Identificação de espécies de Fusarium patogênicas ao grão de bico e indução de genes relacionados a defesa com o uso de extrato de Rhizobium tropici.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, Programa de Pós-Graduação em Fitopatologia, 2020.A murcha vascular causada por fungos do complexo de espécies Fusarium oxysporum (FOSC) e a podridão negra das raízes causada pelo complexo de espécies Fusarium solani (FSSC) são algumas das principais doenças que reduzem a produção do grão de bico. O controle dessas doenças tem sido difícil, devido a variabilidade genética e a ampla gama de hospedeiros do patógeno. Portanto, o objetivo deste trabalho foi estudar a variabilidade genética das espécies de Fusarium que afetam o grão de bico cultivado em Goiás e no Distrito Federal, além de avaliar a indução de genes de defesa em plantas de grão de bico submetidas ao tratamento com extrato de Rhizobium tropici (ERT). Isolados de Fusarium foram obtidos a partir de raízes de plantas de grão de bico apresentando sintomas de murcha, amarelecimento e podridão negra das raízes. A partir dessas culturas, precedeu-se a caracterização morfológica no meio de cultura SNA e BDA. Para a identificação molecular, foi realizada a extração de DNA, seguida de amplificação de uma região parcial do gene Rpb2, purificação dos fragmentos e o subsequente sequenciamento. Os resultados demostraram variações nas características culturais e morfológicas entre os isolados. As análises filogenéticas mostraram que a maioria dos isolados do FOSC agruparam com outras espécies de Fusarium que são patogênicas a soja, feijão, algodão, banana, entre outras, enquanto que os isolados do FSSC foram agrupados com Fusarium falciforme em um único clado. Embora a identificação precisa não tenha sido possível usando apenas um gene, os resultados indicam a presença de dois complexos de espécies. Visando desenvolver metodologias para auxiliar no controle das doenças causadas por FOSC e FSSC, foi verificada a indução de genes de defesa na planta após tratamento com ERT. Raízes de grão de bico cv. Cícero foram coletadas 24 h e 48 h após a aplicação de ERT e comparadas a plantas inoculadas com água. Posteriormente, as amostras das raízes foram utilizadas para a purificação de RNA total, seguido do tratamento com DNAse para a síntese do cDNA. Os resultados obtidos mostraram que em 24 h os genes que codificam as proteínas LOX 1, DOX 1, CAT 4, PER 10 e PAL 2 tiveram a expressão regulada positivamente quando comparados ao controle. Em 48 h a expressão dos genes que codificam as proteínas LOX 1, PER 10 foi maior estatisticamente quando comparada ao tempo de 24 h, enquanto que os demais genes mantiveram o nível de expressão. Estes resultados sugerem que o ERT foi eficiente na indução da maioria dos genes de defesa avaliados, podendo ser uma alternativa para auxiliar no controle de doenças em plantas.Fusarium wilt caused by Fusarium oxysporum species complex (FOSC) and black rot of roots caused by Fusarium solani species complex (FSSC) are some of the major diseases that reduce chickpea production. The control of these diseases has been difficult due to genetic variability and the wide host range of the pathogen. Therefore, the aim of this study was to perform a morphological and genetic variability characterization of Fusarium species that affect chickpea in Goiás and Distrito Federal in Brazil. Fusarium isolates were obtained from roots of chickpea plants showing wilt, yellowing and black rot of roots. For the morphological characterization, SNA and PDA media were used. For molecular characterization, DNA extraction was performed and a region of the Rpb2 gene was amplified. The PCR products obtained were purified and sequenced. The results showed variation both cultural and morphological characteristics. The phylogenetic analyses showed FOSC isolates were clustered with other Fusarium pathogenic to soybeans, beans, cotton, banana, etc., while the FSSC isolates were clustered with Fusarium falciforme into a single clade. Although an accurate species identification was not possible using only one gene, the results indicate the presence of two species complex. In order to develop control measures for the diseases causaed by FOSC and FSSC, we also evaluated the induction of defense-related genes in chickpea plants after the application of Rhizobium tropici extract (ERT). Roots of cultivar Cicero were collected 24 and 48 hours after treatment with ERT and compared to plants treated with water. The samples of roots were used for total RNA extraction and subsequently for cDNA synthesis. The results obtained at 24h showed that the expression of genes encoding LOX 1, DOX 1, CAT 4, PER 10 and PAL 2 proteins were upregulated when compared to the control. At 48 h the expression of genes encoding LOX 1 and PER 10 proteins were upregulated when compared to the control, while the other genes maintained the same expression levels observed at 24 h. These results suggest that ERT was efficient in inducing most of the defense genes evaluated and may represent an alternative measure to control plant diseases