Pathologicall variability of Hemileia vastatrix and resistance to coffee rust

A ferrugem do cafeeiro, causada pelo fungo Hemileia vastatrix Berk. & Br., é a principal doença em todos os países produtores de café no mundo. No Brasil, a doença causa perdas entre 35% e 50% e, na América Central e Colômbia, entre 20% e 80%. O Brasil possui o maior banco de germoplasma com acessos derivados do Híbrido de Timor (HDT), na Universidade Federal de Viçosa (UFV), o qual vem sendo utilizado e, ao longo dos anos, tem sido valioso para os programas de melhoramento, visando encontrar cultivares com resistência durável à ferrugem. Cultivares com resistência à ferrugem geradas por diferentes institutos de melhoramento genético de café no Brasil foram avaliadas em campo para conhecer seu comportamento em diferentes ambientes. As epidemias registradas na América Central de 2011 a 2013 foram decorrentes de diferentes fatores econômicos, ambientais e, possivelmente, do surgimento de novas raças de H. vastatrix; a suplantação da resistência de cultivares de café lançadas como resistentes à ferrugem no mundo todo também constitui um problema para os programas de melhoramento genético. Diante desses fatos, este estudo teve como objetivos: (i) avaliar fenotipicamente os acessos de HDT; (ii) estudar o comportamento de cultivares lançadas como resistentes pelos diferentes programas de melhoramento genético do Brasil; (III) avaliar a resistência de 12 cultivares às raças II (v5) e XXXIII (v5, 7, 9) de H. vastatrix; (IV) avaliar o teor de clorofila das cultivares resistentes à ferrugem; e (V) caracterizar as raças de H. vastatrix Berk. & Br. presentes em Honduras. A avaliação dos HDTs foi realizada no viveiro de café do Departamento de Fitopatologia da UFV. Para avaliação das cultivares com resistência à ferrugem, foram conduzidos experimentos em campo, em Varginha e Viçosa, no Estado de Minas Gerais. A caracterização de raças de H. vastatrix foi desenvolvida no Instituto Hondurenho do Café (IHCAFE), em Honduras. Vinte e oito cultivares lançadas como resistentes foram estudadas durante oito anos. Os testes visando avaliar a resistência de 12 cultivares às duas raças de H. vastatrix foram conduzidos em câmaras de incubação. O teor de clorofila a, b, total e carotenoides foi determinado nas 28 cultivares. Para caracterização de raças de H. vastatrix, isolados do patógeno foram coletados em lavouras de café em Honduras, nas cultivares Lempira e Catuaí vermelho, em diversas altitudes. A caracterização fisiológica de raças do patógeno foi baseada na ausência (resistente) ou presença (suscetível) de uredósporos nos discos foliares dos clones diferenciadores. Os resultados da avaliação dos acessos de HDT, utilizando a rede de correlações, mostrou que houve correlações significativas diferentes de zero nas características vigor, produção, diâmetro de copa e altura das plantas. Nos testes de cultivares resistentes à ferrugem, verificou-se predominância da resistência quantitativa, além de algumas cultivares terem apresentado tolerância à ferrugem. Cerca de 38,4% das cultivares avaliadas foram resistentes à raça II (v5) e 100% suscetíveis à raça XXXIII (v5, 7, 9) de H. vastatrix. Quanto aos teores de clorofilas e carotenoides, houve grande variação dos valores entre os genótipos, porém não foi observada correlação com a produtividade e a incidência da ferrugem. Diante da rápida suplantação da resistência qualitativa das cultivares de café lançadas, recomenda-se buscar nos genótipos de café características de tolerância à doença, pelo fato de ser duradoura. Em se tratando da caracterização de raças de H. vastatrix, não foi possível enquadrar nenhuma das combinações dos genes de virulências dos isolados em raças patogênicas. Comprovou-se, portanto, a suplantação da resistência da variedade Lempira pelo fungo e foi feita a identificação de 16 patótipos do patógeno.The coffee rust, caused by the fungus Hemileia vastatrix Berk. & Br., is the main disease in all coffee producing countries in the world. In Brazil, the disease causes losses between 35 and 50% and, in Central America and Colombia, losses from 20 to 80%. Brazil has the largest germplasm bank with accesses derived from the Timor Hybrid (HDT) at the Federal University of Viçosa (UFV), which has been used and, over the years, has been valuable for breeding programs, aiming at to find cultivars with durable resistance to rust. Cultivars with resistance to rust, generated by the different institutes of coffee genetic improvement in Brazil, were evaluated in the field to know their behavior in different environments. The epidemics recorded in Central America from 2011-2013 were due to different economic, environmental and possibly the emergence of new races of H. vastatrix; the overriding resistance of coffee cultivars launched as rust resistant worldwide is also a problem for breeding programs. In view of these facts, the work had as objectives: (i) to evaluate phenotypically the accesses of (HDT); (ii) study the behavior of cultivars launched as resistant by the different breeding programs in Brazil; (III) to evaluate the resistance of twelve cultivars to H. vastatrix races II (v 5) and XXXIII (v5, 7, 9); (IV ) to evaluate the chlorophyll content of rust-resistant cultivars; (V) characterize the H. vastatrix in Honduras. The evaluation of the (HDT) was carried out in the coffee nursery of the Department of Plant Pathology of the UFV. To evaluate the cultivars with resistance to rust were conducted field experiments, in Varginha and Viçosa, Minas Gerais state cities. The H. vastatrix isolates characterization was developed at the Honduran Coffee Institute (IHCAFE) in Honduras. Twenty-eight cultivars released as resistant were studied for eight years. The tests to evaluate the resistance of 12 cultivars of the two races of H. vastatrix were conducted in incubation chambers. The content of chlorophyll a, b, total and carotenoids was performed in 28 cultivars. For characterization of H. vastatrix races isolated from the pathogen were collected in coffee fields in Honduras, in the cultivars Lempira and Red Catuaí, at different elevations. The physiological characterization the pathogen isolates was based on the absence (resistant) or presence (susceptible) of uredospores in the leaf disks of the differentiating clones. The data access coffee genotypes evaluation (HDT), using a network of correlations, were correlated to different levels in the following variables: vigor, yield, crown diameter and plant height. In the tests of rust resistant cultivars, they showed that there was predominance of quantitative resistance, besides some cultivars presented tolerance to rust. About 38.4% of the evaluated cultivars were resistant to race II (v 5) and, 100% susceptible to race XXXIII (v5, 7, 9), of H. vastatrix. In the chlorophyll and carotenoid contents, there was a great variation of the values among the genotypes, however, no correlation was observed with productivity and the rust incidence. In view of the rapid substitutability of the qualitative resistance of the coffee cultivars, it is recommended that coffee genotypes should be considered as tolerant to the disease, because it is durable. In the characterization of H. vastatrix races it was not possible to fit any of the combinations of the virulence genes of the isolates into pathogenic races. It was verified, therefore, the substitution of resistance of the variety Lempira by the fungus and the identification of 16 pathotypes of the pathogen