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Tipo: Tese
Título: Molecular phylogeny and population genetics of Microcyclus ulei, causal agent of the South American leaf blight of Hevea brasiliensis
Título(s) alternativo(s): Filogenia molecular e genética de populações de Microcyclus ulei, agente causal do mal das folhas de Hevea brasiliensis
Autor(es): Hora Júnior, Braz Tavares da
Primeiro Orientador: Mizubuti, Eduardo Seiti Gomide
Primeiro coorientador: Maffia, Luiz Antônio
Segundo coorientador: Barreto, Robert Weingart
Primeiro avaliador: Evans, Harold Charles
Segundo avaliador: Yotoko, Karla Suemy Clemente
Terceiro avaliador: Alfenas, Acelino Couto
Quarto avaliador: Brommonschenkel, Sérgio Hermínio
Resumo: South American leaf blight (SALB) caused by Microcyclus ulei prevented the development of large-scale Hevea spp. monoculture areas in the Amazon region and consequently led to failure of natural rubber production in managed landscapes in Tropical America. Planting of clones with partial resistance to SALB is the best option to manage the disease. Although SALB has been known since the beginning of the 20th century, basic aspects of its phylogenetic classification and the genetic structure of the pathogen population are unknown. Four genomic regions (LSU rRNA, mtSSU, MCM7 and ITS) were used for reconstructing the molecular phylogeny. The results of these analyses support the classification of M. ulei in the family Mycosphaerellaceae s. str, order Capnodiales, in the Ascomycota, closely related to Mycosphaerella-like species. Similarly, the phylogeny of its anamorph, Fusicladium heveae, placed this species in a different order and it was better accommodated in Pseudocercospora s. str. From this evolutionary perspective, we propose a model of the life cycle of the pathogen starting with spermogonia in the near-mature leaf stage and leading to mature ascospores in pseudothecia within stromata. Genetic variability of the pathogen in large and small scale commercial rubber tree plantations was analyzed using 17 microsatellite markers. Fifteen local populations from the Amazon and the main producing areas in Brazil were analyzed in large scale. The pathogen has high gene diversity and random association of alleles across loci. Some geographically distant populations were genetically related. Isolation by distance was evident only for populations from Amazon region. The spatial patterns of the genetic variation of M. ulei are the result of gene flow probably affected by anthropogenic factors and genetic drift enhanced by the lack of connectivity between rubber plantations from the eastern and western regions of Brazil. A small scale study was conducted to characterize the intraspecific variability of the pathogen population associated with susceptible and resistant rubber tree clones. Bayesian clustering analyses revealed that isolates could be grouped according to the clone resistance level suggesting that directional selection plays a role in shaping the evolution of M. ulei. Additionally, it was observed a high genetic differentiation between sympatric populations from susceptible and partially resistant clones. In areas where susceptible and partially resistant clones are cultivated in close proximity, clone specificity probably acts as an efficient barrier to gene flow.
Abstract: O mal das folhas da seringueira, doença causada pelo fungo Microcyclus ulei, impediu o desenvolvimento de Hevea spp. em áreas de monoculturas na região amazônica e, consequentemente, acarretou perdas na produção de borracha natural em sistemas agrícolas na América Tropical. O uso de clones de seringueira com resistência parcial ao mal das folhas é a melhor opção para o manejo da doença. Embora o mal das folhas seja conhecido desde o início do século 20, aspectos básicos da classificação filogenética e da estrutura genética da população do patógeno são desconhecidos. Quatro regiões genômicas (LSU rRNA, mtSSU, MCM7 e ITS) foram usadas em estudos de reconstrução filogenética que suportam a classificação de M. ulei na família Mycosphaerellaceae s. str., ordem Capnodiales, em Ascomycota, proximamente relacionado às espécies de Mycosphaerella. Da mesma forma o seu anamorfo Fusicladium heveae é melhor acomodado em Pseudocercospora s. str. A partir desta perspectiva evolutiva, propomos um modelo de ciclo de vida que inicia com espermogônias em folhas próximas à maturidade levando a ascósporos maduros em pseudotécios dentro dos estromas. A variabilidade genética do patógeno em plantações comerciais de seringueiras foi analisada em grande e pequena escalas, utilizando 17 locos microssatélites. Quinze populações locais da Amazônia e de regiões produtoras no Brasil foram analisadas em larga escala. Constatou-se alta diversidade gênica e associação aleatória de alelos. Algumas populações geograficamente distantes foram geneticamente relacionadas. Isolamento por distância foi evidente apenas para as populações da região amazônica. Os padrões espaciais da variação genética de M. ulei são o resultado de fluxo gênico, provavelmente, afetado por fatores antrópicos e deriva genética por falha de conectividade entre os seringais. O estudo em pequena escala foi feito para caracterizar a variabilidade intraespecífica da população do patógeno a partir de isolados coletados de clones de seringueira suscetíveis e resistentes. A análise bayesiana de agrupamento revelou agrupamento de isolados de acordo com o nível de resistência sugerindo que seleção desempenha um papel importante na evolução do M. ulei. Além disso, houve diferenciação genética elevada entre populações simpátricas do patógeno em hospedeiros suscetíveis e parcialmente resistentes. A especificidade a hospedeiros parece atuar como barreira eficiente ao fluxo gênico.
Palavras-chave: Leaf blight (SALB)
Hevea spp.
Amazon region
Gene flow
Mal das folhas
Hevea spp
Região amazônica
Fluxo gênico
CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::FITOSSANIDADE::FITOPATOLOGIA
Idioma: eng
País: BR
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Sigla da Instituição: UFV
Departamento: Etiologia; Epidemiologia; Controle
Programa: Doutorado em Fitopatologia
Citação: HORA JÚNIOR, Braz Tavares da. Filogenia molecular e genética de populações de Microcyclus ulei, agente causal do mal das folhas de Hevea brasiliensis. 2012. 160 f. Tese (Doutorado em Etiologia; Epidemiologia; Controle) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2012.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/1046
Data do documento: 2-Ago-2012
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