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Título: Espécies biológicas e filogenéticas do complexo Fusarium fujikuroi
Título(s) alternativo(s): Biological and phylogenetic species within the Fusarium fujikuroi species complex
Autor : Melo, Maruzanete Pereira de
Primeiro orientador: Pfenning, Ludwig Heinrich
Primeiro membro da banca: Lima, Cristiano Souza
Ventura, José Aires
Medeiros, Flávio H. V.
Ferreira, Maria Alves
Área de concentração: Fitopatologia
Palavras-chave: Saccharum
Brachiaria
Cajanus cajan
Crotalaria
Musa
Doença de planta
Filogenia multigênica
Marcador morfológico
Mating population
Endophytes Mating population
Morphological markers
Multigene phylogeny
Plant disease
Data da publicação: 23-Jan-2015
Agência(s) de fomento: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Referência: MELO, M. P. de. Espécies biológicas e filogenéticas do complexo Fusarium fujikuroi. 2014. 131 p. Tese (Doutorado em Fitopatologia) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2014.
Resumo: Um grupo de espécies denominado na literatura internacional como complexo de espécies Fusarium fujikuroi - FFSC deriva do extinto nome Fusarium moniliforme e da antiga Seção Liseola. Atualmente compreende mais de 50 espécies, as quais são definidas por marcadores morfológicos, por barreira reprodutiva (mating populations – MP’s) e filogenia molecular. Muitas das espécies do complexo são importantes patógenos de plantas cultivadas e algumas são produtoras de micotoxinas. Nas duas décadas passadas, um considerável número de novas espécies foi descrito formalmente, enquanto outras ainda continuam pouco conhecidas, inclusive no Brasil. O objetivo desse trabalho foi avaliar a diversidade de espécies do FFSC, que ocorre em associação com plantas como Crotalaria, Cajanus, Musa, Brachiaria e Saccharum e caracterizá-las de acordo com conceitos atuais de espécie morfológica, biológica e filogenética. Em todos os estudos, os isolados obtidos de material vegetal foram avaliados por meio de análises filogenéticas das regiões gênicas EF-1α, tub2 e RPB2, testes de compatibilidade sexual, marcadores morfológicos e testes de patogenicidade. No primeiro estudo (Capítulo 1) foi testada a hipótese que o agente etiológico da murcha de Crotalaria fosse Fusarium udum, já que em 1934 foi descrito F. udum f. sp. crotalariae. Isolados de Crotalaria do Brasil agruparam com isolados de Cajanus da Índia e África em um clado único na análise Bayesiana das três regiões gênicas. Em cruzamentos, isolados do Brasil e da Índia formaram peritécios férteis. Em testes de patogenicidade, os isolados avaliados causaram murcha em Crotalaria ochroleuca. Marcadores morfológicos, tanto da fase sexuada como da fase assexuada, conferem com descrições originais do patógeno. Os resultados obtidos permitiram concluir que o agente etiológico da murcha de Crotalaria e de Cajanus é F. udum. A espécie representa uma nova mating population no complexo de espécies Fusarium fujikuroi - FFSC. Esse é o primeiro relato da espécie para o Brasil, viabilizando a diagnose correta e o monitoramento da doença no futuro. No Capítulo 2, isolados provenientes de sementes assintomáticas de Brachiaria spp. e plantas de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) com sintoma de “pokkah boeng” foram caracterizados por marcadores morfológicos, cruzamentos em laboratório, análises filogenéticas e testes de patogenicidade. Em Brachiaria spp. foram identificadas as espécies F. andiyazi, F. proliferatum, F. thapsinum, F. verticillioides e ainda duas novas linhagens do FFSC pertencentes ao clado africano. Em cana-deaçúcar os isolados avaliados agruparam com isolados de referência em um único clado e formaram peritécios férteis quando cruzados com os isolados testadores de F. sacchari. As espécies associadas a Brachiaria causaram podridão de colmo em milho, sorgo e milheto. Espécies de Brachiaria podem representar um potencial reservatório de inóculo das espécies de Fusarium patogênicas ao milho, sorgo e milheto. A doença da podridão da coroa da banana (Capítulo 3) é observada eventualmente no Brasil, entretanto não existem informações consistentes sobre a sua etiologia. Os isolados provenientes do Brasil agruparam com isolados de referência de F. musae em um único clado. Quando cruzados entre si e com isolados de referência de F. musae, formaram peritécios férteis. Na avaliação de oito genótipos de bananeira, inoculados com F. musae, a doença foi induzida em todos, sendo que três demonstraram algum nível de resistência. Outras espécies identificadas em associação foram F. proliferatum, F. subglutinans, F. equiseti e F. camptoceras, no entanto a patogenicidade em bananas não foi comprovada. Esse é o primeiro relato de F. musae no Brasil, viabilizando a correta diagnose do patógeno, o futuro monitoramento da doença e o desenvolvimento de programas dirigidos de melhoramento. Além da caracterização dos agentes etiológicos de doenças, foram geradas evidências que espécies forrageiras podem abrigar espécies conhecidas como importantes patógenos de grandes culturas e produtores de micotoxinas. Esse aspecto deve ser explorado no futuro de forma mais abrangente e com grande atenção. Talvez o aspecto mais relevante seja a observação que a diversidade de espécies de Fusarium que ocorrem no Brasil como patógenos de plantas e como endófitos é bem maior que se imagina.
Abstract: A group of species known as Fusarium fujikuroi species complex - FFSC derives from the now extinct name Fusarium moniliforme and the former Section Liseola. There are about 50 distinct species accepted in the FFSC, defined by morphological markers, mating populations and multigene phylogenetic analyses. Many of these species are pathogens of important crop plants and some are mycotoxin producers. During the last two decades, a considerable number of new species have been formally described, whereas other lineages continue poorly understood, inclusively in Brazil. The objective of this study was to evaluate the diversity of species of the FFSC that occur in association with plants like Cajanus, Crotalaria, Brachiaria, Musa, and Saccharum, and characterize isolates according to modern concepts of morphological, biological and phylogenetic species delimitation. In all studies, the isolates were characterized by phylogenetic analyses of the three-locus dataset, EF-1α, tub2 and RPB2, sexual crossing, morphology, and pathogenicity tests. In the first part (Chapter 1) the hypothesis was tested that the etiological agent of wilt on Crotalaria is Fusarium udum, as in 1934 the name F. udum f. sp. crotalariae was applied. Isolates from Crotalaria from Brazil group with isolates obtained from Cajanus in India and Africa in a unique clade in a Bayesian analysis of sequences from three gene regions. In laboratory crosses isolates from Brazil and India produce fertile perithecia. In pathogenicity tests all evaluated isolates induced symptoms in plants of Crotalaria ochroleuca. Morphological markers of the sexual and asexual phase are in accordance with the original descriptions of the pathogen. Based on these results it is concluded that the causal agent of Fusarium wilt on Crotalaria and Cajanus is F. udum. The species represent a new, distinct mating population within the FFSC. This is the first report of this species in Brazil and may contribute to the correct diagnosis and monitoring of the disease. In Chapter 2, isolates obtained from symptomless seeds of Brachiaria spp. and sugar-cane plants (Saccharum officinarum) showing symptoms of “pokkah boeng” were characterized by morphological markers, laboratory crosses, multi-gene phylogenetic analyses and pathogenicity tests. On Brachiaria the species F. andiyazi F. proliferatum, F. thapsinum, F. verticillioides were identified, and still two new distinct lineages belonging to the African clade of the FFSC. In the case of sugar-cane the isolates studied grouped together with reference material in a unique clade and formed fertile perithecia when crossed with known tester strains of Fusarium sacchari. The species isolated from Brachiaria spp. caused rot on stems of maize, sorghum and millet. Species from Brachiaria may act as a potential reservoir of inoculum of species which cause disease on maize, sorghum and millet. Crown rot of banana (Chapter 3) can eventually be observed in Brazil, nevertheless, no consistent information about its etiology is available. Isolates from Brazil grouped with reference isolates of Fusarium musae in a unique clade. When crossed with itself and with reference strains of F. musae, the production of fertile perithecia was observed. Selected isolates were inoculated in eight different varieties of banana and induced disease in all of them. Indeed, three genotypes showed some resistance to the pathogen. Other species associated to bananas were identified, like F. proliferatum, F. subglutinans, F. equiseti and F. camptoceras, but its pathogenicity was not confirmed. This is the first report of F. musae in Brazil. The findings will contribute to the correct identification of the pathogen, the future monitoring of the disease and the development of breeding programs searching for resistant varieties. Besides the characterization of the pathogens, evidence was generated that grasses may harbor species which are known as pathogens of important crops and mycotoxin producers. This issue should be investigated in the future with attention under a wider angle. Probably the most relevant aspect of this study was the observation that the diversity of Fusarium species in Brazil occurring as pathogens or endophytes is much bigger as initially expected.
metadata.teses.dc.description: Tese apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Fitopatologia, para a obtenção do título de Doutor.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/4936
Publicador: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Idioma: pt_BR
Aparece nas coleções:DFP - Agronomia/Fitopatologia - Doutorado (Teses)

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