Exploring fungal diversity: Passalora, Pseudocercospora, Sirosporium and Zasmidium on Brazilian plants

Abstract

Fungi cercosporoid are one of the largest groups of microfungi, with over than 2000 associated names, including several genera of Mycosphaerella and Mycosphaerella-like sexual morph. The cercosporoids are cosmopolitan fungi and are highly diverse especially in tropical and subtropical countries. Cercoporoid fungi vary from being saprobic, hyperparasitic and plant pathogenic, in the last case they are known to causes several important diseases in several crops. In the last years, the taxonomy of cercosporoid fungi has undergone significant changes. The application of molecular techniques have generated new informations that are helping the understanding of the phylogenetic relationships leading to a re-structuration of the classification system of this group of fungi with rearrangements, fusion of genera and recognition of new genera as distinct. In this study, a total of 27 Pseudocercospora spp., 7 Passalora spp., 4 Zasmidium spp. and one Sirosporium were collected, cultivated and subjected to a multigene analysis. Four genomic regions (LSU, ITS, tef1 and actA) were used to performed a Bayesian analysis with combined ITS, actA and tef1 sequence alignment. Our results based on DNA phylogeny integrated with morphology, revealed a rich diversity with eighteen new species to be described, namely: Pseudocercospora aeschynomenicola, Ps. diplusodonii, Ps. emmotunicola, Ps. manihotii, Ps. perae, Ps. planaltinensis, Ps. pothomorphes, Ps. sennae-multijugae, Ps. solani-pseudocapsicicola, Ps. vassobiae, Ps. wulffiae, Ps. xylopiae, Passalora dasyphyllii, Sirosporium tocoyenae, Zasmidium aspidospermae, Z. brosimii, Z. peixotoana and Z. roupalina. Eleven epitype specimens were designated, Pseudocercospora bixae, P. chamaecristae, P.exilis, P. luzardii, P. plumeriifolii, P. richardsoniicola, P. rigidae, P. struthanthi, Passalora schefflerae, Pa. rubida and Pa. vicosae, three species newly reported, Ps. euphorbiacearum, Ps. tecomicola, Ps. trinidadensis and several new host records linked to known cercosporoid in Brazil. Additionally, the phylogenetic position of Camptomeris leucaenae was investigated for the first time based in sequences of the large subunit ribosomal (LSU). This study confirmed that C. leucaenae belongs to Mycosphaerellaceae s. str. (Capnodiales, Dothideomycetes) and is closely related to Cymadothea trifolii a pathogen a native leguminous plant from Europe. The present study represents the first organized effort towards generating molecular data to support the taxonomy of cercosporoid from Brazil. It yielded information for 40 taxa, representing only a small fraction of yet unknown species diversity in the country. Many additional species still need to be collected and recollected to enable a better understanding of systematic of cercosporoid fungi in Brazil.

Os fungos conhecidos pela denominação informal de cercosporóides são um dos maiores grupos de microfungos, compreendendo mais de 2000 espécies e englobando diversos gêneros de formas assexuais tendo como correspondente fase assexuada formas ascosporogênicas que eram tradicionalmente classificadas no gênero Mycosphaerella e equivalentes. Possuem distribuição cosmopolita e são altamente diversos especialmente nos países tropicais e subtropicais. Fungos cercosporóides podem ser encontrados como saprófitas, hiperparasitas sendo muito comuns como patógenos de plantas – causando, sobretudo manchas foliares. Diversas doenças importantes de plantas cultivadas são causadas por fungos cercosporóides. Nos últimos anos, a aplicação de técnicas moleculares ao estudo dos cercosporóides gerou novas informações que estão auxiliando o melhor entendimento das relações filogenéticas dentro desse grupo levando a uma re-estruturação do sistema de classificação deste grupo de fungos com rearranjos, fusão de gêneros e reconhecimento de novos gêneros. O presente estudo pretendeu contribuir para estender essa abordagem para cercosporóides já conhecidos no Brasil e novos taxa coletados em trabalhos de campo. Um total de 27 Pseudocercospora spp., 7 Passalora spp., 4 Zasmidium spp. e 1 Sirosporium foram coletados, isolados em cultura pura, sequenciados e submetidos a análises filogenéticas multigênicas. Quatro regiões genômicas (LSU, ITS, tef1 e actA) foram utilizadas para realização de uma análise Bayesiana com o alinhamento das regiões combinadas ITS, actA e tef1. Os resultados obtidos associando filogenia, morfologia e características da cultura revelaram uma rica diversidade incluindo dezoito novas espécies a serem propostas, a saber: Pseudocercospora aeschynomenicola, Ps. diplusodonii, Ps. emmotunicola, Ps. manihotii, Ps. perae, Ps. planaltinensis, Ps. pothomorphes, Ps. sennae-multijugae, Ps. solani-pseudocapsicicola, Ps. vassobiae, Ps. wulffiae, Ps. xylopiae, Passalora dasyphyllii, Sirosporium tocoyenae, Zasmidium aspidospermae, Z. brosimii, Z. peixotoana e Z. roupalina. Onze epitipos foram designados, para as espécies: Pseudocercospora bixae, P. chamaecristae, P.exilis, P. luzardii, P. plumeriifolii, P. richardsoniicola, P. rigidae, P. struthanthi, Passalora schefflerae, Pa. rubida e Pa. vicosae. Três dentre os taxa encontrados representam novos relatos para o Brasil, respectivamente: Ps. euphorbiacearum, Ps. tecomicola, Ps. trinidadensis e vários hospedeiros foram relatados como representando novas associações com cercosporóides de ocorrência já conhecida anteriormente no Brasil. Adicionalmente, o posicionamento filogenético de Camptomeris leucaenae foi investigado pela primeira vez baseado em sequências da região LSU. Confirmou-se que C. leucaenae pertence à família Mycospaerellaceae (Capnodiales, Dothideomycetes), situando-se próximo de Cymadothea trifolii, patógeno de uma leguminosa nativa da Europa. O presente estudo é uma contribuição para uma abordagem moderna para a compreensão com base em dados moleculares da sistemática de cercosporóides do Brasil. Foram geradas informações morfológicas e moleculares para 40 taxa, representando apenas uma pequena fração da diversidade de espécies de cercosporóides conhecida no país. Muitas espécies de cercosporóides descritas ou relatadas por micologistas no Brasil no passado precisam ser recoletadas para se consolidar um entendimento mais preciso desse importante grupo de fungos.