycelium in vitro. Similar results were obtained when the bacterium was also tested against Fusarium oxysporum f.sp. radicis lycopersici and against Rhizoctonia solani. Moreover, when it was introduced into the soil, it was able to suppress the Fusarium wilt of tomato.

Potential of non-pathogenic Fusarium oxysporum isolates for control of Fusarium wilt of tomato

O trabalho avaliou a eficiência dos isolados (141/3, 233, 233/1, 245, 245/1, 251, 251/2, 251/5 e 257) de Fusarium oxysporum não patogênico ao tomateiro (Lycopersicon esculentum), no controle da murcha vascular causada por Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, raça 2 em plântulas de tomateiro cv. Viradoro. Para verificar o efeito dos isolados de F. oxysporum não patogênicos, o sistema radicular de plântulas de tomateiro, com 30 dias de idade, foi imerso na suspensão de conídios (10(6) ml-1) e as mudas transplantadas para substrato de cultivo. Após 35 dias do transplante foi verificado que esses isolados não foram patogênicos às plantas de tomateiro, nem afetaram o desenvolvimento das mudas. A eficiência dos isolados de Fusarium oxysporum não patogênicos no controle da murcha foi determinada imergindo-se as raízes de mudas de tomateiro em suspensão de conídios (10(6) conídios ml-1) e transplantando-as em substratos previamente infestados com os isolados de F. oxysporum f.sp. lycopersici, raça 2 (10(5) conídios ml-1 de substrato). Transcorridos 35 dias do transplante, foram realizadas as avaliações da severidade na escala de 1=planta sadia a 6=planta morta ou com vasos coloridos e folhas murchas até o ponteiro e altura das mudas. Os isolados de F. oxysporum não patogênicos foram eficientes em reduzir a severidade da doença e em manter normal o seu desenvolvimento. Esses resultados evidenciam a atividade antagônica dos isolados de F. oxysporum não patogênico no controle da murcha vascular do tomateiro, causada por Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici raça 2.