Metodologias de preparação de amostras de ferrugem para estudos morfológicos de urediniósporos por meio de microscopia eletrônica de varredura

Amostras de urediniósporos de ferrugens das espécies Melampsora epitea Thum., Melampsora medusae Thuem., Hemileia vastatrix Berk., Uromyces appendiculatum Pers., Puccinia sorghi Schwein., Tranzschelia discolor Fuckel e Phakopsora euvitis Ono, coletadas dos hospedeiros, chorão (Salix sp.), álamo (Populus deltoides Bartr. Ex. Marsh), cafeeiro (Coffea arabica L.), feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.), milho (Zea mays L.), pessegueiro (Prunus persicae L.) e videira (Vitis vinifera L.) respectivamente, foram processadas de 3 formas: a) método convencional (fixação em glutaraldeído e tetróxido de ósmio, desidratação em acetona e secagem ao ponto crítico); b) método do vapor de ósmio e metalização com ouro; c) metalização direta de amostras (utilizado para esporos soltos). A técnica de fratura de amostra congelada em nitrogênio líquido também foi testada para o estudo do interior de pústulas da ferrugem da videira (P. euvitis). As amostras foram visualizadas em microscópio eletrônico de varredura no NAP/MEPA da ESALQ/USP. Procedeu-se à mensuração dos esporos e as imagens obtidas foram capturadas pelo software LeoUserInterface e processadas utilizando-se o programa de computador "Corel Draw". Em todos os métodos analisados obteve-se uma boa preservação da estrutura possibilitando imagens de alta qualidade. No entanto, para esporos livres (mantidos em cápsula de gelatina) o método da metalização direta foi mais prático e rápido. Para observação das pústulas em tecido vegetal os dois métodos de processamento de amostras avaliados proporcionaram resultados satisfatórios. A técnica de fratura em nitrogênio líquido também permitiu perfeita visualização do interior das pústulas da ferrugem da videira.

Resistência de linhagens de feijoeiro a quatro raças de Uromyces appendiculatus isoladas em Minas Gerais, Brasil

A identificação de fontes de resistência é uma etapa básica em programas de melhoramento que visam o desenvolvimento de cultivares resistentes a doenças. Neste trabalho, foram inoculadas, sob condições controladas, oito linhagens de feijoeiro-comum (Phaseolus vulgaris) desenvolvidas pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, com quatro raças conhecidas de Uromyces appendiculatus coletadas no estado de Minas Gerais, Brasil. A cultivar Ouro Negro foi utilizada como padrão de resistência e US Pinto 111 (suscetível universal) como padrão de suscetibilidade. Foi avaliada a freqüência de infecção (FI) e estimado o tamanho médio das pústulas (TMP). As linhagens BelMiDak-RMR-12 e BelMiDak-RR-3 destacaram-se como as mais resistentes, apresentando, para todas as raças, apenas pústulas (com diâmetro < 300mim) na face abaxial da folha. As linhagens BelDakMi-RMR-10 e BelNeb RR-2 apresentaram baixa FI média e foram resistentes a quatro e três raças, respectivamente. A linhagem BelDak-RR-2, apesar de sua resistência a todas as raças, apresentou uma FI média relativamente alta. As linhagens BelMiNeb-RMR-3 e BelDakMi RR-7 também foram resistentes às quatro raças testadas, porém apresentaram alta FI média e algumas pústulas com diâmetro maior que 300 mim. A linhagem BelDakMi-RMR-11 foi resistente às raças 45, 46 e 49 e moderadamente resistente à raça 52. A cultivar Ouro Negro foi resistente às quatro raças, com um nível de resistência igual às melhores linhagens norte americanas.

Avaliação da resistência de cultivares e linhagens do feijoeiro comum a diferentes populações de Uromyces appendiculatus

A técnica de folhas destacadas tem sido utilizada para estudos relacionados a doenças de plantas. Neste trabalho foi utilizada a técnica de folhas de feijoeiro (Phaseolus vulgaris) destacadas e cultivadas em vermiculita, visando estudar a resistência de diversas cultivares a diferentes populações de Uromyces appendiculatus, coletadas em diferentes regiões ou épocas. Compararam-se os sintomas da doença na planta com os observados nas folhas destacadas. Os sintomas nas folhas destacadas foram semelhantes aos das folhas nas plantas. As cultivares Novo Jalo, Corrente e Aporé de feijoeiro foram resistentes a todas as populações do patógeno. A técnica de folhas destacadas e cultivadas em vermiculita mostrou-se útil e vantajosa com relação às demais técnicas de avaliação de resistência. Por permitir a inserção de várias folhas num mesmo recipiente, facilita a avaliação de maior número de cultivares em menor espaço, além de proporcionar melhor comodidade durante a execução do trabalho.

Espécies de Uromyces em leguminosas do Cerrado com descrição de U. galactiae sp. nov.

Foram estudadas cinco espécies de Uromyces sobre Bauhinia spp. e uma espécie nova em Galactia peduncularis. Uromyces bauhiniae foi encontrada pela primeira vez sobre B. holophylla, onde somente Uromyces floralis havia sido descrita. Uromyces floralis foi estudada sobre B. curvula, hospedeiro inédito no Brasil para esta espécie. Uromyces foveolatus, comum em B. acuruana var. nitida, no cerrado do Mato Grosso e U. goyazensis sobre B. dumosa var. viscidula foram encontradas somente na fase telial em todas as exsicatas examinadas. Uromyces viegasii foi estudada em B. forficata. Uromyces galactiae sp. nov. é o primeiro fungo fitopatogênico associado ao gênero Galactia.

Avaliação da resistência de isolinhas de feijoeiro a diferentes patótipos de Colletotrichum lindemuthianum, Uromyces appendiculatus e Phaeoisariopsis griseola

Isolinhas de feijoeiro (Phaseolus vulgaris)derivadas da cultivar Rudá, com grãos do tipo "carioca", contendo os genes de resistência à antracnose (Co-4 do cv. TOou Co-6 do cv. AB 136 ou Co-10 do cv. Ouro Negro), ferrugem (gene do cv. Ouro Negro) e mancha-angular (phg-1 da linhagem AND 277) foram desenvolvidas pelo Programa de Melhoramento do Feijoeiro do BIOAGRO/UFV, para serem utilizadas na piramidação desses genes em uma única cultivar. Este trabalho teve como objetivo determinar o espectro de resistência dessas isolinhas a diferentes patótipos de Colletotrichum lindemuthianum, Uromyces appendiculatus e Phaeoisariopsis griseola, visando selecionar as linhagens mais similares aos progenitores doadores quanto à sua resistência. Para isto, foram conduzidas inoculações artificiais com 18 patótipos de C. lindemuthianum, dez patótipos de U. appendiculatus e quatro patótipos de P. griseola. Para resistência à antracnose, foi selecionada uma linhagem do cruzamento Rudá x TO, homozigota resistente a 17 patótipos, uma linhagem do retrocruzamento Rudá x AB 136, homozigota resistente a 15 patótipos e uma linhagem do cruzamento Rudá x Ouro Negro, homozigota resistente a 15 patótipos de C. lindemuthianum. Para resistência à ferrugem, uma linhagem do cruzamento Rudá x Ouro Negro, apresentou-se homozigota resistente aos dez patótipos de U. appendiculatus testados. Para resistência à mancha-angular, uma linhagem do cruzamento Rudá x AND277 apresentou-se homozigota resistente aos quatro patótipos de P. griseola inoculados. As melhores isolinhas estão sendo intercruzadas visando a piramidação de genes de resistência à ferrugem, à antracnose e à mancha-angular e o desenvolvimento de cultivares essencialmente derivadas da cultivar Rudá.

Análise comparativa da variabilidade patogênica de Uromyces appendiculatus em algumas regiões brasileiras

A ferrugem do feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris), incitada pelo fungo Uromyces appendiculatus, é uma das mais importantes doenças que afetam essa cultura. Trabalhos anteriores demonstraram a ampla variabilidade patogênica de U. appendiculatus no Brasil. No entanto, o uso de distintos grupos de cultivares diferenciadoras em tais trabalhos dificulta a análise comparativa e a identificação de fontes de resistência de amplo espectro. Assim, os objetivos deste trabalho foram: 1) caracterizar sete isolados de U. appendiculatus, coletados em diferentes regiões do estado de Minas Gerais, frente às 19 cultivares diferenciadoras para ferrugem, adotadas no "The Bean Rust Workshop", realizado em 1983, em Porto Rico, e 2) comparar os padrões de resistência/suscetibilidade obtidos, com aqueles apresentados frente a patótipos isolados nos estados de Santa Catarina, Rio Grande do Sul e Goiás, visando identificar fontes de resistência de amplo espectro. Os sete isolados coletados em Minas Gerais foram classificados com sete patótipos distintos. As cultivares diferenciadoras com os maiores espectros de resistência foram 'Redlands Pioneer', 'California Small White 643', 'Brown Beauty', 'AxS 37' e 'Compuesto Negro Chimaltenango'. Portanto, apesar da exclusão das cultivares California Small White 643, AxS 37 e Brown Beauty da nova série diferenciadora internacional proposta em 2002, na África do Sul, recomenda-se adicionar estas cultivares nas futuras caracterizações de patótipos a serem realizadas no Brasil, como um modo de monitorar a variabilidade patogênica de populações de U. appendiculatus nas regiões produtoras.

Identification of Races of Selected Isolates of Uromyces appendiculatus from Minas Gerais (Brazil) Based on the new international classification system

Twelve single-pustule isolates of Uromyces appendiculatus, the etiological agent of common bean rust, were collected in the state of Minas Gerais, Brazil, and classified according to the new international differential series and the binary nomenclature system proposed during the 3rd Bean Rust Workshop. These isolates have been used to select rust-resistant genotypes in a bean breeding program conducted by our group. The twelve isolates were classified into seven different physiological races: 21-3, 29-3, 53-3, 53-19, 61-3, 63-3 and 63-19. Races 61-3 and 63-3 were the most frequent in the area. They were represented by five and two isolates, respectively. The other races were represented by just one isolate. This is the first time the new international classification procedure has been used for U. appendiculatus physiological races in Brazil. The general adoption of this system will facilitate information exchange, allowing the cooperative use of the results obtained by different research groups throughout the world. The differential cultivars Mexico 309, Mexico 235 and PI 181996 showed resistance to all of the isolates that were characterized. It is suggested that these cultivars should be preferentially used as sources for resistance to rust in breeding programs targeting development lines adapted to the state of Minas Gerais.

The role of haustoria in sugar supply during infection of broad bean by the rust fungus Uromyces fabae

Biotrophic plant pathogenic fungi differentiate specialized infection structures within the living cells of their host plants. These haustoria have been linked to nutrient uptake ever since their discovery. We have for the first time to our knowledge shown that the flow of sugars from the host Vicia faba to the rust fungus Uromyces fabae seems to occur largely through the haustorial complex. One of the most abundantly expressed genes in rust haustoria, the expression of which is negligible in other fungal structures, codes for a hexose transporter. Functional expression of the gene termed HXT1 in Saccharomyces cerevisiae and Xenopus laevis oocytes assigned a substrate specificity for d-glucose and d-fructose and indicated a proton symport mechanism. Abs against HXT1p exclusively labeled haustoria in immunofluorescence microscopy and the haustorial plasma membrane in electron microscopy. These results suggest that the fungus concentrates this transporter in haustoria to take advantage of a specialized compartment of the haustorial complex. The extrahaustorial matrix, delimited by the plasma membranes of both host and parasite, constitutes a newly formed apoplastic compartment with qualities distinct from those of the bulk apoplast. This organization might facilitate the competition of the parasite with natural sink organs of the host.

Differential gene expression between the biotrophic-like and saprotrophic mycelia of the witches` broom pathogen Moniliophthora perniciosa

Moniliophthora perniciosa is a hemibiotrophic fungus that causes witches` broom disease (WBD) in cacao. Marked dimorphism characterizes this fungus, showing a monokaryotic or biotrophic phase that causes disease symptoms and a later dikaryotic or saprotrophic phase. A combined strategy of DNA microarray, expressed sequence tag, and real-time reverse-transcriptase polymerase chain reaction analyses was employed to analyze differences between these two fungal stages in vitro. In all, 1,131 putative genes were hybridized with cDNA from different phases, resulting in 189 differentially expressed genes, and 4,595 reads were clusterized, producing 1,534 unigenes. The analysis of these genes, which represent approximately 21% of the total genes, indicates that the biotrophic-like phase undergoes carbon and nitrogen catabollite repression that correlates to the expression of phytopathogenicity genes. Moreover, downregulation of mitochondrial oxidative phosphorylation and the presence of a putative ngr1 of Saccharomyces cerevisiae could help explain its lower growth rate. In contrast, the saprotrophic mycelium expresses genes related to the metabolism of hexoses, ammonia, and oxidative phosphorylation, which could explain its faster growth. Antifungal toxins were upregulated and could prevent the colonization by competing fungi. This work significantly contributes to our understanding of the molecular mechanisms of WBD and, to our knowledge, is the first to analyze differential gene expression of the different phases of a hemibiotrophic fungus.

Application of biotechnology in breeding lentil for resistance to biotic and abiotic stress

Lentil is a self-pollinating diploid (2n = 14 chromosomes) annual cool season legume crop that is produced throughout the world and is highly valued as a high protein food. Several abiotic stresses are important to lentil yields world wide and include drought, heat, salt susceptibility and iron deficiency. The biotic stresses are numerous and include: susceptibility to Ascochyta blight, caused by Ascochyta lentis; Anthracnose, caused by Colletotrichum truncatum; Fusarium wilt, caused by Fusarium oxysporum; Sclerotinia white mold, caused by Sclerotinia sclerotiorum; rust, caused by Uromyces fabae; and numerous aphid transmitted viruses. Lentil is also highly susceptible to several species of Orabanche prevalent in the Mediterranean region, for which there does not appear to be much resistance in the germplasm. Plant breeders and geneticists have addressed these stresses by identifying resistant/tolerant germplasm, determining the genetics involved and the genetic map positions of the resistant genes. To this end progress has been made in mapping the lentil genome and several genetic maps are available that eventually will lead to the development of a consensus map for lentil. Marker density has been limited in the published genetic maps and there is a distinct lack of co-dominant markers that would facilitate comparisons of the available genetic maps and efficient identification of markers closely linked to genes of interest. Molecular breeding of lentil for disease resistance genes using marker assisted selection, particularly for resistance to Ascochyta blight and Anthracnose, is underway in Australia and Canada and promising results have been obtained. Comparative genomics and synteny analyses with closely related legumes promises to further advance the knowledge of the lentil genome and provide lentil breeders with additional genes and selectable markers for use in marker assisted selection. Genomic tools such as macro and micro arrays, reverse genetics and genetic transformation are emerging technologies that may eventually be available for use in lentil crop improvement.

Aportacion al conocimiento de los hongos del SE de España. IX. Uredinales, Ustilaginales, Tremelales, Auriculariales, Septobasidiales, Dacrimicetales (Basidiomicetes)

Se da cuenta del hallazgo, en el SE de España de 28 especies, pertenecientes a: Uredinales (15, entre las cuales: Gymnosporangium confusum Plow., G. fuscum D. C., G. gracile P a t., Puccinia atropae Mont., P. barbeyi (Roum.) Magn., P. tumida Grev., Uromyces monspessulanus Tranzsch.), Ustilaginales (4), Tremelales (4, con Exidiopsis grisea (Pers.) Bdot. y Maire, E laccata (Bdot. y Galz.) Luck-Allen), Auriculariales (1), Septobasidiales (Septobasidium mariani Bres.) y Dacrimicetales (3, con Calocera palmata (Schum.) F r.).

Aplicação de fungicidas via água de irrigação por aspersão para o controle da ferrugem-do-feijoeiro-comum

Este trabalho objetivou avaliar os fungicidas bitertanol, mancozeb, benomyl e iprodione nas doses de 175, 1.600, 350 e 750 g i.a./ha, respectivamente, aplicados via irrigação, no controle da ferrugem (Uromyces appendiculatus) do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.). Em parcelas de 12 x 12 m, foram realizadas quatro aplicações de cada fungicida, por meio de aplicador portátil de produtos químicos, a intervalos de seis a dez dias, lâmina de água de 3,4 mm, e seis minutos de aplicação. A produção de grãos (kg/ha) e a porcentagem de infecção foram de 1.550,0 e 6,6; 1.238,0 e 20,5; 1.358,0 e 26,9; 1.014,0 e 42,0; e 1.088,0 e 52,2 com bitertanol, mancozeb, benomyl, iprodione e testemunha, respectivamente. Os resultados mostraram a viabilidade da fungigação e a eficácia do bitertanol no controle da ferrugem-do- feijoeiro.

Influência de semeaduras sucessivas de feijoeiro na severidade da mancha-angular e ferrugem e perdas na produção

A mancha-angular (Phaeoisariopsis griseola) e a ferrugem (Uromyces appendiculatus) são algumas das mais prejudiciais doenças do feijoeiro na região do Triângulo Mineiro, Minas Gerais. O objetivo deste estudo foi determinar a influência das semeaduras sucessivas na severidade da mancha-angular e da ferrugem, bem como as perdas na produção em decorrência dessas doenças. Os experimentos foram conduzidos em condições de campo, nas safras outono-inverno (1994) e das águas (1994/95), cada uma com três semeaduras sucessivas de feijão. A severidade da mancha-angular e da ferrugem aumentou significativamente da primeira para a terceira semeadura, atingindo nível mais elevado na última. As semeaduras anteriores foram a fonte de inóculo para os cultivos subseqüentes. Aplicações de fungicida foram eficientes no controle das doenças, permitindo um aumento significativo da produção de grãos, quando comparado com o controle. A mancha-angular apresentou maior incidência no outono-inverno e nas águas, e a ferrugem, apenas no outono-inverno. Nessas safras as condições climáticas (temperatura e umidade relativa) favoreceram a evolução das doenças, resultando num aumento da severidade. Houve uma correlação negativa e altamente significativa entre a severidade da mancha-angular e da ferrugem com a produção de grãos nas duas safras.