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Tipo: Dissertação
Título: Variabilidade fisiológica e molecular de isolados de Phakopsora pachyrhizi
Physiological and molecular variability of Phakopsora pachyrhizi isolates
Autor(es): Paes, Sirlaine Albino
Abstract: A ferrugem asiática da soja causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi é a principal doença da cultura da soja no Brasil. Visando entender a dinâmica da doença no campo e fornecer subsídios para programas de melhoramento visando resistência à doença e estudos de clonagem e caracterização de genes de avirulência do patógeno, esse trabalho teve por objetivo estudar a variabilidade fisiológica e molecular de isolados de P. pachyrhizi coletados em diferentes regiões brasileiras produtoras de soja. Durante os meses de janeiro a setembro de 2014, coletou-se 199 amostras de folhas com sintomas da doença. Deste total, 138 amostras foram recuperadas por meio da inoculação de uredósporos em folíolos destacados. No total, 68 isolados monolesionais de P. pachyrhizi foram multiplicados e armazenados em freezer -80°C e 113 isolados estão sendo multiplicados em folíolos destacados. Dentre os isolados multiplicados, 26 foram utilizados neste estudo. Estes isolados são representativos de 24 locais geograficamente distintos, em 6 Estados localizados em três regiões brasileiras: Centro-Oeste, Sudeste e Sul. Apenas o isolado DF 01-1 tem origem no Distrito Federal. Para avaliação da variabilidade fisiológica foi utilizado um conjunto de variedades diferenciadoras de soja, que incluiu oito genótipos com genes de resistência Rpp1 a 6, dois genótipos com genes R desconhecidos e a cultivar Conquista, suscetível. Para a análise molecular, o DNA genômico foi extraído a partir de esporos congelados dos isolados monolesionais, de uredósporos coletados diretamente das amostras e de tecido infectado. Foi utilizado um conjunto de 18 pares de oligonucleotídeos que amplificam locos microssatélites previamente caracterizados. Três tipos de reação ocorreram nas variedades diferenciadoras de soja em resposta à infecção pelos isolados monolesionais de P. pachyrhizi: reação de hipersensibilidade caracterizada por imunidade com flecks necróticos (IF), lesões vermelho-castanhas (RB) e lesões TAN, típicas de reação de suscetibilidade. Todos os isolados produziram lesão TAN com abundante esporulação na cultivar Conquista e nos acessos PI 200492 (Rpp1) e PI 462312 (Rpp3); lesão RB nos genótipos PI 230970 (Rpp2), PI 459025 (Rpp4), PI471904 (Rpp5), PI 567102B (Rpp6) e PI 594767-A (Rpp1?), e reação de imunidade com flecks necróticos nos acessos PI 587880-A (Rpp1?), PI 587905 (Rpp1?) e PI 587886 (Rpp1?). Os isolados diferiram quanto ao nível de esporulação observado nos genótipos PI 230970 (Rpp2), PI 459025 (Rpp4), PI471904 (Rpp5) e PI 567102B (Rpp6). Observou-se ausência de variabilidade molecular nos locos microssatélites analisados, o que pode ser indicativo de um efeito fundador recorrente na população do patógeno, em razão de seleção imposta pelo uso intensivo de fungicidas e da prática do vazio sanitário. Todavia, essa hipótese deverá ser confirmada por uma análise englobando todos os isolados obtidos e novas amostras coletadas na safra 2014/2015.
Asian soybean rust, caused by the fungus Phakopsora pachyrhizi, is the main soybean disease in Brazil. Aiming to understand the dynamics of the disease in the field and to contribute to breeding programs aiming disease resistance and to studies of characterization of avirulence genes from the pathogen, the objective of this work was to study the physiological and molecular variability of P. pachyrhizi isolates collected in different soybean producing regions in Brazil. Between January and September of 2014, 199 samples of leaves showing symptoms of the disease were collected. One hundred thirty-eigth populations were recovered from these samples through inoculation of detached leaves with urediniospores. A total of 68 single-lesion P. pachyrhizi isolates were multiplied and stored in a freezer at -80oC and 113 isolates are currently being multiplied on detached leaves. Twenty-six out of the total multiplied isolates were used in this study, which are representative of 24 distinct geographic sites, located in six states corresponding to three major soybean production regions: midwest, southeast and south. The isolate DF 01-1 originated from the Distrito Federal. To evaluate physiological variability, a set of differential soybean varieties was used, including eight genotypes carrying the Rpp-1 to -6 resistance genes, two genotypes with uncharacterized resistance genes and the susceptible cultivar Conquista. For the molecular analysis, genomic DNA was extracted directly from frozen spores collected from single-lesion isolates, from urediniospores collected directly from collected leaf samples and from infected leaves. A set of 18 oligonucleotide pairs was used to amplify microsatellite loci previously characterized. Three types of reactions occurred on differential soybean varieties in response to infection by single- lesion P. pachyrhizi isolates: hypersensitive reaction, characterized by immune necrotic flecks (IF), red-brown (RB) lesions, and TAN lesions, typical of a susceptible reaction. All isolates produced TAN lesions with abundant sporulation on cultivar Conquista and on accessions PI 200492 (Rpp1) and PI 462312 (Rpp3); RB lesions on genotypes PI 230970 (Rpp2), PI459025 (Rpp4), PI471904 (Rpp5), PI 567102B (Rpp6) and PI 594767-A (Rpp1?); and immune reaction with necrotic flecks on accessions PI 587880-A (Rpp1?), PI 587905 (Rpp1?) and PI 587886 (Rpp1?). There were differences among isolates in the level of sporulation on genotypes PI 230970 (Rpp2), PI 459025 (Rpp4), PI471904 (Rpp5) and PI 567102B (Rpp6). Absence of molecular variability in the analyzed microsatellite loci was observed, which could be indicative of recent and recurrent founder effects in the pathogen population as a consequence of the selection pressure by the use of fungicides and the host-free period, a period of 60 to 90 days from July to September during which farmers are restricted from planting soybean (so-called vazio sanitário). This hypothesis needs to be confirmed by a more comprehensive analysis using all isolates collected so far, as well as additional samples collected during the 2014/2015 season.
Palavras-chave: Soja - Doenças e pragas
Ferrugem asiática
Fungos
Phakopsora pachyrhizi
Biologia molecular
Marcadores genéticos
CNPq: Fitopatologia
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Citação: PAES, Sirlaine Albino. Variabilidade fisiológica e molecular de isolados de Phakopsora pachyrhizi.. 2015. 54 f. Dissertação (Mestrado em Fitopatologia) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2015.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/7515
Data do documento: 24-Fev-2015
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