Estrutura genética de Colletotrichum fructicola e mecanismos de defesa da macieira (Malus domestica Borkh.) à mancha foliar de Glomerella

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rockenbach, Mathias Ferrari
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/173674
Resumo: Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2016.
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spelling Estrutura genética de Colletotrichum fructicola e mecanismos de defesa da macieira (Malus domestica Borkh.) à mancha foliar de GlomerellaRecursos genéticos vegetaisMaçãCultivoDoenças e pragasTese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2016.Colletotrichum fructicola é a principal espécie causadora de podridão amarga (PA) na macieira e da Mancha foliar de Glomerella (MFG) no Sul do Brasil e PA no Uruguai, país onde a MFG não tem sido reportada até então. Este trabalho teve como primeiro objetivo geral determinar a estrutura genética do C. fructicola proveniente de ambos os países. Vinte e oito (90.3%) dos 31 isolados brasileiros incluídos neste trabalho causaram sintomas típicos da MFG, enquanto apenas seis de 25 (24%) isolados uruguaios foram capazes de colonizar folhas de mudas de macieira suscetíveis (cv. Gala) à MFG, mas causando sintomas atípicos. Ambas as populações mostraram níveis similares de diversidade genética de Nei (h = 0.088 e h = 0.079 para a população brasileira e uruguaia, respectivamente) e a análise Bayesiana inferiu dois blocos genéticos que mostraram correlação com a distribuição geográfica dos isolados. Da mesma forma, a análise de coordenadas principais e o cladograma UPGMA também segregaram os isolados brasileiros e uruguaios em dois grupos. Todos os isolados uruguaios foram agrupados em um único Grupo de Compatibilidade Vegetativa (GCV) (GCV 1), enquanto que os isolados brasileiros foram agrupados em 4 GCV (GCV 1-4). Os resultados demonstraram que as populações brasileiras e uruguaias de C. fructicola são geneticamente diferentes e sugerem que a população brasileira causadora de MFG evoluiu independentemente da população uruguaia causadora de PA. Por outro lado, o segundo objetivo deste trabalho foi determinar se a resistência completa da macieira à MFG está associada com indução de reação de hipersensibilidade (RH), aumento da atividade enzimática antioxidante e indução da expressão dos genes PR-1 e PR-10. Plantas suscetíveis apresentaram um incremento na severidade da doença das folhas mais velhas às mais jovens, demonstrando a existência na macieira de um grau de resistência do tipo ontogênica para o C. fructicola. Por outro lado, a germinação dos conídios e formação de apressórios tenderam a localizar-se nas junções das células epidérmicas, tanto em folhas resistentes quanto suscetíveis, sugerindo uma penetração do tipo intramural por parte deste fungo. O acúmulo de peróxido de hidrogênio nas paredes celulares anticlinais e o associado com a RH foi relativamente baixo e não esteve associado à resistência ao C. fructicola. Por outro lado, as atividades enzimáticas da ascorbato peroxidase, guaiacol peroxidase e superóxido dismutase não variaram nas plantas resistentes e suscetíveis após a inoculação. Em contraste, a enzima glutationa reductase apresentou incrementos significativos nas folhas resistentes inoculados com C. fructicola às 12 e 48 h.a.i. Finalmente, a expressão do gene PR-1 não variou ao longo do tempo nas plantas resistentes, nem nas suscetíveis inoculadas com o patógeno. No entanto, a expressão do gene PR-10 aumentou em duas, e três vezes nas plantas resistentes e suscetíveis às 24 h.a.i., respectivamente; e em quatro vezes nas plantas suscetíveis às 48 h.a.i., em relação ao controle. Em conjunto, os resultados sugerem que a resistência recessiva da macieira à MFG não está associada com o acúmulo foliar de peróxido de hidrogênio, indução da RH e incremento na expressão do gene PR-1.<br>Abstract : C. fructicola is the main species causing apple bitter rot (ABR) and Glomerella leaf spot (GLS) in southern Brazil, and ABR in Uruguay where GLS remains unnoticed. This work aimed firstly to determine the genetic structure of C. fructicola species causing ABR and GLS in both countries. Twenty-eight from 31 brazilian isolates caused typical symptoms of GLS, while only six of 25 uruguayan isolates originating from fruits were able to infect leaves, but causing atypical symptoms. Both populations showed similar levels of Nei´s gene diversity (h = 0.088 and h = 0.079, for brazilian and uruguayan populations, respectively), and Bayesian cluster analysis inferred two genetic clusters correlated with the geographical origin of isolates. A principal coordinates analysis (PCoA) scatter plot, and a (UPGMA)-based dendrogram, also grouped brazilian and uruguayan isolates into two groups. By pairwise comparison of nitrate-non-utilizing (nit) mutants with a proposed set of testers, all uruguayan isolates were grouped into a unique vegetative compatibility group (namely VCG1), while brazilian into four VCGs (VCG1-4). Brazilian and uruguayan populations of C. fructicola were revealed to be genetically distinct, and suggest that isolates of C. fructicola from Brazil capable of causing GLS and ABR arose independently of those from Uruguay. By other hand, the second objective of this work was to asses if complete resistance of apple to GLS is associated to leaf accumulation of hydrogen peroxide, induction of hypersensitive responses (HR), and expression of PR-1 and PR-10 genes. Susceptible plants showed increasing leaf necrosis from older to younger leaves, demonstrating the expression of an ontogenic resistance to GLS. Most conidia and appressoria were developed on anticlinal cell walls, and the number of attempted penetration sites was similar in resistant and susceptible leaves. Enzymatic activity of ascorbate peroxidase, guaiacol peroxidase and superoxide dismutase were similar in resistant and susceptible leaves inoculated with C. fructicola, and accordingly, leaf accumulation of hydrogen peroxide was low and not associated with resistance. However, enzymatic activity of glutathione reductase was increased in resistant leaves at 12 and at 48 h.a.i with pathogen. Finally, the PR-1 gene showed a constitutive expression in the both resistant and susceptible leaves that was not affected by inoculation with C. fructicola. However, relative expression of PR-10 was up-regulated in the both resistant and susceptible leaves at 24, and in susceptible ones at 48 h.a.i. Results suggest that recessive resistance of apple to leaf infection by C. fructicola acts independently of hypersensitive reaction and expression of PR-1 gene.Stadnik, Marciel JoãoAlaniz, Sandra M.Universidade Federal de Santa CatarinaRockenbach, Mathias Ferrari2017-02-21T04:56:48Z2017-02-21T04:56:48Z2016info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis47 p.| il.application/pdf344112https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/173674porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-21T04:56:48Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/173674Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732017-02-21T04:56:48Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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