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metadata.teses.dc.title: Stenocarpella stalk and seed rot of maize and the role of mating-type genes in aggressiveness of Fusarium graminearum to wheat
metadata.teses.dc.title.alternative: Podridão de Stenocarpella em colmos e em sementes de milho e o papel dos genes mating type na agressividade de Fusarium graminearum ao trigo
metadata.teses.dc.creator: Barros, Aline Vieira de
metadata.teses.dc.creator.Lattes: http://lattes.cnpq.br/1180287476876540
metadata.teses.dc.contributor.advisor1: Alves, Eduardo
metadata.teses.dc.contributor.referee1: Machado, José da Cruz
metadata.teses.dc.contributor.referee2: Silveira, Patricia Ricardino da
metadata.teses.dc.contributor.referee3: Moreira, Silvino Intra
metadata.teses.dc.contributor.referee4: Vaillancourt, Lisa
metadata.teses.dc.subject: Giberela do trigo
Micotoxinas
Fusarium graminearum
Milho - Podridão
Processo infeccioso
Triticum aestivum
Infection process
Fusarium head blight
Mycotoxin
metadata.teses.dc.date.issued: 17-Jul-2020
metadata.teses.dc.description.sponsorship: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
metadata.teses.dc.identifier.citation: BARROS, A. V. de. Stenocarpella stalk and seed rot of maize and the role of mating-type genes in aggressiveness of Fusarium graminearum to wheat. 2020. 85 p. Tese (Doutorado em Agronomia/Fitopatologia) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2020.
metadata.teses.dc.description.resumo: O fungo S. maydis (Berkeley) Sutton [Sin. Diplodia maydis (Berkeley) Saccardo] é um importante patógeno necrotrófico que causa tanto podridão de colmo quanto a podridão de espiga no milho. Similarmente, F. graminearum também é um patógeno importante do milho, causando a podridão de espiga orelha e de colmo de Gibberella (GER e GSR), mas também é um patógeno importante do trigo causando a doença conhecida como giberela (FHB). Essas doenças causam perdas econômicas significativas, não apenas devido à redução no rendimento de grãos, mas também podem reduzir o valor dos grãos colhidos devido à contaminação com micotoxinas. A presente tese investigou esses dois importantes patógenos, Stenocarpella maydis e Fusarium graminearum sendo estruturada em uma série de três estudos. No primeiro estudo, o objetivo principal foi estudar o processo infeccioso por S. maydis em colmos de milho utilizando diferentes técnicas de microscopia. Plantas de dois híbridos de milho, P30F53 e DKB 390 foram cultivadas em casa de vegetação e inoculadas com uma suspensão de conídios do patógeno na concentração de 6 x 104 conídios / mL na fase de crescimento V6. Após a inoculação, amostras de colmo foram coletadas às 0, 12, 18, 24, 36, 48, 72 e 96 horas após a inoculação e aos 14 e 21 dias após a inoculação, preparadas seguindo metodologia padrão e, em seguida, visualizadas em microscópio laser confocal e microscópio eletrônico de varredura. As imagens geradas permitiram visualizar a colonização dos caules pelo fungo, o que contribui para futuros estudos de interação com patógenos. O segundo estudo teve como objetivo avaliar os efeitos dos óleos essenciais extraídos de Cinnamomum zeylanicum, Copaifera langsdorffii, Origanum vulgare, Cymbopogon martinii e Melaleuca alternifolia nas doses de 0,25, 0,50, 0,75 e 1,00% no crescimento micelial de S. maydis in vitro. Além disso, os melhores óleos e concentrações foram utilizados no tratamento de sementes de milho para determinar seus possíveis efeitos na saúde e fisiologia das sementes. Verificou-se que os óleos de C. zeylanicum e O. vulgare foram capazes de inibir o crescimento micelial fúngico em concentrações superiores a 0,5% em níveis semelhantes ao tratamento padrão com fungicida. O óleo de O. vulgare apresentou melhor desempenho na redução da incidência de S. maydis nas sementes inoculadas em comparação com C. zeylanicum e no tratamento com fungicida. O óleo de C. zeylanicum a 0,75% apresentou taxas de germinação de sementes de 92,4% superiores às do controle não tratado e do controle tratado com fungicida. Em contraste, o óleo de O. vulgare nas duas concentrações testadas (0,25 e 0,50%) apresentou efeitos na fisiologia das sementes de milho. Por fim, o terceiro estudo desta dissertação teve como objetivo investigar o papel dos genes de ‘mating-type’ na patogenicidade de F. graminearum em trigo. Para tal, foram utilizados mutantes knockout (KOs), cada um dos MAT1, MAT1-1-1 e MAT1-2-1 no isolado padrão de F. graminearum (PH-1). Como esperado, todos os KOs perderam sua capacidade de produzir ascósporos. No entanto, quando o MAT1-1-1 KO foi pareado com o MAT1-2-1 KO, formaram peritécios férteis. A maioria dos mutantes (mas não todos) dos genes de especificidade individual resultou em reduções na agressividade e, na maioria dos casos, na produção de DON. Não houve redução consistente da agressividade nos mutantes da MAT. Em resumo, os três trabalhos desta tese fornecem novos conhecimentos para entender o ciclo de vida e também manejar esses importantes patógenos no Brasil e no mundo.
metadata.teses.dc.description.abstract: The fungus Stenocarpella maydis (Berkeley) Sutton [Sin. Diplodia maydis (Berkeley) Saccardo] is an important necrotrophic pathogen causing both stalk and ear rot on maize. Similarly, F. graminearum is also an important maize pathogen causing both Gibberella ear and stalk rot (GER and GSR), but it is also an important pathogen of wheat causing Fusarium head blight (FHB). These diseases cause significant economic losses not only due to reduction in grain yield, but also can reduce crop value due to contamination of grain with mycotoxins. The present dissertation investigated these two important pathogens, Stenocarpella maydis and Fusarium graminearum and has been structured in a series of three studies. In the first study, the main objective was to study the infection process of S. maydis in maize stalks using different microscopy techniques. Plants of two maize hybrids, 30F53 and DKB 390 were grown in a greenhouse and inoculated with conidial suspension of the pathogen in the concentration of 6 x 104 conidia/mL at the V6 growth stage. After inoculation, samples were collected from stalk samples at 0, 12, 18, 24, 36, 48, 72 and 96 hours after inoculation and at 14 and 21 days after inoculation, prepared following standard and then, visualized both in confocal laser microscope and scanning electron microscope. The generated images allow us to visualize the colonization of the stalks by the fungus, which contributes to future pathogen interaction studies. The second study aimed to evaluate the effects of essential oils extracted from Cinnamomum zeylanicum, Copaifera langsdorffii, Origanum vulgare, Cymbopogon martinii and Melaleuca alternifolia at the rates 0.25, 0.50, 0.75 and 1.00% on S. maydis mycelial growth in vitro. Additionally, the best oils and concentrations were used to treat maize seeds to determine their possible effects on seed health and physiology. It was found that the oils from C. zeylanicum and O. vulgare were able to inhibit fungal mycelial growth at concentrations higher than 0.5% at similar levels of the standard treatment with fungicide. Origanum vulgare oil performed better in reducing the S. maydis incidence in inoculated seeds compared to C. zeylanicum and the fungicide treatment. The oil from C. zeylanicum at 0.75% showed seed germination rates of 92.4% which were higher than that from the nontreated and fungicide-treated control. In contrast, O. vulgare oil at both tested concentrations (0.25 e 0.50%) had physiological effects on maize seeds. Lastly, the third study of this dissertation aimed to investigate role of mating-type genes in pathogenicity of F. graminearum to wheat. For such, independent knockout mutants (KOs) each of MAT1, MAT1-1-1, and MAT1-2-1 in the PH-1 strain of F. graminearum were used. As expected, all the KOs lost their ability to produce ascospores. However, when MAT1-1-1 KO were paired with the MAT1-2-1 KO, formed fertile perithecia. Most (but not all) KOs strains of the individual specificity genes resulted in reductions in aggressiveness and, in most cases in DON production. There was no consistent reduction in aggressiveness on MAT mutants. In summary, the three works of this disseration provided new knowledge to understand the life cycle and also manage such important pathogens in Brazil and worldwide.
metadata.teses.dc.identifier.uri: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/42020
metadata.teses.dc.publisher: Universidade Federal de Lavras
metadata.teses.dc.language: eng
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