Identificação de espécies de Calonectria e reação de acessos de grão-de-bico a isolados de Calonectria brassicae

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, Programa de Pós-Graduação em Fitopatologia, 2019. O grão-de-bico (Cicer arietinum) ocupa atualmente os primeiros lugares entre as pulses (leguminosas com sementes secas comestíveis) mais produzidas e consumidas no mundo. A rica composição nutricional e o elevado valor de mercado são os principais atrativos comerciais do grão-de-bico. No Brasil, a produção é ainda pequena, mas tem aumentado nos últimos anos. A introdução do cultivo dessa leguminosa em novas áreas tropicais pode ser problemática, em especial, devido à presença de doenças causadas por patógenos do solo, incluindo espécies de Calonectria. Esses fungos estão difundidos no país e causam perdas em várias hospedeiras, entre elas, leguminosas. O presente trabalho objetivou caracterizar isolados de espécies de Calonectria oriundos da Região Centro-Oeste do Brasil e avaliar a reação de acessos de grão-de-bico ao patógeno. Os isolados foram obtidos de plantas sintomáticas e, após cultivo em Batata Dextrose Agar (BDA), o DNA total foi extraído das amostras individuais para emprego em análises moleculares. Foram utilizadas as informações de sequência de quatro regiões genômicas: beta-tubulina, calmodulina, fator de elongação 1α e histona. Um grupo de isolados obtidos de grão-de-bico apresentou alta similaridade com isolados de Calonectria brassicae e um segundo grupo com isolados classificados como Ca. orientalis, porém com menores níveis de identidade. A caracterização morfológica e morfométrica das estruturas reprodutivas dos isolados EH-2530, EH-2533 e EH-2536 (obtidos de distintas regiões geográficas) indicou que todos representam isolados da espécie Ca. brassicae. Foram conduzidos ensaios de patogenicidade dos isolados em sete acessos de grão-de-bico em casa de vegetação. Para avaliação da patogenicidade e agressividade dos isolados foi empregada uma escala de notas dos sintomas. Foram empregados os isolados EH-2530 e EH-2533 (ambos classificados como Ca. brassicae) e EH- 2536 (Ca. orientalis). O experimento foi conduzido em um delineamento inteiramente casualizado (DIC), num arranjo em parcelas sub-sub-divididas com três repetições, sendo avaliados os sintomas nas plantas (duas plantas/vaso) entre 10 e 25 dias da inoculação. ‘Cícero, ‘Desi 1606’, ‘Jamu-96’ e ‘Flip 03-109C’ apresentaram sintomas mais severos de murcha e podridões radicular e do colo, enquanto ‘BRS Aleppo’, ‘BRS Toro’ e ‘BRS Cristalino’ foram os acessos menos sintomáticos. Os isolados de Ca. brassicae se mostraram mais agressivos do que o isolado de Ca. orientalis. Em um outro ensaio em DIC, a reação de 38 acessos de grão-de-bico para os isolados de Ca. brassicae foi avaliada entre 7 e 20 dias após a inoculação, num arranjo em parcelas sub-divididas com cinco repetições. Dezenove acessos incluindo ‘Jamu-96’, ‘Desi 1606’, ‘Desi 1605’, Flip 03-109C’, BRS Toro e BRS Cristalino’ apresentaram os sintomas mais severos da doença, enquanto os outros dezenove acessos, incluindo ‘BRS Aleppo’, ‘Cícero’ e demais acessos ‘Gnp’ derivados de‘Cícero’ foram os menos afetados, sugerindo segregação natural dentro da cultivar. Neste contexto, o conjunto de informações gerado no presente trabalho pode auxiliar os programas de melhoramento genético do grão-de-bico para resistência a espécies de Calonectria e fornece importante subsídios para o estabelecimento de sistemas de manejo adequados e sustentáveis desse grupo de patógenos. Chickpea (Cicer arietinum) currently ranks first among the most produced and consumed pulses (legume with edible dry seeds) in the world. The rich nutritional composition and high market value are the main commercial attractions of chickpeas. In Brazil, production is still small, but it has been increasing in recent years. The introduction of cultivation of this legume in new tropical areas can be problematic, especially due to the presence of diseases caused by soil pathogens, including Calonectria species. These fungi are widespread in the country and cause losses in several hosts, including leguminous. The present work aimed to characterize isolates of Calonectria species from the Midwest region of Brazil and to evaluate the reaction of chickpea accessions to the pathogen. The isolates were obtained from symptomatic plants and, after cultivation in Potato Dextrose Agar (BDA), the total DNA was extracted from individual samples for molecular analysis. Sequence information from four genomic regions was used: beta-tubulin, calmodulin, elongation factor 1α and histone. One group of chickpea isolates showed high similarity with Calonectria brassicae isolates and a second group with isolates classified as Ca. orientalis, but with lower levels of identity. The morphological and morphometric characterization of the reproductive structures of the isolates EH-2530, EH-2533 and EH-2536 (obtained from different geographical regions) indicated that they all represent isolates of the species Ca. brassicae. Pathogenicity assays of isolates were conducted in seven chickpea accessions in greenhouse. To evaluate the pathogenicity and aggressiveness of the isolates, a symptom score scale was used. Isolates EH-2530 and EH-2533 (both classified as Ca. brassicae) and EH-2536 (Ca. orientalis) were used. The experiment was conducted in a completely randomized design (DIC), in an arrangement in sub-subdivided plots with three replications, and plant symptoms (two plants/pot) were evaluated 10 to 25 days after inoculation. 'Cicero’, ‘Desi 1606’,‘Jamu-96’and ‘Flip 03-109C’ showed more severe wilting and root and cervical rot, while ‘BRS Aleppo’,‘BRS Toro’ and ‘BRS Cristalino’ were the less symptomatic accessions. Ca. brassicae isolates were more aggressive than Ca. orientalis isolates. In another DIC assay, the reaction of 38 chickpea accessions to Ca. brassicae isolates was evaluated between 7 and 20 days after inoculation in a split-plot arrangement with five replications. Nineteen accessions including ‘Jamu-96’, ‘Desi 1606’, ‘Desi 1605’, ‘Flip 03-109C’, ‘BRS Toro’ and ‘BRS Cristalino’ had the most severe symptoms of the disease, while the other nineteen accessions including ‘BRS Aleppo’, ‘Cicero’ and other ‘Gnp’ derived from ‘Cicero’ were the least affected, suggesting natural segregation within the cultivar. In this context, the set of information generated in the present work can help the chickpea genetic improvement programs for resistance to Calonectria species and provides important subsidies for the establishment of adequate and sustainable management systems of this group of pathogens.