Resistência múltipla, seleção à campo e estabilidade das mutações em isolados de Phakopsora pachyrhiz aos funcicidas IDM, IQe e ISDH

Orientadora: Drª Louise Larissa May De Mio.Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa : Curitiba, 25/02/2019.Inclui referênciasResumo: O Brasil é o segundo maior produtor de soja do mundo, representando um terço da produção mundial. A ferrugem-asiática da soja (FAS) causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi é a principal doença que acomete a cultura da soja na América Latina, por ocasionar severas perdas de produtividade em decorrência da desfolha precoce. O controle da doença está baseado principalmente no controle cultural e químico, pela implantação dos métodos de vazio sanitário, calendarização de semeadura e aplicação de fungicidas. Apesar disto, a eficiência dos fungicidas a campo vem sendo reduzida pela seleção de isolados menos sensíveis aos fungicidas, resultante de mutações pontuais nos genes alvo dos fungicidas. Os principais fungicidas para controle da doença pertencem aos grupos químicos: inibidores da desmetilação (IDMs), inibidores da quinona externa (IQes), inibidores da succinato desidrogenase (ISDHs) e os multissítios. Para elucidar o que vem acontecendo no campo, foram delineados estudos visando: i) Avaliar resistência múltipla aos fungicidas IDM, IQe e ISDH em isolados monourediniais e populacionais através de ensaios de sensibilidade aos fungicidas (CE50) e detecção de mutações pontuais nos genes citocromo P450 lanosterol C-14a-demethylase (CYP51), citocromo b (CYTB) e succinato desidrogenase (SDH), provenientes dos estados brasileiros, Paraná, Rondônia, Mato Grosso e São Paulo; ii) Verificar a seleção de indivíduos a campo a partir de aplicações sequenciais de fungicidas comerciais dos grupos químicos IDM, IQe e ISDH, em diferentes municípios do estado de São Paulo e Paraná; iii) Verificar se a ausência de aplicação de fungicidas durante 50 ciclos da doença acarreta perda das mutações nos genes CYP51 e CYTB e se a aplicação de diferentes doses de protioconazol (IDM) aumenta a porcentagem de mutação no gene CYP51. Como resultados foi obtido que a mutação combinada F120L+Y131H que confere menor sensibilidade aos DMIs, prevaleceu em todas as localidades analisadas e se mostrou mais relacionada com a menor sensibilidade de protioconazol do que demais mutações pontuais encontradas no gene CYP51, que também foram menos frequentes e mais comumente encontradas no estado de São Paulo. Dos isolados analisados, 90% apresentaram mutação F129L, que confere menor sensibilidade aos IQes, ocorrendo em todas as regiões analisadas, porém com menor ocorrência no estado de São Paulo. Indicando menor pressão de seleção de fungicidas. Isolados com a mutação C-I86F conferiram menor sensibilidade aos fungicidas SDHIs e apesar de ainda pouco frequentes foram detectados em Rondônia, Paraná e São Paulo, demonstrando a rápida disseminação ou seleção destes genótipos a campo. Isolado monouredinial apresentando múltipla resistência nos genes alvo dos fungicidas IDM, IQe e ISDH foi detectado e sua disseminação e impacto deve ser futuramente avaliado. Quatro aplicações do mesmo fungicida comercial a campo é capaz de selecionar isolados mutados para os genes CYP51, CYTB e SDH em apenas um ciclo da cultura. Cinquenta ciclos da doença na ausência de fungicidas não ocasionaram perda de mutações nos genes CYP51 e CYTB de isolados monourediniais, assim como a aplicação de diferentes doses de protioconazol (IDM) não aumentou a porcentagem de mutação no gene CYP51, confirmando a estabilidade das mutações pontuais nos isolados analisados de P. pachyrhizi.Abstract: Brazil is the second largest producer of soybeans in the world, accounting for one-third of world production of this commodity. Asian soybean rust (ASR) caused by Phakopsora pachyrhizi is the main disease that affects soybean cultivation in Latin America, as it causes severe productivity losses due to early defoliation. The control of the disease is based mainly on the cultural and chemical control, the implantation of the methods of free host period, sowing scheduling and application of fungicides. Despite this, field efficacy of fungicides has been reduced by the selection of isolates less sensitive to fungicides and with point mutations in fungicide target genes. The main fungicides used belong to the groups demethylation inhibitor (DMIs), quinone outside inhibitors (QoIs), succinate dehydrogenase inhibitors (SDHIs) and multisite fungicides. Therefore, this study aimed to: i) Evaluate multiple resistance to DMI, QoI and SDHI fungicides in monouredinial and populational isolates from the Brazilian states, Paraná, Rondônia, Mato Grosso and São Paulo, through fungicide sensitivity tests (EC50) and detection of point mutations in the CYP51, CYTB and SDH genes; ii) Verify the selection of individuals in the field from sequential applications of commercial DMI, QoI and SDHI fungicides, in different municipalities of the state of São Paulo and Paraná; iii) Verify if the absence of fungicide application during 50 cycles of the disease leads to loss of mutations in the CYP51 and CYTB genes and whether the application of different doses of prothioconazole (DMI) increases the percentage of mutation in the CYP51 gene. The F120L + Y131H combined mutation, which confers less sensitivity to DMIs, prevailed in all the analyzed locations and was more related to the lower sensitivity of prothioconazole than other point mutations found in the CYP51 gene, which were also less frequent and more commonly found in the state of São Paulo. From the isolates evaluated, 90% presented the F129L mutation, which confers lower sensitivity to QoIs, being observed in all analyzed regions, but with lower occurrence in the state of São Paulo, indicating a lower fungicide selection pressure in this state. Isolates with the C-I86F mutation showed lower sensitivity to SDHI fungicides and, although still uncommon, were detected in Rondônia, Paraná and São Paulo, demonstrating the rapid dissemination or selection of these genotypes in the field. Genotype exhibiting multiple resistance in the fungicides DMI, QoI and SDHI target genes was detected and its dissemination and impact should be evaluated in the future. Three field applications of the same commercial fungicide can select mutated isolates for the CYP51, CYTB and SDH genes in only one crop cycle. Fifty cycles of the disease did not cause loss of mutations in the CYP51 and CYTB genes. In addition, the application of different doses of prothioconazole (DMI) did not increase the percentage of mutation in the CYP51 gene, confirming stability of point mutations in P. pachyrhizi analysed isolates