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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2023.tde-05102023-111659
Document
Author
Full name
Claudio Dias da Silva Júnior
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2023
Supervisor
Committee
Júnior, Nelson Sidnei Massola (President)
Guillardi, Maísa Ciampi
Chapola, Roberto Giacomini
Title in Portuguese
Caracterização molecular e patogenicidade de Thielaviopsis ethacetica, agente causal da podridão abacaxi da cana-de-açúcar, no estado de São Paulo
Keywords in Portuguese
Thielaviopsis ethacetica
Análise filogenética
Cana-de-açúcar
Podridão abacaxi
Abstract in Portuguese
O complexo Ceratocystis compreende um grande grupo de fungos fitopatogênicos causadores de doenças em ampla gama de hospedeiros. Na cana-de-açúcar, Ceratoystis paradoxa (teleomorfo de Thielaviopsis paradoxa) é conhecido como o agente causal da podridão abacaxi da cana-de-açúcar, doença de grande impacto quando os rebolos são plantados em épocas mais frias. Este patógeno causa falhas de estande, uma vez que impede a germinação das gemas. Apesar do potencial impacto que pode ocorrer nos canaviais, os danos não são bem compreendidos. Outra importante questão é o fato de que Ceratocystis paradoxa compreende um complexo de espécies, podendo não ser a real espécie do agente causal da doença no Brasil. Indícios apontam para a espécie Thielaviopsis ethacetica associada a rebolos atacados no Brasil. Com a intenção de solucionar esta questão, foram sequenciadas as regiões ITS, ß-tubulina e TEF-1 α a partir de isolados provenientes de rebolos atacados em diferentes canaviais no estado de São Paulo. A fim de entender a variabilidade patogênica do fungo, foram realizados testes de agressividade com diferentes isolados na variedade RB92579 de cana. O comportamento do hospedeiro também foi estudado, mediante inoculação de um isolado agressivo em diferentes cultivares de cana-de-açúcar utilizadas no estado. Para estes ensaios, adotaram-se como variáveis de avaliação a extensão das lesões internas nos rebolos, a massa seca da parte aérea das plântulas, a velocidade de emergência e o estande final das unidades amostrais. Por meio de análise filogenética, comprovou-se que a espécie associada a doença no estado de São Paulo é Thielaviopsis ethacetica, sendo todos os 19 isolados obtidos no experimento pertencentes a esta espécie. Todos os isolados foram patogênicos a cana-de-açúcar, não sendo observadas diferenças de agressividade entre os isolados. Dentre as cultivares, observou-se algum grau de resistência, de acordo com as variáveis avaliadas. Nos experimentos em casa de vegetação, as cultivares RB005014, RB015177, RB975033, RB975201, RB015935 e RB975375 apresentaram algum grau de resistência. As cultivares RB005014 e RB015177 destacaram-se de forma consistente, apresentando menor impacto da doença na massa seca das plântulas, estande final e índice de velocidade de emergência. Nos experimentos em condições controladas, destacaram-se as cultivares RB975033 e RB975201 com menores lesões internamente nos rebolos inoculados. No primeiro ensaio, a cultivar RB015177 foi posicionada em um grupo intermediário quanto ao tamanho da lesão, enquanto no segundo ensaio, a cultivar RB005014 foi agrupada com as cultivares de menor lesão. Os resultados indicaram a existência de duas diferentes respostas de resistência do hospedeiro ao patógeno, uma de rápida brotação e outra de restrição na colonização dos tecidos.
Title in English
Molecular characterization and pathogenicity of Thielaviopsis sp. causal agent of sugarcane pineapple rot in the state of São Paulo
Keywords in English
Thielaviopsis ethacetica
Phylogenetic analysis
Pineapple rot
Sugarcane
Abstract in English
The Ceratocystis complex comprises a large group of phytopathogenic fungi that cause disease in a wide range of hosts. In sugarcane, Ceratoystis paradoxa (teleomorph of Thielaviopsis paradoxa) is known as the causal agent of sugarcane pineapple rot, a disease that has a great impact when the sugarcane is planted in colder seasons. This pathogen causes stand failures as it prevents bud germination. Despite the potential impact that can occur on sugarcane fields, the damage is not well understood. Another important issue is the fact that Ceratocystis paradoxa comprises a complex of species and may therefore not be the actual species of the causal agent of the disease in Brazil. Recent works suggest that the species Thielaviopsis ethacetica is associated with attacked sugarcane buds in Brazil. With the intention of solving this question, the ITS, ß-tubulin and TEF-1α regions were sequenced from isolates from attacked sugarcane buds in different fields in the state of São Paulo. In order to understand the pathogenic variability of the fungus, aggressiveness tests were performed with different isolates from the sugarcane variety RB92579. The hosts behavior was also studied, through the inoculation of an aggressive isolate in different sugarcane cultivars used in the state. For these tests, the extension of internal lesions on the sugarcane buds, the dry mass of the aerial part of the seedlings, the speed of emergence and the final stand of the sample units were adopted as variables to be evaluated. Through phylogenetic analysis, it was confirmed that the species associated with the disease in the state of São Paulo is Thielaviopsis ethacetica, with all 19 isolates obtained in the experiment belonging to this species. All isolates were pathogenic to sugarcane, with no differences in aggressiveness being observed between isolates. Among the cultivars, some degree of resistance was observed, according to the evaluated variables. In greenhouse experiments, cultivars RB005014, RB015177, RB975033, RB975201, RB015935 and RB975375 showed some degree of resistance. Cultivars RB005014 and RB015177 stood out consistently, showing less impact on seedling dry mass, final stand and emergence speed index. In the experiments under controlled conditions, the cultivars RB975033 and RB975201 stood out with smaller lesions among the replications. In the first replication, the cultivar RB015177 was placed in an intermediate group regarding the size of the lesion, while in the second repetition, the cultivar RB005014 was grouped with the cultivars with the smallest lesion. These results indicate the existence of two different host responses to the pathogen, one of rapid budding and the other of difficult tissue colonization.
 
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Publishing Date
2023-10-06
 
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