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Crestamento bacteriano do feijoeiro no Brasil : distribuição, diversidade e detecção de seus agentes causais Xanthomonas spp.

Tese (doutorado)—Univesidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, 2018.

Main Author: Paiva, Bruna Alícia Rafael de
Other Authors: Ferreira, Marisa Alvares da Silva Velloso
Format: Tese
Language: Português
Published: 2021
Subjects:
Phaseolus vulgaris
Feijão - doenças e pragas
Feijoeiro - genótipos
Sementes
Online Access: https://repositorio.unb.br/handle/10482/40240
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spelling ir-10482-402402021-03-16T13:57:19Z Crestamento bacteriano do feijoeiro no Brasil : distribuição, diversidade e detecção de seus agentes causais Xanthomonas spp. Common bacterial blight in Brazil : distribution and diversity of its causal agents (Xanthomonas spp.) Paiva, Bruna Alícia Rafael de Ferreira, Marisa Alvares da Silva Velloso Phaseolus vulgaris Feijão - doenças e pragas Feijoeiro - genótipos Sementes Tese (doutorado)—Univesidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, 2018. O crestamento bacteriano comum (CBC) é a doença de origem bacteriana mais importante do feijoeiro comum. É causado por quatro linhagens genéticas pertencentes a duas espécies do gênero Xanthomonas, Xanthomonas citri pv. fuscans, Xcf (linhagem fuscans, NF2 e NF3) e X. phaseoli pv. phaseoli,Xpp (NF1). Os objetivos deste estudo foram: i) validar a PCR multiplex com todos os iniciadores específicos já disponíveis para a detecção simultânea das duas espécies; ii) a partir de uma coleção representativa caracterizar a coleção de isolados quanto às linhagens genéticas e à diversidade dos genes efetores tipo III; iii) avaliar a virulência de isolados, representativos dos diferentes perfis de efetores, em genótipos de feijoeiro; vi) avaliar a transmissão dos patógenos planta-semente ao longo de duas gerações; v) desenvolver um método LAMP para identificação rápida e sensível de Xpp e Xcf em sementes e folhas de feijoeiro. A metodologia empregada incluiu testes de patogenicidade na cultivar BRS Ártico, técnicas moleculares (PCR multiplex, amplificação de genes efetores tipo III, validação de ensaio LAMP, e sequenciamento dos genes gyrB e rpoD), ensaios de virulência em casa de vegetação e ensaios de transmissão para a semente em campo. A identidade de 117 isolados da coleção foi confirmada como fuscans (55 isolados) e não fuscans (62 isolados) pela patogenicidade na cultivar BRS Ártico, e PCR multiplex com iniciadores específicos. Isolados de Xanthomonas coletados em Goiáis em 2014, não foram enquadrados em nenhuma das duas espécies, no entanto, sua patogenicidade foi confirmada via inoculação por aspersão sem ferimentos na cultivar BRS Ártico sob condições de alta temperatura e umidade. A análise filogenética permitiu discriminar os isolados nas quatro linhagens genéticas das espécies Xpp e Xcf, e identificar a ocorrência da espécie X. cannabis pv. phaseoli (Xcp) no Brasil. Uma sub- amostra de 42 isolados de Xpp e Xcf foi avaliada quanto á presença de 15 genes efetores tipo III, e verificou-se a ocorrência de 6 haplótipos (perfis distintos). X. cannabis pv. phaseoli apresentou apenas cinco efetores tipo III. Entre os isolados da linhagem fuscans apenas um haplótipo foi identificado, enquanto para as demais linhagens os perfis de efetores foram variáveis. Um isolado representante de cada haplótipo foi inoculado em 15 cultivares de feijoeiro revelando variabilidade na virulência entre as linhagens genéticas, sendo a linhagem fuscans (Xcf) a mais virulenta, seguida da linhagem NF1 (Xpp) e depois NF2 (Xcf). Houve interação significativa entre os isolados e genótipos, indicando a possível ocorrência de raças do patógeno. A transmissão do patógeno pela semente foi avaliada em 24 genótipos de feijoeiro em campo durante duas gerações. Observou-se que a redução da severidade da doença não implica na redução da população bacteriana na semente, e que a transmissão planta- semente não é influenciada pelo genótipo da hospedeira. Por fim, foi desenvolvido um método LAMP para a detecção de Xcf e Xpp nas sementes e parte aérea, que se mostrou especifico e sensível, além de reduzir significativamente o tempo da diagnose, em função da detecção visual dos produtos da amplificação. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP/DF). Common bacterial blight (CBB) is the most important bacterial disease of common bean. It is caused by four genetic lineages belonging to two species of the genus Xanthomonas, Xanthomonas citri pv. fuscans (lineage fuscans, NF2 and NF3) and X. phaseoli pv. phaseoli (NF1). The objectives of this thesis were: i) to validate a multiplex PCR protocol with specific primers for the simultaneous detection of the two species; ii) to identify the genetic lineages present in the collection of Brazilian isolates and to determine the diversity of the type III effector genes; iii) to evaluate the virulence of isolates, representatives of the different profiles of effectors, by inoculating genotypes of common bean; iv) to evaluate the transmission of pathogens to the seed over two generations; v) to develop a LAMP assay for fast and sensitive identification of Xpp and Xcf in bean seeds and leaves. The methodology employed included pathogenicity tests on the susceptible cultivar BRS Ártico, molecular techniques (multiplex PCR, amplification of type III effector genes validation of LAMP assay, and sequencing of gyrB and rpoD genes), greenhouse virulence assays and seed transmission assays in the field. The identity of 117 isolates was determined as fuscans (55 isolates) and non fuscans (62 isolates) by pathogenicity testing and multiplex PCR with specific primers. Isolates of Xanthomonas collected in Goiás in 2014 could not be assigned to either species, however, their pathogenicity was confirmed by inoculation by spraying without wounds in the cultivar BRS Ártico under conditions of high temperature and humidity. The phylogenetic analysis allowed to discriminate the isolates in the four genetic lineages of the species Xpp and Xcf, and to confirm the occurrence of the species X. cannabis pv. phaseoli (Xcp) in Brazil. A sub-sample of 42 Xpp and Xcf isolates was evaluated for the presence of 15 type III effector genes, and 6 haplotypes (distinct profiles) were found. X. cannabis pv. phaseoli presented only five type III effectors. Among isolates of the fuscans lineage only one haplotype was identified, while for the other strains the profiles of effectors were variable. A representative isolate of each haplotype was inoculated on 15 common bean cultivars revealing variability in virulence among the genetic lineages, with the fuscans line (Xcf) being the most virulent, followed by the NF1 line (Xpp) and NF2 (Xcf). The interaction between isolates and genotypes was significant indicating the possible occurrence of races of the pathogen. Seed transmission of the pathogen was evaluated in 24 genotypes of common bean during two field generations. It was observed that reduced disease severity was not correlated with a reduction of the bacterial population in the seeds, and that plant to seed transmission was not affected by the host genotype. Lastly, a LAMP method was developed for the detection of Xcf and Xpp in bean seeds and aerial parts, which proved to be specific and sensitive, while significantly reducing the time for diagnosis, due to the visual detection of amplification products. 2021-03-16T13:57:19Z 2021-03-16T13:57:19Z 2021-03-16 2018-06-29 Tese PAIVA, Bruna Alícia Rafael de. Crestamento bacteriano do feijoeiro no Brasil : distribuição, diversidade e detecção de seus agentes causais Xanthomonas spp. 2018. ix, 160 f., il. Tese (Doutorado em Fitopatologia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018. https://repositorio.unb.br/handle/10482/40240 Português Acesso Aberto A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data. application/pdf
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