Characterization of the causal agent and estimation of epidemiological parameters of cotton areolate mildew in Brazil

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, Programa de Pós-Graduação em Fitopatologia, 2017.A incidência de doenças na cultura do algodoeiro tem restringido o aumento em produtividade em todas as regiões produtoras no Brasil. Dentre elas a Mancha de ramulária é a principal doença foliar do algodoeiro do Brasil. Com a expansão das áreas cultivadas para o Cerrado, a doença passou a se manifestar mais cedo provocando desfolha prematura, e consequentemente, a redução do potencial produtivo. O agente causal é tradicionalmente identificado como Ramularia areola, mas trabalhos recentes, com pouca representação de isolados nacionais transferiram o agente causal para Ramulariopsis pseudoglycines. Entretanto, uma amostragem representativa das populações brasileiras de R. areola ainda não foi estudada frente a esta classificação, para confirmar a identidade do agente causal no país. Além disso, a introdução recente de genótipos suscetíveis de algodão de origem australiana e americana, onde a doença é menos importante, tem levado a diversos surtos epidêmicos. O uso de defensivos químicos tem sido a principal forma de controle dessa doença, mas acarreta prejuízos ambientais. Além disso, aplicações intensivas de fungicidas podem induzir a seleção e prevalência de populações do patógeno resistentes aos princípios ativos mais empregados. A utilização de variedades resistentes é uma excelente alternativa de manejo, mas também induzem mudanças na composição da população do patógeno para superação de resistência do hospedeiro. O conhecimento das populações do patógeno predominantes em cada região produtora é fundamental para que os programas de melhoramento desenvolvam cultivares com resistência ampla e durável. Com base na ramificação dos conidióforos a partir da base o agente causal da doença foi transferido de Ramularia areola, para Ramulariopsis gossypii. Recentemente estudos moleculares revelaram a existência de uma nova espécie (Ramulariopsis pseudoglycines) associada com a mancha de ramulária. Adicionalmente, é possível que essa doença seja causada por um complexo de espécies, como descrito em outros patossistemas. Portanto uma amostragem representativa das populações brasileiras de Ramulariopsis spp. é fundamental para a identificação precisa do patógeno e consequentemente para o controle eficiente da doença. Diante disso esse trabalho teve como objetivos verificar a espécie predominante de Ramulariopsis que ocorre nas principais regiões produtoras de algodão no Brasil e avaliar isolados representantes de cada região, quanto a parâmetros epidemiológicos do patossistema algodão-ramularia. A caracterização molecular de 93 isolados representativos das principais regiões produtoras de algodão no país, revelou que todos os espécimes pertenceram a R. pseudoglycines. Nos ensaios de avaliação dos parâmetros epidemiológicos com cinco isolados, em condições controladas, os isolados do Mato Grosso do Sul e Mato Grosso causaram maiores incidência e severidade agressivos na cultivar susceptível cv. FM 975WS que os isolados do Maranhão, Bahia e Goiás. Além disso, o período de incubação dos isolados mais agressivos foi cinco dias menor que o dos isolados menos agressivos na cultivar susceptível. Quando avaliados na cultivar resistente cv. BRS 372 não foi superada por todos os isolados testados, com menores índices de doença. As cvs. TMG 47B2RF e DP 1648B2RF não apresentaram sintomas quando inoculados com quaisquer dos cinco isolados testados.Incidence of cotton diseases restricts increases of crop yield in all Brazilian producing regions. Among these diseases, the Ramularia leaf spot is the most important foliar disease in cotton in Brazil. Due to the expansion of cultivated areas to the Cerrado region, the disease now arises earlier, causing premature defoliation and, consequently, reduction in yield. Causal agente is traditionally referred to as Ramularia areola, but recente work, with few representatives of Brazilian isolates transferred the causal agent to Ramulariopsis pseudoglycines. So far, a representative study of Brazilian R. areola isolates has not been undertaken. In addition, the recent introduction of cotton susceptible genotypes from Australia and the United States, where the disease is less important, has been associated to several epidemic outbreaks. Nowadays, the use of pesticides is the most important control strategy of this disease, but intensive use of chemicals lead to environmental risks. However, intensive sprayings of fungicides may lead to resistant pathogen populations. The use of resistant varieties is an excellent management alternative due to its high efficiency and low environment impact, but reliance on major host resistance genes also pressures pathogen population towards resistance breakdown. Understanding the mechanisms of resistance and the variability of the pathogen populations in co-evolution with the plant host are essential for breeding programs focused on developing resistant cultivars. Based on the ramification of the conidiophores, the causal agent of ramularia leaf spot was transferred from Ramularia aerola para Ramulariopsis gossypii, and recently, molecular characterization revealed still another entity associated to ramularia leaf spot, Ramulariopsis pseudoglycines. Additionally, it is possible that the disease is caused by a complex of species, as it has been described in other pathosystems. Thus, a study of a representative sample of the Brazilian populations Ramulariopsis spp. is fundamental for the precise identification of the pathogen and for the efficient disease management. Therefore, this work aimed to identifying the predominant species of Ramulariopsis occurring in the Brazilian cotton growing regions and to evaluate representative isolates of each locality as to epidemiological parameters of the cotton-ramularia pathosystem. Molecular characterization of 93 isolate representative of the main Brazilian cotton growing regions showed that all specimens belonged to R. pseudoglycines. In the assays for evaluation of epidemiological parameters, with five isolates, in controlled conditions, representatives of the states of Mato Grosso do Sul and Mato Grosso caused higher disease incidence and severity in the susceptible cv. FM 975WS than the isolates from the states Maranhão, Bahia and Goiás. Furthermore, period of incubation of the most aggressive isolates was five days shorter than the ones of the least aggressive isolates in the susceptible cultivar. When tested against the resistant cultivar BRS 372, resistance was overcame by all isolates, albeit with lower disease levels. Cultivars TMG 47B2RF and DP 1648B2RF did not show any disease symptoms when inoculated with any one of the five isolates studied