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Doctoral Thesis
Full name
Juliana Silveira Baggio
Knowledge Area
Date of Defense
Piracicaba, 2016
Amorim, Lilian (President)
Fischer, Ivan Herman
Lauretti, Natalia Aparecida Peres
Mio, Louise Larissa May de
Parisi, Marise Cagnin Martins
Title in English
Fungicide sensitivity and spatial and temporal dynamics of Botrytis cinerea and Colletotrichum spp. in conventional and organic strawberry fields
Keywords in English
Fragaria x ananassa
Fungicide resistance
Grey mold
Production system
Abstract in English
Botrytis and Anthracnose fruit rots, caused by Botrytis cinerea and Colletotrichum spp., respectively, are major strawberry diseases. This study aimed to compare organic and conventional strawberry production systems by evaluating the sensitivity of B. cinerea and Colletotrichum spp. isolates to the main single-site fungicides used in Brazil and by characterizing the spatial and temporal dynamics of the diseases caused by these pathogens using epidemiological tools. Isolates were collected from conventional and organic fields in four different Brazilian states from 2013 to 2015. Resistance to azoxystrobin, iprodione and thiophanate-methyl was found in B. cinerea isolates with EC50 values higher than 71.9, 688 and 1.2 μg/ml, respectively. Resistance to the aforementioned fungicides was observed in 87.5, 76.6 and 92.2 % of isolates from conventional fields, and 31.4, 22.9 and 51.4 % of isolates from organic fields, respectively. Moreover, frequencies of populations with multiple fungicide resistance to the three active ingredients were 75 and 8.6 %, with no resistance to any of the fungicides were 6.25 and 34.3 % for isolates collected from conventional and organic areas, respectively. Molecular analyses of the cytochrome b, beta-tubulin and bos1 genes revealed, respectively, the presence of G143A, E198A and I365N/S, Q369P or N373S mutations in resistant populations of B. cinerea. Fungicides sprayed preventively on strawberry fruit inoculated with B. cinerea failed to control resistant isolates. Isolates of C. acutatum resistant to azoxystrobin and difenoconazole were not observed. Mean EC50 values for isolates collected from organic fields were 0.44 and 0.95 μg/ml, and from conventional areas were 0.629 and 0.107 μg/ml for azoxystrobin and difenoconazole, respectively. Populations of C. acutatum showed insensitivity to thiophanate-methyl rather than resistance and EC50 values could not be determined. None of the isolates contained the most common mutations associated with fungicide resistance. The temporal and spatial dynamics of Botrytis and Anthracnose fruit rots were characterized in the 2015 strawberry season in conventional and organic farms. Temporal progress models were fitted to the cumulative incidence of diseased strawberry fruit or plants over time with non-linear regressions. The spatial pattern of the diseases was analyzed according to the index of dispersion (D), the index of aggregation (V/M), and the Taylor's power law. The incidence-diseased fruit density relationship was analyzed by fitting a linear model. Fruit with symptoms of Colletotrichum spp. were not observed in the organic area and were found in few assessment dates in the conventional area. Incidence of Botrytis fruit rot in symptomatic fruit and plants were generally well described by the logistic model. The organic area presented disease incidence and daily progress rate higher than the conventional area. The aggregation of diseased fruit on strawberry plants were observed for both areas. Botrytis fruit rot presented similar epidemiological patterns for both conventional and organic areas, however, disease intensity was greater for the organic area; this was likely due to differences in disease control management. This study reinforces the importance for the implementation of integrated management programs in strawberry nurseries and production fields.
Title in Portuguese
Sensibilidade a fungicidas e dinâmicas espacial e temporal de Botrytis cinerea e Colletotrichum spp.em campos de morangueiro convencionais e orgânicos
Keywords in Portuguese
Fragaria x ananassa
Mofo cinzento
Resistência a fungicidas
Sistemas de produção
Abstract in Portuguese
Mofo cinzento e antracnose do fruto, causados por Botrytis cinerea e Colletotrichum spp., respectivamente, são as mais importantes doenças em morangueiro. Esse estudo objetivou comparar sistemas de produção orgânico e convencional em morangueiro através da avaliação da sensibilidade de isolados de B. cinerea e Colletotrichum spp. aos principais fungicidas sítio-específicos utilizados no Brasil, e da caracterização das dinâmicas espacial e temporal das doenças com o uso de ferramentas epidemiológicas. Isolados foram coletados em campos convencionais e orgânicos em quatro diferentes Estados brasileiros nos anos de 2013 a 2015. Resistência à azoxistrobina, iprodiona e tiofanato-metílico foi encontrada em isolados de B. cinerea com valores de CE50 maiores que 71,9, 688 and 1,2 μg/ml, respectivamente. Resistência aos fungicidas acima mencionados foi observada em 87,5, 76,6 and 92,2 % dos isolados provenientes de campos convencionais e em 31,4, 22,9 and 51,4 % dos isolados oriundos de campos orgânicos, respectivamente. Além do mais, frequências de populações com resistência múltipla aos três fungicidas foram 75 e 8,6 %; e com nenhuma resistência a qualquer dos produtos, 6,25 e 34,3 % para isolados coletados em campos convencionais e orgânicos, respectivamente. Análise molecular dos genes do citocromo b, beta-tubulina e bos1 revelaram, respectivamente, a presença das mutações G143A, E198A e I365N/S, Q369P ou N373S em populações resistentes. Fungicidas aplicados preventivamente em morangos inoculados com B. cinerea falharam em controlar isolados resistentes. Isolados de C. acutatum resistentes à azoxistrobina e ao difenoconazole não foram observados. Valores médios de CE50 para isolados coletados em campos orgânicos foram 0,44 e 0,95 μg/ml; e para isolados de áreas convencionais, 0,629 e 0,107 μg/ml para azoxistrobina e difenoconazole, respectivamente. Populações de C. acutatum demonstraram insensibilidade ao tiofanato-metílico e valores de CE50 não puderam ser determinados. Nenhum dos isolados analisados continha as mutações comumente associadas à resistência a fungicidas. As dinâmicas temporal e espacial das doenclas causadas por esses patógenos foram caracterizadas na safra de 2015 em campos de morangueiro convencional e orgânico. Modelos de progresso temporal foram ajustados à incidência cumulativa de frutos ou plantas doentes no tempo com regressões não-lineares. O padrão espacial das doenças foi analisado de acordo com o índice de dispersão (D), índice de agregação (V/M) e lei de Taylor. A relação incidência-densidade de frutos doentes foi analisada com o ajuste de um modelo linear. Frutos com sintomas de Colletotrichum spp. não foram observados na área orgânica e foram encontrados em poucos dias de avaliação na área convencional. Incidência de mofo cinzento em frutos e plantas foi bem descrita pelo modelo logístico. A área orgânica apresentou incidência de doença e taxa de progresso diária maiores que da área convencional. A agregação de frutos doentes em plantas foi observada para ambos os locais. O mofo cinzento apresentou padrões epidemiológicos semelhantes para as áreas convencional e orgância, porém com maior intensidade de doença no campo orgânico, provavelmente em decorrência do manejo adotado para controle de doenças. Esse estudo reforça a importância da implementação de programas de manejo integrado de doenças em viveiros de mudas e campos de produção de morangueiro.
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