Diagnosis of citrus diseases using fluorescence spectroscopy

Atualmente os maiores gastos da citricultura concentram-se na sanidade do pomar. Os custos fitossanitários, juntamente com fertilizantes, ultrapassam 60% do custo da produção. O controle de doenças como a Morte Súbita dos Citros (MSC), Declínio e o Greening, também conhecida como Huanglongbing, são feitos de forma visuais os que conferem ao método um elevado grau de subjetividade e imprecisão. O presente trabalho teve por finalidade desenvolver uma metodologia rápida e segura de diagnóstico para as doenças acima citadas utilizando espectroscopia de fluorescência e fluorescência induzida por laser (FIL). Foram utilizados neste estudo dois porta-enxertos, Cravo e Cleópatra, e quatro variedades de copa, Pêra, Natal, Valência e Hamilim. As doenças estudadas também foram classificadas em diferentes níveis de severidade. O índice 1 foi utilizado para baixa severidade da MSC, e 2 para o estágio mais avançado da doença. Para o Greening fez-se uma distinção entre folhas sintomáticas e assintomáticas. A doença Declínio dos Citros também fez parte deste estudo em função dos sintomas serem muito parecidos aos da fase inicial de MSC, sendo este um problema sério para as avaliações de contaminação no campo. Inicialmente, foram realizados estudos a respeito da emissão de fluorescência dos pigmentos fotossintéticos provenientes dos extratos de folhas doentes e sadias através de um fluorímetro de bancada. Para as análises foliares utilizou-se um sistema portátil de espectroscopia de fluorescência induzida por laser desenvolvido no LOLEIA. O estudo dos extratos revelaram que as maiores variações ocorrem nas concentrações de clorofila a e b e que os pigmentos acessórios como ? e ?- caretonos não fluorescem no comprimento de onda estudado. De uma maneira geral, é possível dizer que plantas doentes sofrem uma diminuição das clorofilas a e b. Os resultados das folhas foram analisados por um método estatístico de Análises de Componentes Principais (PCA) para facilitar a observação das alterações espectrais. Através da metodologia desenvolvida foi possível a identificação e a distinção das doenças com nível de acerto superior a 93%. Contudo, estes resultados contribuíram para o desenvolvimento de uma metodologia para diagnóstico das doenças de citros de uma forma rápida, precisa e economicamente viável.Currently the largest portion of money applied to citriculture focus on health of the orchard. The phytosanitary costs, along with fertilizers, exceed 60% of the production cost. The control of diseases such as Sudden Death of Citrus (SDC), Decline and Greening, also known as Huanglongbing, is done by visual inspection, which confers to the method a high level of subjectivity and imprecision. This work was intended to develop a quick and safe methodology of diagnosis for the diseases mentioned above using fluorescence spectroscopy and laser-induced fluorescence (LIF). It was used in this study two rootstocks, Cravo and Cleopatra, and four varieties of crown: Pera, Natal, Valencia and Hamlin. The diseases studied were also classified into different levels of severity. The index 1 was used for low severity SDC, and 2 for a more advanced stage of this disease. For Greening has been made a distinction between symptomatic and asymptomatic leaves. The Decline of Citrus disease was also part of this study because its symptoms are very similar to those in the initial phase of SDC, and this is a serious problem for the evaluation of contamination in the field. Initially, studies have been made on the fluorescence of photosynthetic pigments from the extracts of ill and healthy leaves using a non-portable fluorimeter. For the leaf analyses we used a portable system of laser-induced fluorescence spectroscopy developed in LOLEIA. The study of extracts revealed that the largest cariations occur in the concentrations of chlorophyll a and b, and that acessory pigments like ? and ?-carotones do not fluoresce in the wavelength used. In general, it is possible to say that ill plants have a decrease of chlorophylls a e b. The leaf results were analyzed through the statistical method Principal Component Analysis (PCA) in order to facilitate the observation of spectral changes. Through the developed methodology it was possible to identify and distinguish the diseases with efficiency greater than 93%. However, these results contributed for the development of a methodology for diagnosis of citrus diseases in a quick, accurate and economically viable way