Genetic variability in Australian isolates of Puccinia coronata f. sp avenae assessed with molecular and pathogenicity markers

In a preliminary survey of genetic variability among 12 Australian isolates of Puccinia coronata f. sp. avenae Fraser and Led (Pca) collected from 1966 to 1993, two relatively diverse (

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.

Severidade da ferrugem-da-folha e seus efeitos sobre caracteres da panícula de aveia

A ferrugem-da-folha (Puccinia coronata f.sp. avenae) foi quantificada em quatro populações F3 de aveia (Avena sativa L.) com o objetivo de estudar a severidade dessa moléstia e seus efeitos sobre seis caracteres da panícula. As populações utilizadas foram UFRGS 881920 x UFRGS 7, UFRGS 881920 x UFRGS 14, UFRGS 15 x UFRGS 7 e UFRGS 15 x UFRGS 14, sendo os genótipos UFRGS 881920 e UFRGS 15 resistentes à moléstia e os demais suscetíveis. A ferrugem-da-folha foi quantificada na época do florescimento, e próximo à maturação foram colhidas, em cada população, 10 plantas ao acaso por nota de ferrugem nas quais foram feitas as seguintes determinações: número de panículas, peso médio de panículas, número de grãos por planta e por panícula, peso de grãos e peso de mil grãos. A variabilidade em relação à severidade da ferrugem-da-folha foi analisada mediante a distribuição de freqüências das notas em cada população. A avaliação dos efeitos da moléstia sobre os caracteres da panícula foi feita pela análise de variância, análise de regressão polinomial e correlações fenotípicas. Os resultados obtidos demonstram haver ampla variação com respeito à severidade da moléstia nas populações estudadas, e os caracteres mais afetados foram o peso médio de panículas e o peso de mil grãos.

Resistência parcial à ferrugem-da-folha em genótipos de aveia

O objetivo deste trabalho foi determinar os diferentes níveis de resistência à ferrugem-da-folha em genótipos de aveia, e avaliar seu efeito sobre componentes do rendimento de grãos. Os experimentos foram conduzidos na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, em 1995 e 1996. Foram avaliados dez genótipos de aveia com reações diferenciadas à moléstia. A ferrugem-da-folha causou prejuízos no rendimento de grãos, em diferentes densidades de cultivo da aveia, e o peso de grãos foi o componente mais afetado. Porém, alguns genótipos, como o UFRGS 910906, não foram afetados, apesar de apresentarem níveis intermediários de severidade da moléstia, o que evidencia a possibilidade de combinar resistência parcial e potencial de rendimento num mesmo genótipo.

Genética da resistência à ferrugem-da-folha em aveia

A ferrugem-da-folha (Puccinia coronata f. sp. avenae) é a principal doença da cultura da aveia (Avena sativa L.), e o uso de cultivares resistentes é o método de controle mais importante. Este trabalho teve por objetivo determinar o controle genético da resistência à ferrugem-da-folha em aveia e identificar fontes de genes diferentes para resistência a esta doença. Foram utilizados três genótipos resistentes (UFRGS 15, UFRGS 881920 e UFRGS 86A1194-2), três genótipos suscetíveis (UFRGS 7, UFRGS 8 e UFRGS 14) e a geração segregante F3 proveniente dos cruzamentos entre estes genótipos. As plantas foram avaliadas individualmente quanto à presença ou ausência da ferrugem-da-folha, sendo os dados destas leituras utilizados numa análise genética em que a hipótese de um ou dois genes de resistência foi testada pelo qui-quadrado. Os resultados evidenciaram um gene dominante de resistência no genótipo UFRGS 881920 e dois genes complementares no genótipo UFRGS 15 quando estes foram cruzados com os suscetíveis. A análise genética feita não permitiu determinar se estes dois genótipos são ou não a mesma fonte genética de resistência.

Padrão de resistência de genótipos de aveia à ferrugem-da-folha na definição de hibridações

Os objetivos deste trabalho foram: determinar o padrão de resistência/suscetibilidade de 20 genótipos de aveia a 40 isolados de Puccinia coronata f. sp. avenae, coletados em três municípios do Rio Grande do Sul; o padrão de virulência/avirulência desses isolados contra os genótipos de aveia; e indicar genitores para a geração de populações com elevada resistência à ferrugem-da-folha. Os padrões de resistência de Puccinia coronata f. sp. avenae e o de virulência/avirulência dos isolados foram determinados pela avaliação da reação desencadeada pela aspersão dos isolados deste fungo em plântulas de genótipos de aveia. A seleção de genitores foi baseada no índice de complementação de cultivares, proposto neste trabalho. Os genótipos que expressaram resistência ao maior número de isolados foram FAPA6, URS20, UPFA20, CFT1 e FAPA5, ao passo que os genótipos UFRGS15, UPF15, UPF18, UPF19 e UPF16 evidenciaram suscetibilidade ao maior número de isolados. Os cruzamentos mais indicados entre os genótipos estudados são: FAPA6 x Albasul, URS22 x FAPA6, CFT1 x URPEL15 e CFT1 x UFRGS19.

Resistência quantitativa à ferrugem da folha em genótipos de aveia branca: I - Caracterização da reação em condições de campo

Entre as doenças que se manifestam na cultura da aveia (Avena sativa), a ferrugem da folha, causada por Puccinia coronata f. sp. avenae, tem-se mostrado a mais destrutiva, sendo responsável pelo decréscimo na qualidade e no rendimento dos grãos. O controle da doença através do uso de cultivares com resistência qualitativa vem sendo restringido pela capacidade do patógeno em superar este tipo de resistência. Visando possibilitar a utilização de uma estratégia alternativa para o controle da doença, foi investigada a ocorrência de resistência quantitativa em 31 genótipos de aveia branca. Os ensaios foram realizados durante os anos de 1996 a 2000, na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, em Eldorado do Sul, RS, Brasil. Foi avaliado o progresso da doença no campo nos genótipos durante três anos, sendo que alguns deles foram testados durante cinco anos. Para tal, foram realizadas avaliações semanais da severidade da ferrugem nas parcelas, traçando-se, a partir destes dados, as curvas de progresso da doença, sendo calculadas também as áreas delimitadas por essas curvas (AACPD) e a taxa de progresso da doença (r). Em todos os anos houve grande variabilidade entre os genótipos quanto à reação à ferrugem da folha, e, conforme sua reação ao longo dos anos em que foram testados, os genótipos foram classificados em quatro grupos: resistentes, moderadamente resistentes, moderadamente suscetíveis e suscetíveis. Os dois primeiros grupos apresentam bons níveis de resistência quantitativa e poderão ser usados futuramente como genitores em programas de melhoramento genético.

Resistência quantitativa à ferrugem da folha em genótipos de aveia branca: II - Avaliação de componentes de resistência

A utilização da resistência quantitativa como forma de controle da ferrugem da folha da aveia (Avena sativa) pode ser uma alternativa viável, visto que há reação diferenciada entre genótipos em condições de campo, a qual apresenta grande espectro de variação. O progresso lento da moléstia observado a campo é o resultado dos efeitos combinados de componentes de resistência como baixa eficiência de infecção, período de latência longo, baixa produção de esporos por pústula e pequeno tamanho de pústulas. Este trabalho foi realizado durante os anos de 1999 e 2000, e teve por objetivo quantificar os componentes de resistência acima citados em 31 genótipos de aveia branca. A reação destes genótipos foi avaliada a campo, durante os anos de 1996 a 2000, os quais foram classificados em quatro grupos. A avaliação dos componentes de resistência foi realizada em plântulas e plantas adultas mantidas em condições controladas, sendo que os dois últimos componentes também foram quantificados em folhas coletadas nos ensaios de campo. Os genótipos apresentaram variabilidade para todas as características avaliadas, exceto para o período de latência em plântulas, sendo que aqueles classificados como resistentes no campo apresentaram a melhor combinação de componentes desejáveis.

Resistência quantitativa à ferrugem da folha em genótipos de aveia branca: III - Correlação de componentes de resistência entre si e com a intensidade de doença no campo

A seleção de genótipos com resistência quantitativa à ferrugem da folha da aveia (Avena sativa), baseada nos componentes que a condicionam, necessita do conhecimento da associação destes componentes entre si e deles com a quantidade de doença no campo, representada pela área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD). Este trabalho objetivou determinar estas correlações, a partir de resultados de ensaios realizados previamente, em que 31 genótipos de aveia branca tiveram sua reação à ferrugem determinada no campo e seus componentes de resistência quantificados. As correlações encontradas foram geralmente baixas, tanto dos componentes entre si, como deles com a intensidade da doença no campo. As correlações mais altas, e consistentes entre os anos, com a AACPD foram da eficiência de infecção em plântulas, do período de latência e do comprimento de pústulas em plantas adultas. Estes dados sugerem que os componentes citados podem ter uma influência um pouco maior que os demais sobre a expressão da resistência parcial a campo. Entretanto, a baixa correlação entre os componentes medidos, indica que a seleção de genótipos, nesta interação patógeno-hospedeiro, não deve ser realizada com base em apenas um componente de resistência. Os resultados sugerem que a expressão da resistência parcial à ferrugem da folha da aveia não é condicionada apenas por um componente de resistência, mas sim pelo efeito conjunto de todos eles. Além disto, é possível que mecanismos diferenciados estejam atuando em cada genótipo, de forma que os componentes de resistência mais importantes para um não sejam os mesmos para outro.

Modelos de ponto crítico para estimar danos causados pela ferrugem da folha da aveia branca

Em experimentos conduzidos no campo, nas safras agrícolas de 1995 e 1996, gerou-se o gradiente da intensidade da ferrugem da folha da aveia branca, cultivar UPF 13, pela aplicação nos órgãos aéreos de doses crescentes do fungicida triadimenol. As equações das funções de dano foram obtidas pela correlação entre o rendimento de grãos e a incidência da doença em diferentes estádios fenológicos da cultura. Na safra de 1995 as equações obtidas foram R= 2.103,5 - 17,983I e R= 2.404,6 - 12,832I, respectivamente para alongamento e emborrachamento, e em 1996, R= 3.889,2 - 27,871I e R= 5.366,4 - 20,999I, respectivamente para emborrachamento e floração (R= rendimento de grãos e I= incidência foliar). Estas equações, contendo o coeficiente de dano, permitem calcular o limiar de dano econômico (LDE) tomado como critério indicador do momento para o início do controle químico da ferrugem da folha da aveia. As reduções no rendimento de grãos, no peso do hectolitro e no peso de mil sementes, atingiram, respectivamente 57,13%, 16,64% e 21,49% na safra 1995 e 19,79%, 13,39% e 16,33%, na safra 1996.

Apical leaf necrosis as a defence mechanism against pathogen attack: effects of high nutrient availability on onset and rate of necrosis

An outdoor experiment was conducted to increase understanding of apical leaf necrosis in the presence of pathogen infection. Holcus lanatus seeds and Puccinia coronata spores were collected from two adjacent and otherwise similar habitats with differing long-term N fertilization levels. After inoculation, disease and necrosis dynamics were observed during the plant growing seasons of 2003 and 2006. In both years high nutrient availability resulted in earlier disease onset, a higher pathogen population growth rate, earlier physiological apical leaf necrosis onset and a reduced time between disease onset and apical leaf necrosis onset. Necrosis rate was shown to be independent of nutrient availability. The results showed that in these nutrient-rich habitats H. lanatus plants adopted necrosis mechanisms which wasted more nutrients. There was some indication that these necrosis mechanisms were subject to local selection pressures, but these results were not conclusive. The findings of this study are consistent with apical leaf necrosis being an evolved defence mechanism.

Effects of plant pathogens on population dynamics and community composition in grassland ecosystems: two case studies

Grassland ecosystems comprise a major portion of the earth’s terrestrial surface, ranging from high-input cultivated monocultures or simple species mixtures to relatively unmanaged but dynamic systems. Plant pathogens are a component of these systems with their impact dependent on many interacting factors, including grassland species population dynamics and community composition, the topics covered in this paper. Plant pathogens are affected by these interactions and also act reciprocally by modifying their nature. We review these features of disease in grasslands and then introduce the 150-year long-term Park Grass Experiment (PGE) at Rothamsted Research in the UK. We then consider in detail two plant-pathogen systems present in the PGE, Tragopogon pratensis-Puccinia hysterium and Holcus lanata-Puccinia coronata. These two systems have very different life history characteristics: the first, a biennial member of the Asteraceae infected by its host-specific, systemic rust; the second, a perennial grass infected by a host-non-specific rust. We illustrate how observational, experimental and modelling studies can contribute to a better understanding of population dynamics, competitive interactions and evolutionary outcomes. With Tragopogon pratensis-Puccinia hysterium, characterised as an “outbreak” species in the PGE, we show that pathogen-induced mortality is unlikely to be involved in host population regulation; and that the presence of even a short-lived seed-bank can affect the qualitative outcomes of the host-pathogen dynamics. With Holcus lanata-Puccinia coronata, we show how nutrient conditions can affect adaptation in terms of host defence mechanisms, and that co-existence of competing species affected by a common generalist pathogen is unlikely.

Componentes da resistência quantitativa à ferrugem da folha em linhagens recombinantes de aveia

A ferrugem da folha da aveia, causada pelo fungo Puccinia coronata f. sp. avenae, é responsável por grandes decréscimos na produção, afetando tanto o rendimento como a qualidade de grãos. O controle através do uso de cultivares com resistência qualitativa tem se mostrado pouco efetivo em termos de durabilidade. Neste sentido, a resistência quantitativa pode ser uma alternativa de controle viável, em busca de uma resistência mais durável, já que exerce menor pressão de seleção sobre a população patogênica. A resistência quantitativa reduz a taxa de progresso da doença, pela combinação dos diversos componentes que a condicionam, como: longo período latente, curto período infeccioso, baixa eficiência de infecção e pústulas de comprimento reduzido. Não se sabe ao certo o papel individual de cada um destes componentes sobre o progresso da doença no campo, bem como, o número de genes que determinam estas características. Assim, este trabalho visou caracterizar os componentes da resistência quantitativa (período latente, período infeccioso, comprimento de pústulas e ASCPD) à ferrugem da folha da aveia, em planta adulta e plântulas, tanto em condições controladas como em condições de campo. Para tanto foram utilizadas 83 linhagens recombinantes F6:10 de aveia branca, oriundas do cruzamento de um pai suscetível (UFRGS 7) com um pai com resistência quantitativa (UFRGS 910906). As linhagens apresentaram variabilidade para as características avaliadas, exceto para comprimento de pústulas em planta adulta. Os componentes da resistência apresentaram distribuição normal, exceto o comprimento de pústulas em planta adulta e o período de latência em plântulas. Isto sugere a presença de vários genes de pequeno efeito atuando na expressão dos mesmos, não se enquadrando em nenhum modelo de poucos genes. Os resultados sugerem que a resistência quantitativa à ferrugem da folha da aveia é resultado da ação conjunta de todos os componentes que a condicionam, e não de apenas um deles. Ainda, mecanismos diferenciados parecem estar atuando em cada genótipo na expressão desta característica.

Evaluación de la incidencia de enfermedades criptogámicas foliares en cereales de invierno y primavera en España. Periodo 1993-1996.

El trabajo presenta los resultados de evaluar las micosis foliares de los cereales durante tres campañas de cultivo consecutivas: 1993-94; 1994-95 y 1995-96. En la campaña 1993-1994 fueron evaluadas 154 variedades de trigo, triticale y cebada. Durante 1994-1995 se valoraron 145 variedades. En 1995-1996 fueron 161 las prospectadas y se ampliaron las observaciones a 9 cultivares de avena. Las variedades estuvieron cultivadas en ocho toponimias cerealícolas de España. Los resultados pusieron de manifiesto que las enfermedades más importantes fueron: Septoria tritici, Blumeria graminis f.sp.tritici, Puccinia recondita f.sp.tritici y Pyrenophora teres, en trigo blando o harinero(primavera e invierno),trigo duro y triticale. Muy discreta fue la presencia de la roya amarilla (Puccinia striiformis f.sp.tritici). En cebada (primavera y verano), Pyrenophora teres, Rhynchosporium secalis y Blumeria graminis f.sp.hordei fueron las especies fúngicas más importantes. Para las variedades de avena fue Puccinia coronata (roya coronada la enfermedad más frecuente. No pudieron establecerse diferencias entre variedades por su resistencia a alguno de los patógenos encontrados.

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.