Identificação de espécies de Colletotrichum associadas com a queda prematura de frutos cítricos no Brasil e influência do gene SNF1 na virulência de Colletotrichum graminicola

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Autor(es): dc.contributorGlienke, Chirlei-
Autor(es): dc.contributorDeising, Holger Bruno-
Autor(es): dc.contributorUniversidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Genética-
Autor(es): dc.creatorSilva, Alan de Oliveira-
Data de aceite: dc.date.accessioned2019-08-21T23:33:37Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2019-08-21T23:33:37Z-
Data de envio: dc.date.issued2018-12-07-
Data de envio: dc.date.issued2018-12-07-
Data de envio: dc.date.issued2017-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://hdl.handle.net/1884/55191-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/1884/55191-
Descrição: dc.descriptionOrientadora : Profª Drª Chirlei Glienke-
Descrição: dc.descriptionCo-orientador : Prof. Dr. Holger B. Deising-
Descrição: dc.descriptionTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Genética. Defesa : Curitiba, 18/10/2017-
Descrição: dc.descriptionInclui referências-
Descrição: dc.descriptionResumo: O gênero Colletotrichum representa um grupo de fungos conhecidos mundialmente como fitopatógenos, responsáveis por perdas expressivas em inúmeras culturas vegetais de importância econômica. No Brasil, as espécies Colletotrichum abscissum e Colletotrichum graminicola causam prejuízos às culturas de citros e milho, respectivamente, e sendo culturas que destacam o país no cenário agrícola mundial, estimulam uma série de pesquisas que buscam a melhor compreensão de suas doenças. O primeiro passo para o entendimento de um patosistema é a correta identificação do seu agente causal e então, estudos de interação patógeno-hospedeiro podem trazer dados relevantes sobre aspectos epidemiológicos da doença e as bases genéticas da patogenicidade. Em citros, a doença Queda Prematura de Frutos Cítricos (QPFC) é conhecida, mas seu agente causal sofreu uma reclassificação e a nova espécie C. abscissum foi recentemente descrita, porém em um estudo com poucos isolados, necessitando de informações sobre sua incidência e também abrindo uma lacuna para a revisão de estudos anteriores e métodos diagnósticos. Neste trabalho foi proposto um estudo etiológico envolvendo 227 isolados de flores sintomáticas de citros de diferentes pomares no estado de São Paulo, Brasil. Com base na análise da região intrônica GAPDH, foi observada uma prevalência da espécie C. abscissum causando a doença nos pomares, e a análise multilocus de diferentes isolados revelou ser uma população clonal. A espécie C. gloeosporioides também foi associada com a doença, em uma frequência maior que a observada anteriormente e embora seja reconhecidamente sensível a fungicidas do grupo dos benzimidazóis, a maioria dos isolados exibiu resistência ao fungicida benomyl. Foram então propostos primers para uma reação de PCR multiplex, que podem ser utilizados na distinção das espécies associadas com a QPFC no Brasil, C. abscissum e C. gloeosporioides. Em milho, a espécie C. graminicola causa a antracnose foliar e representa um patosistema mais bem estudado, que dispõe de vários estudos de interação apontando genes importantes para a patogenicidade. Durante a infecção, fungos fitopatogênicos normalmente secretam enzimas degradadoras de parede para penetrar no hospedeiro e absorver seus nutrientes. Em leveduras, o gene regulatório SNF1 controla o uso de fontes alternativas de carbono, num processo conhecido como repressão por glicose, e devido à redundância de função de genes codificadores para enzimas individuais, o estudo de genes regulatórios pode ser uma alternativa mais eficiente na busca de fatores de virulência em fungos fitopatógenos. Neste estudo buscou-se e deletou-se o gene ortólogo SNF1 de C. graminicola, resultando em mutantes que exibiram redução no crescimento vegetativo e esporulação, assim como baixa taxa de crescimento em diferentes fontes de carbono além de sacarose. Observações microscópicas exibiram um atraso na penetração e colonização dos tecidos do hospedeiro, confirmando a expressão de sintomas reduzidos observada em nível macroscópico. Estes dados foram confirmados por PCR quantitativo, que revelou uma redução acentuada da biomassa do fungo em folhas de milho, sugerindo a associação do gene CgSNF1 com a virulência de Colletotrichum graminicola. Os dados apresentados neste trabalho contribuem de forma significativa com o estudo de dois importantes patosistemas, trazendo novos conhecimentos sobre a epidemiologia e interação fungo-planta dentro do gênero Colletotrichum. Palavras-chave: Colletotrichum abscissum, Colletotrichum gloeosporioides, Queda Prematura de Frutos Cítricos, Antracnose, Citros, Milho, Identificação, Interação Planta-Patógeno, GAPDH, SNF1.-
Descrição: dc.descriptionAbstract: The genus Colletotrichum is a group of plant pathogens well known for causing yield losses in a wide variety of crops worldwide. In Brazil, the species Colletotrichum abscissum and Colletotrichum graminicola affect the citrus and maize cultures, respectively, being important diseases that stimulate many researches into Colletotrichum genetics, pathology and hostparasite interactions. Species differentiation is a critical step for understanding a pathosystem and then, studies about the plant-pathogen interaction can contribute with new aspects of the disease, such as epidemiology and the genetic bases of pathogenicity. In citrus, Postbloom Fruit Drop (PFD) is a known disease that causes petal necrosis and retention of flower calyces. The pathogen associated with PFD was recently reclassified, and the new species C. abscissum was described in a short communication using a small number of isolates, so that the incidence of the pathogen in the main citrus producing area is still unclear, and studies involving epidemiology and diagnostic on this pathosystem need to be revised. In this study, it was performed an etiological study with 227 isolates of symptomatic citrus flowers from different regions of São Paulo state, Brazil. Based on GAPDH intron region, the prevalence of C. abscissum causing the disease was observed, and a multilocus sequence analysis using different isolates revealed a clonal population. The species C. gloeosporioides was also found associated with the disease, with a higher frequency than observed in previous study and showing resistance to the benzimidazole-based fungicide benomyl, for which the species is known to be highly sensitive. Based on the efficiency of the GAPDH region in discriminating both species, primers for a single multiplex PCR reaction were proposed, which successfully distinguished the species associated with PFD in Brazil, C. abscissum and C. gloeosporioides. In maize, the species C. graminicola causes Leaf Blight Anthracnose, representing a better studied pathosystem, in which a wide range of interaction studies have been implemented. During infection, plant pathogenic fungi usually are nutrient deprived until they access the host tissue, where they secrete cell wall degrading enzymes (CWDE) for nutrient acquisition, and the expression of genes for CWDEs are repressed in the presence of glucose, in a process called carbon catabolite repression. In yeasts, the process involves the regulatory gene SNF1, which controls the expression of genes for alternative carbon sources usage, including CWDE genes. Due to the redundancy of function of single CWDEs, the study of regulatory genes could be a better alternative to find virulence factors in plant pathogenic fungi. In this study, the ortholog of the SNF1 gene was found and deleted from C. graminicola, resulting in mutants with reduced vegetative growth rate, especially in complex carbohydrates such as pectin and CMC. Microscopic observations exhibited a delay in penetration and spread through the host leaf tissue, confirming the impaired virulence symptoms showed in macroscopic inoculation assays. qPCR data confirmed these observations, by showing a significant reduced fungal biomass in planta, suggesting the association between the SNF1 gene with virulence in Colletotrichum graminicola. The present study provides new findings about two important pathosystems, which contributes to knowledge into epidemiology and plant-host interaction in the genus Colletotrichum. Keywords: Colletotrichum abscissum, Colletotrichum gloeosporioides, Postbloom Fruit Drop, Anthracnose, Citrus, Maize, Identification, Plant-Pathogen Interaction, GAPDH, SNF1.-
Formato: dc.format85 p. : il. (algumas color.).-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
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Palavras-chave: dc.subjectFitopatologia-
Palavras-chave: dc.subjectGenética-
Palavras-chave: dc.subjectCítricos-
Palavras-chave: dc.subjectAntracnose-
Título: dc.titleIdentificação de espécies de Colletotrichum associadas com a queda prematura de frutos cítricos no Brasil e influência do gene SNF1 na virulência de Colletotrichum graminicola-
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