Screening of alternative hosts of Leifsonia xyli subsp. xyli and analysis of sorghum genotypes as experimental hosts

O Brasil, maior produtor mundial de cana-de-açúcar, produzirá cerca de 642 milhões de toneladas em 9 milhões de hectares plantados da cultura na safra 2014/2015. A cana-de-açúcar, assim como a maioria das culturas semi-perenes, naturalmente perde produtividade ao longo dos cortes e o setor canavieiro se preocupa com a longevidade dos canaviais, que é limitado, entre outros fatores, por doenças bióticas. O raquitismo das soqueiras (Ratoon Stunting Disease - RSD) é considerada a doença mais importante da cultura por causar significativas perdas em produtividade. O agente causal do RSD é a bactéria Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx); o gênero é cosmopolita e apresenta inúmeras espécies. No entanto, a subespécie Lxx tem como único hospedeiro natural conhecido a cana-de-açúcar. O estudo de hospedeiros alternativos deste patógeno reveste-se de importância pela possibilidade de outras espécies servirem como fonte de inóculo para a cana-de-açúcar e também pela possibilidade da descoberta de um hospedeiro experimental que permita o estudo do RSD em condições experimentais mais favoráveis do que a cana-de-açúcar. O presente trabalho realizou um levantamento de possíveis hospedeiros alternativos de Lxx cultivados a partir de sementes ou coletados em áreas de cultivo de cana-de-açúcar empregando pares de primers desenvolvidos especificamente para a bactéria. O trabalho também objetivou analisar o desenvolvimento de três genótipos de sorgo após inoculações artificiais com Lxx. A bactéria não foi detectada em todos os vinte e sete hospedeiros analisados, sendo vinte e duas espécies de gramíneas, confirmando que seu único hospedeiro é a cana-de-açúcar. Por outro lado, Lxx infectou as três espécies de sorgo e causou significativa redução tanto em altura como em diâmetro das plantas comparado a plantas não infectadas. Conclui-se, portanto, que Lxx não coloniza naturalmente várias gramíneas, no entanto diferentes genótipos de sorgo podem ser usados como hospedeiros experimentais para estudos de RSD.Brazil is the main world producer of sugarcane, with a predicted production of 642 million tons in approximately 9 million hectares in the 2014/2015 harvest. As most semi-perennial crops, its productivity is reduced along successive cropping (ratoons). Thus, increasing the longevity of sugarcane crops, which is limited by biotic diseases, is an important goal for Brazil´s sugar industry. Ratoon stunting disease (RSD) is considered the most important disease of sugarcane because it causes significant losses in productivity. RSD is caused by the bacteria Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), a cosmopolitan genus with numerous species. However, to date sugarcane is the only known natural host of this pathogen. Identifying alternative hosts of Lxx is important not only because they might represent an additional source of inoculum but also because some might represent a better working model to the study of RSD than sugarcane. This study carried out a PCR-based screening of potential Lxx hosts with primers developed to specifically detect Lxx, using as source seeds or plant specimens collected in sugarcane fields. The effect of artificial inoculations of Lxx on the growth of three sorghum cultivars was also analyzed. Lxx was not detected in all twenty-seven alternative hosts tested, out of which twenty represented grass species, thus confirming the specificity of the Lxx-sugarcane relationship. In addition, Lxx infected the three sorghum genotypes and significantly reduced their height and diameter when compared to non-infected plants. It is concluded that Lxx does not infect other grass species; however sorghum genotypes can be used as experimental hosts in the study of RSD