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Xylella fastidiosa de ameixeira: transmissão por cigarrinhas (Hemiptera: Cicadellidae) e colonização de plantas hospedeiras / Xylella fastidiosa in plum: transmission by sharphoters (Hemiptera: Cicadellidae) and colonization in host plants

Cristiane Müller 12 April 2013 (has links)
A Escaldadura das Folhas da Ameixeira (EFA) é a principal doença da cultura no Brasil, sendo causada pela bactéria Xylella fastidiosa e transmitida entre plantas pela ação de insetos vetores, mas há carência de informações sobre a identidade dos vetores e plantas hospedeiras para estirpes de X. fastidiosa causando EFA. Objetivando subsidiar uma proposta de manejo da EFA, foram realizados estudos sobre a transmissão de X. fastidiosa por vetores em ameixeira, identificação de plantas hospedeiras da bactéria em vegetação de cobertura dos pomares que possam servir como fontes de inóculo, capacidade de colonização de estirpes de ameixeira, cafeeiro e citros em inoculações cruzadas e validação da técnica de inoculação mecânica como método de avaliação de resistência de cultivars a X. fastidiosa em programas de melhoramento de ameixeira. Inicialmente, por meio de testes de colonização por X. fastidiosa foram identificadas Ocimum basilicum, Vernonia condensata e Pentas lanceolata como plantas não hospedeiras da bactéria, permitindo a criação de cigarrinhas sadias que foram utilizadas nos ensaios de transmissão. As cigarrinhas Macugonalia cavifrons, M. leucomelas e Sibovia sagata (Hemiptera: Cicadellidae: Cicadellinae) foram identificadas como vetoras de X. fastidiosa em ameixeira com eficiência de transmissão por indivíduo variando de 12 a 21%. Para identificação de hospedeiros alternativos do patógeno, avaliaram-se 12 espécies herbáceas (folhas e raízes) predominantes na vegetação de cobertura de pomares de ameixeira com elevada incidência de EFA, sendo dois no município de Videira, SC e três no município de Jarinú, SP. Amostras de nove delas (Bidens pilosa, Lepidium ruderale, Lolium multiflorum, Plantago major, Parthenium hysterosphorus, Raphanus sativus, Rumex sp., Solanum americanum e Vernonia sp. foram positivas para X. fastidiosa em folhas e/ou raízes, pelo teste de reação de polimerase em cadeia (PCR), Testes de inoculação mecânica com um isolado de X. fastidiosa de ameixeira comprovaram a capacidade dessa estirpe bacteriana em colonizar plantas de B. pilosa, L. ruderale, R. sativus e S. americanum. Estudos de inoculação cruzada demonstraram que isolados de X. fastidiosa de citros são capazes de colonizar cafeeiro, embora em menor proporção que isolados de cafeeiro. Um isolado de ameixeira foi capaz de colonizar citros e cafeeiro, sendo que em citros a proporção de plantas infectadas foi maior. Isolados de X. fastidiosa de citros e cafeeiro não colonizam plantas de ameixeira, sendo estas colonizadas apenas pelos isolados homólogos. Estudos de inoculação mecânica de dois isolados de X. fastidiosa de ameixeira em diferentes cultivares dessa planta hospedeira, expressaram resultados corroborativos com a pré-caracterização da resistência das cultivares, validando a técnica para uso em programas de melhoramento, com melhor precisão nos resultados e ganho de tempo na avaliação de resistência à EFA. / The Plum Leaf Scald (PLS) is the main disease of plum crop in Brazil being caused by the bacterium X. fastidiosa, which is transmitted among plants by insect vectors. However, additional information is needed about the identity of vectors and host plants of X. fastidiosa isolates that cause PLS. In order to subsidize PLS management proposal, studies on X. fastidiosa vector transmission in plum, identification of host plants from orchard vegetation cover that can be source of inoculum, bacterial colonization of strains isolated from plum, coffee and citrus in cross inoculations, and validation of mechanical inoculation technique as method for assessing resistance of plum varieties against X. fastidiosa in breeding programs, were carried out. Firstly, studies of colonization by X. fastidiosa revealed that three plants are non-hosts: Ocimum basilicum, Vernonia condensata and Pentas lanceolata, allowing the maintenance of healthy leafhoppers colonies. The sharpshooters Macugonalia cavifrons, M. leucomelas and Sibovia sagata were confirmed as vectors of X. fastidiosa in plum with transmission efficiency per individual ranging from 12 to 21%. In order to identify alternative hosts of the bacterium in plum orchards, 12 plant species (leaves and roots), which are predominant in the vegetation from orchards where PLS incidence is high, two of them being located at Videira - SC and three at Jarinu - SP, were chosen to be tested. Samples of leaves and/or roots from nine plant species (Bidens pilosa, Lepidium ruderale, Lolium multiflorum, Plantago major, Parthenium hysterosphorus, Raphanus sativus, Rumex sp., Solanum americanum and Vernonia sp.) were positive for X. fastidiosa by Polymerase Chain Reaction (PCR). Mechanical inoculation tests using a plum isolate of X. fastidiosa showed the capacity of this strain in colonizing the plants B. pilosa, L. ruderale, R. sativus and S. americanum. Studies on cross inoculation demonstrated that citrus X. fastidiosa isolates are able to colonize coffee plants, although in lower intensity than strains isolated from coffee. A plum isolate was able to colonize citrus and coffee plants, but the proportion of infected plants was higher in citrus. On the other hand, isolates of X. fastidiosa from citrus and coffee do not colonize plum plants and these were only colonized by homologous isolates. Studies on mechanical inoculation of two plum strains of X. fastidiosa in different plant cultivars revealed a pre-characterization on the resistance of these cultivars, validating the technique for use in breeding programs with a better precision in results as well as saving time on the assessment of resistance against PLS.
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Bioecologia e manejo da cigarrinha-das-raízes, Mahanarva fimbriolata (Stal, 1854) (Hemiptera: Cercopidae), em cana-de-açúcar / Bioecology and management of the sugarcane spittlebug, Mahanarva fimbriolata (Stål, 1854) (Hemiptera: Cercopidae) on sugarcane

José Francisco Garcia 13 December 2006 (has links)
Os objetivos deste trabalho com Mahanarva fimbriolata foram estudar a influência de fatores abióticos (temperatura, umidade e fotoperíodo) sobre sua biologia, avaliar a flutuação populacional, sistema de amostragem de ninfas e adultos e os métodos de controle, biológico com o fungo Metarhizium anisopliae, químico com thiamethoxam (Actara® 250WG) e por resistência varietal. As condições térmicas influem na duração das fases do ciclo, não havendo desenvolvimento embrionário a 32°C. As temperaturas constantes de 30 e 32°C são letais para ninfas, sendo 25°C a temperatura ideal. Os limites térmicos inferiores de desenvolvimento e as constantes térmicas são 11,2°C e 318,2 graus-dias para a fase de ovo e 11,8°C e 468,0 graus-dias para a fase de ninfa. Condições térmicas flutuantes influem na duração das fases do inseto, mas não são letais a nenhuma delas. A umidade influi na duração e viabilidade do período embrionário. O menor período ocorre na umidade de contato, seguido pela UR de 100%. Nas UR de 80, 60 e 40%, não há desenvolvimento embrionário. Ovos expostos a essas umidades por 120 dias e, então, submetidos à umidade de contato, continuam inviáveis ou com baixas viabilidades (9,6; 6,3 e 0%, respectivamente). Indivíduos expostos à fotofase de 10 horas colocam ovos inférteis ou em aparente diapausa. Para sugarem a seiva, as ninfas inserem os estiletes na epiderme da raiz, atravessam todo o córtex e atingem o cilindro vascular, alimentando-se no xilema e no tubo crivado do floema primário. Na lâmina foliar, os adultos introduzem os estiletes, preferencialmente, pelos estômatos, atravessam as células do parênquima clorofiliano e atingem o metaxilema nos feixes vasculares. O aparecimento da cigarrinha está condicionado ao excedente hídrico e à temperatura. É possível se amostrarem adultos, com armadilhas adesivas amarelas e determinar o momento para controlar ninfas de mesma geração. Não há diferença em relação ao número de conídios depositados por ninfa em concentrações que variam de 1,6 a 5,3; 2,9 a 4,9 e 0,7 a 3,6 conídios/ninfa, respectivamente. As maiores mortalidades acumuladas, total e confirmada, de M. fimbriolata pulverizada com M. anisopliae, oito dias após a inoculação, são constatadas na dosagem de 5,0 x 108 conídios.ml-1, sendo de 57,5 e 62,3% (total) e 42,7 e 45,2% (confirmada) com pulverização sobre ninfa e espuma, respectivamente. M. anisopliae apresenta maior potencial para controle da cigarrinha quando pulverizado sobre a ninfa ou a espuma e sem a lavagem de conídios após a aplicação. Dentre as variedades estudadas, SP81-3250 é a mais suscetível à cigarrinha, possibilitando maior longevidade de machos e fêmeas, maior período de oviposição e elevada fecundidade. A variedade RB72454 reduz em 50% a população de ninfas nas raízes. A aplicação de thiamethoxam, a 1,0 kg p.c./ha, na base das plantas, proporciona controle superior a 90% até 60 DAA e residual de 105 dias (0,02 mg.kg-1) nas raízes. A eficiência de controle na pulverização foliar diminui para 34%, 15 DAA, com resíduos de 2,61 mg.kg-1 nas raízes. Pulverizações dirigidas ao colmo apresentam resíduos inferiores a 0,02 mg.kg-1 nas raízes, sem controle da praga. / The objectives of this work were to study the influence of abiotic factors (temperature, moisture, and photoperiod) on Mahanarva fimbriolata biology, and to evaluate population fluctuation, sampling system for nymphs and adults, and biological control with the fungus Metarhizium anisopliae, chemical control with thiamethoxam (Actara® 250 WG), and control by varietal resistance. The temperature conditions influence life cycle stage duration; no embryonic development is observed at 32°C. Constant temperatures of 30 and 32°C are lethal to nymphs, whereas 25°C is the ideal temperature. The lower temperature development thresholds and thermal constants are 11.2°C and 318.2 degree-days for the egg stage and 11.8°C and 468.0 degree-days for the nymphal stage. Fluctuating temperature conditions influence stage duration but are not lethal to any of the stages. Humidity influences the duration and viability of the embryonic period. The shortest period occurs at contact humidity, followed by 100% RH No embryonic development occurs at RH values of 80, 60, and 40%. Eggs exposed to these humidity values for 120 days and then submitted to contact humidity remain unviable or present low viability (9.6; 6.3, and 0%, respectively). Individuals exposed to a 10-hour photophase lay infertile or apparently-diapausing eggs. In order to suck sap, the nymphs insert their stylets into the root epidermis, passing through the entire cortex and reaching the vascular cylinder, feeding on the xylem and on the sieve tube of the primary phloem. On the leaf blade, the adults introduce their stylets preferentially through the stomata, passing through the chlorophyll-bearing parenchyma cells and reaching the metaxylem on the vascular bundles. Spittlebug occurrence is conditioned to water surplus and temperature. Adults can be sampled by means of yellow sticky traps, allowing the control of same-generation nymphs to be synchronized. There are no differences with regard to the number of conidia deposited per nymph at concentrations ranging from 1.6 to 5.3; 2.9 to 4.9; and 0.7 to 3.6 conidia/nymph, respectively. The highest cumulative, total, and confirmed mortalities of M. fimbriolata sprayed with M. anisopliae eight days after inoculation are verified at a dose of 5.0 × 108 conidia.ml-1, with values of 57.5 and 62.3% (total), and 42.7 and 45.2% (confirmed) when sprayed on the nymphs and on the spittle, respectively. M. anisopliae has a greater potential to control spittlebugs when sprayed on nymphs or on the spittle without washing off the conidia after application. Among the varieties studied, SP81-3250 is the most susceptible to the spittlebug, allowing greater longevity of males and females, a longer oviposition period, and high fecundity. Variety RB72454 reduces the nymphal population on roots by 50%. The application of thiamethoxam at 1.0 kg c.p./ha at the base of plants provides control rates higher than 90% until 60 DAA and a residual control of 105 days (0.02 mg.kg-1) on the roots. Leaf spray control effectiveness decreases to 34% at 15 DAA, with residues of 2.61 mg.kg-1 in roots. Sprays directed at the stalk show residues lower than 0.02 mg.kg-1 in roots, without controlling the pest.
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Comunidade bacteriana associada às cigarrinhas (Hemiptera:Cicadellidae), insetos vetores de Xylella fastidiosa / Bacterial community associated to sharpshooters (Hemiptera: Cicadellidae) insect vectors of Xylella fastidiosa

Cláudia Santos Gai 20 December 2006 (has links)
A Clorose Variegada dos Citros (CVC), doença que causa graves prejuízos à citricultura no estado de São Paulo, é causada pela bactéria Xylella fastidiosa que é transmitida pelas cigarrinhas Bucephalogonia xanthophis (Berg), Dilobopterus costalimai (Young), Acrogonia citrina (Marucci & Cavichioli) e Oncometopia facialis (Signoret). Durante a alimentação em plantas afetadas, esses insetos adquirem a bactéria, que coloniza o pré-cibário e o cibário, e depois são capazes de transmitir a doença para plantas sadias. Colonizando o xilema das plantas de citros encontram-se também bactérias endofíticas, que são microrganismos capazes de colonizar internamente tecidos de plantas sem causar dano aparente, e que podem interagir com patógenos no interior do hospedeiro. Este trabalho teve como objetivo avaliar a comunidade bacteriana associada as cigarrinhas vetoras de CVC, e observar as possíveis interações que ocorrem entre insetos vetores de X. fastidiosa e bactérias endofíticas de citros. Primeiramente foi feito um isolamento das bactérias da cabeça de cigarrinhas coletadas em pomares de citros afetados com CVC. Foram isoladas um total de 17230 bactérias de três espécies de cigarrinhas (O. facialis, D. costalimai e A. citrina) em três datas diferentes (22/março, 05/maio e 14/junho de 2002), que foram primeiramente classificadas em 9 grupos morfológicos. Do total, 120 bactérias representantes foram avaliadas por ARDRA e classificadas em 16 haplótipos, dos quais alguns foram identificados, por seqüenciamento da região 16S do rDNA, como Methylobacterium sp. e Curtobacterium sp., que são bactérias endofíticas de citros já descritas e que interagem com X. fastidiosa em citros. Primers específicos para estas bactérias foram utilizados para PCRs com o DNA total da cabeça de cigarrinhas e variou de 39,1% a 89,6% nas diferentes espécies. A comunidade bacteriana associada às cigarrinhas foi também avaliada por DGGE e apresentou variações quanto ao inseto hospedeiro e quanto à época das avaliações. Um isolado de M. mesophilicum expressando o gene da proteína verde fluorescente (GFP ? Green Fluorescent Protein) foi utilizado para experimento de transmissão deste endófito por B. xanthophis. Os insetos se alimentaram em membrana contendo a solução da bactéria e depois foram colocados em plantas de Catharanthus roseus. Das plantas, 13% apresentaram a bactéria fluorescente colonizando tecidos endofiticamente, o que indica que a cigarrinha é capaz de transmitir o endófito. Testes para a avaliação da produção de moléculas de quorum sensing (AHLs - Acil Homocerina Lactonas) foram feitos para M. mesophilicum e M. extorquens. Foram ainda desenvolvidos mutantes de M. extorquens, defectivos para a produção de biofilme e AHLs. / The Citrus Variegated Chlorosis (CVC), a very important disease which attacks citrus trees in the state of São Paulo, is caused by the xylem-limited bacteria, Xylella fastidiosa, which is transmitted by four species of sharpshooters (Cicadellidae) Bucephalogonia xanthophis (Berg), Dilobopterus costalimai (Young), Acrogonia citrina (Marucci & Cavichioli) and Oncometopia facialis (Signoret) which are capable of acquiring X. fastidiosa from the xylem while feeding. In plants, endophytic bacteria, which inhabit the interior of aerial plant parts developing an asymptomatic infection and show potential benefits as biocontrol agents of pests and diseases, may colonize the same niche of pathogens, such as X. fastidiosa, what could allow endophytes to interact with the pathogen. Bacteria were isolated from head of insect vectors, collected on affected citrus plants. From 17230 bacteria isolated from the heads of three insect species (O. facialis, D. costalimai and A. citrina) in three different days (22/march, 05/may and 14/june of 2002), 120 bacteria were tested with ARDRA and classified into 16 different haplotypes. The most frequent strains had their 16S rDNA fragment sequenced and they were identified as Methylobacterium sp. and Curtobacterium sp., bacteria which have been described as citrus endophytes which interact with X. fastidiosa. Total DNA of insect heads was used in Nested PCRs for detection of these citrus endophytes in insects. The frequencies of detection ranged from 39,1% to 89,6%. The bacterial community associated to sharpshooters was also evaluated by DGGE and presented variations due to insect host and time of the evaluations. One M. mesophilicum isolate, expressing the GFP (Green Fluorescent Protein), was used to test the transmission of endophytes by B. xanthophis. Insects fed on membranes containing a bacterial solution and after were trapped on Catharanthus roseus. From the evaluated plants, 13% presented the fluorescent protein colonizing endophytically, indicating that the insect is able to transmit the endophytic bacteria. Biofilm and quorum sensing molecules (AHLs - Acyl Homocerine Lactones) production by Methylobacterium sp. were tested, and M. extorquens mutants for both features were produced.
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Potenciais hospedeiros alternativos para o fitoplasma e o espiroplasma, agentes do enfezamento do milho, e alterações bioquímicas em plantas infectadas pelo espiroplasma / Potencial hosts for maize mollicutes, agent of corn stunt, and biochemical changes in plants infected by the spiroplasma

Haas, Isolda Cristina Ruschel 16 April 2010 (has links)
Os enfezamentos vermelho e pálido são importantes doenças do milho, causadas, respectivamente, por um fitoplasma e por um espiroplasma (Spiroplasma kunkelii). As duas formas de enfezamento foram relatadas no Brasil no início da década de 70 e se tornaram economicamente relevantes no início dos anos 80, com a introdução de novas técnicas de cultivo no milho. Apesar de ser um patossistema conhecido e estudado, ainda há certos pontos em relação à doença que permanecem desconhecidos. Um deles é em relação à sobrevivência do vetor (Dalbulus maidis) e do patógeno durante a entressafra. Outro, diz respeito às alterações bioquímicas envolvidas na relação hospedeiro-patógeno. O presente trabalho visou avaliar algumas gramíneas, usadas na formação de pastagens, e ervas-daninhas, que ocorrem nas áreas cultivadas com milho, como possíveis hospedeiros alternativos destes patógenos; ainda, buscouse estudar algumas alterações bioquímicas que ocorrem nas plantas de milho quando infectadas por espiroplasma. Para isto, o trabalho foi desenvolvido em três etapas. Na primeira, onze espécies de capins e ervas daninhas foram experimentalmente inoculadas com o espiroplasma através do vetor. As avaliações foram realizadas com base na observação de sintomas, na detecção molecular do espiroplasma nos tecidos das plantas inoculadas e na contagem de insetos sobreviventes nestas plantas inoculadas. Como resultado, nenhuma das espécies testadas mostrou resultado positivo para presença do patógeno inoculado e não demonstrou capacidade em hospedar o espiroplasma. Em uma segunda etapa, três gramíneas sabidamente infectadas com o fitoplasma do enfezamento vermelho do milho (capim colonião, capim braquiária e capim marmelada) foram testadas quanto à capacidade de servirem como planta-fonte na aquisição do fitoplasma pelo vetor. Após o estabelecimento dos insetos nestas plantas, os mesmos foram transferidos para plantas sadias de milho. As avaliações também foram realizadas com base na observação de sintomas e detecção molecular do fitoplasma nos tecidos das plantas inoculadas. Das três espécies testadas como hospedeiras alternativas, o capim colonião demonstrou ser um hospedeiro alternativo do fitoplasma. Estes resultados trouxeram uma significativa contribuição ao melhor conhecimento da epidemiologia da doença, mostrando a existência de outro hospedeiro do patógeno além do milho. Na última etapa, foram escolhidos um híbrido suscetível e um resistente, os quais foram inoculados com cigarrinhas infectadas pelo espiroplasma e submetidos à análise bioquímica para avaliação de alguns compostos, como proteínas, fenóis, clorofilas, açúcares e as enzimas peroxidase e -1,3-glucanase. Amostras foliares foram coletadas e avaliadas em 6 diferentes períodos: 0, 10, 20, 40, 60 e 80 dias após a inoculação. Os resultados revelaram um aumento na quantidade de todos os compostos avaliados, porém uma redução na clorofila e proteína total para o híbrido suscetível. As análises evidenciaram que as alterações nas atividades enzimáticas parecem fazer parte de uma resposta inespecífica de defesa da planta. / The maize bushy stunt and corn stunt are relevant diseases caused, respectively, by a phytoplasma and a spiroplasma (Spiroplasma kunkelii). Both kinds of stunting were reported in Brazil in the beginning of the 1970´s and became economically important in the beginning of the 1980´s, with the adoption of new techniques for maize cultivation. Although this pathosystem has been well studied, there are still some unknown points related to the diseases. One of them is related to survival of the leafhopper vector (Dalbulus maidis) and pathogens during the maize off-season. The other one is related to biochemical changes involved in the host-pathogen interaction. This research aimed to evaluate some pasture grasses and weeds that occur on areas cultivated with corn as possible alternatives hosts for these pathogens; an additional study was conducted to investigate biochemical alterations in maize plants infected by S. kunkelii. So, the research was carried out on three steps. First, eleven species of grasses and weeds were inoculated with S. kunkelii by using infective leafhoppers. The evaluations were based on symptoms and molecular detection of the pathogen in the inoculated plants, as well as on counting of surviving insects onto these inoculated plants. S. kunkelii was not detected by PCR or symptoms in any of the inoculated plant species, indicating that they are not able to host this pathogen. In the second step, three species of grasses (Panicum maximum, Brachiaria plantaginea and Brachiaria decumbens) infected with the maize bushy stunt phytoplasma (MBSP) were tested as source plants of this pathogen for acquisition by its vector. After insects establishing on these plants, they were transferred to healthy corn plants. Transmission to maize was determined based on symptoms and molecular detection of the phytoplasma in the inoculated plant tissues. Out of the three grass species tested, only P. maximum was shown to serve as an alternative host of the phytoplasma. These results represent a relevant contribution to understanding of the disease epidemiology, indicating a species distinct of maize as a source plant for MBSP. In the last study, a susceptible and a resistant hybrid were inoculated with S. kunkelii by infective leafhoppers. Biochemical analyses were carried out to evaluate changes in proteins, phenols, chlorophylls, total sugars and enzymes peroxidase and -1, 3 glucanase. Leaf samples were harvested at 6 different times: 0, 10, 20, 40, 60 and 80 days after inoculation. Results revealed an increase in all biochemical parameters evaluated, with exception for the chlorophyll content and soluble protein in a susceptible hybrid that decreased. The analysis showed that enzyme activity may be an unspecific response of the plant to the pathogen.
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Enfezamento da couve-flor: identificação molecular de fitoplasmas, evidência de potencial vetor e análise epidemiológica da doença / Cauliflower stunt: molecular identification of phytoplasmas, evidence of potential vector and epidemiological analysis of the disease

Rappussi da Silva, Maria Cristina Canale 17 June 2010 (has links)
A couve-flor está entre as folhosas mais produzidas na região do Cinturão Verde de São Paulo. A planta apresenta alto valor nutricional para os consumidores e relevante importância econômica e social para os agricultores. Em campos comerciais, têm sido observadas plantas exibindo sintomas de enfezamento e deformação da inflorescência, além da necrose dos vasos condutores. A doença foi denominada de enfezamento e a sua incidência e severidade têm se tornado mais intensas nos últimos anos, afetando a produção e levando ao abandono do cultivo. O quadro sintomatológico levantou a suspeita de que a doença pudesse estar sendo causada por fitoplasmas. Desta forma, este trabalho teve como objetivos detectar e identificar os fitoplasmas associados às plantas doentes de couve-flor, demonstrar a sua patogenicidade, buscar possíveis insetos vetores do agente patogênico e analisar a distribuição espacial da doença no campo. Amostras de plantas coletadas na região do Cinturão Verde ou enviadas de outras localidades tiveram o DNA total extraído e submetido a reações de PCR. A amplificação de fragmentos genômicos de 1,2 kb evidenciaram a presença de fitoplasmas nos tecidos de 66% das plantas sintomáticas. A detecção de fitoplasmas em plantas assintomáticas revelou a ocorrência de infecção latente e que plantas sem sintomas aparentes podem ser portadoras do patógeno. O emprego de PCR com primers específicos, análises convencionais e virtuais de RFLP e análise filogenética permitiram a identificação de fitoplasmas afiliados aos grupos 16SrIII-J, 16SrXIII e 16SrXV-A, com predominância para a ocorrência do grupo 16SrIII. Secções histológicas feitas à mão da região vascular de plantas de couve-flor doentes observadas em microscópio de luz revelaram que a região do floema apresentava-se escurecido e com início de degeneração celular. Fitoplasmas do grupo 16SrXIII foram encontrados em cigarrinhas da espécie Balclutha hebe coletadas em campo cultivado com couve-flor. Estes insetos foram utilizados em experimentos de transmissão e foram capazes de inocular fitoplasmas em plantas sadias de couve-flor e vinca. A transmissão também ocorreu a partir de plantas doentes de couve-flor para plantas sadias de vinca, através do emprego da planta parasita cuscuta. Análise epidemiológica da doença foi feita em dez campos de cultivo de couve-flor, localizados no município de Sorocaba-SP. Análises do índice de dispersão, lei de Taylor modificada e áreas isopatas evidenciaram que plantas de couveflor com sintomas de enfezamento encontraram-se agregadas no campo, e que os focos da doença tinham início nos bordos da cultura. O presente trabalho demonstrou que o enfezamento da couve-flor está associado aos fitoplasmas, os quais podem estar sendo transmitidos por cigarrinhas, sendo que, em termos epidemiológicos, a doença tem padrão agregado de distribuição no campo. / Cauliflower is among the most produced vegetable in the region of the Green Belt of Sao Paulo State. It has high nutritional value and relevant social and economic importance for farmers. In commercial fields, it has been observed plants exhibiting symptoms of stunting, deformation of the inflorescence and conductive vessel necrosis. The disease was named cauliflower stunt and its incidence and severity have become more intense in the past years, the production is being affected and the field is abandoned by the growers. The symptomatology raised the suspect that the disease could be caused by phytoplasmas. Thus, this study aimed to detect and identify phytoplasmas associated to diseased cauliflowers, demonstrate its pathogenicity, look for possible insect vectors of the pathogen and analyse the spatial distributions of disease in the field. Plant samples collected in the region of the green belt or sent from other locations had the total DNA extracted and subjected to PCR reactions. Amplification of genomic fragments of 1.2 kb revealed the presence of phytoplasmas in 66% of the symptomatic plants. The detection of phytoplasmas in asymptomatic plants revealed the occurrence of latent infection and that plants without visible symptoms may be infected. The use of specific primers, conventional and virtual RFLP analysis and phylogenetic analysis allowed the identification of phytoplasmas affiliated to 16SrIII-J, 16SrXIII and 16SrXV-A groups, and predominantly the occurrence of 16SrIII group. Histological sections made by hand of the vascular region of symptomatic cauliflower were observed under light microscope and revealed that the phloem was darkened and with beginning of cellular degeneration. The 16SrXIII phytoplasma was found in Balclutha hebe from cauliflower field. These insects were used in experiments and were able to transmit phytoplasmas to healthy cauliflower and periwinkle. The transmission also occurred from diseased cauliflower to healthy periwinkle through the parasitic plant dodder. Epidemiological analysis of the disease was made in ten plots of cauliflower, located in Sorocaba, SP. Dispersion index, modified Taylors law and isopath areas analysis showed that cauliflower plants with symptoms of stunting were aggregated in field and initial foci were at the edge of the plot. This study demonstrated that cauliflower stunt is associated with phytoplasmas, that may be being transmitted by insects (Homoptera) and, in epidemiological terms, the diseased plants show aggregated pattern of distribution in the field.
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Xylella fastidiosa adesão e colonização em vasos do xilema de laranjeira doce, cafeeiro, ameixeira, fumo e espécies de cigarrinhas vetoras e formação de biofilme sobre película de poliestireno. / Xylella fastidiosa - adhesion and colonization in xylem vessels of sweet orange, coffee, plum and tabacco, and insect vectors and formation of biofilme on polystyrene surface.

Alves, Eduardo 06 March 2003 (has links)
X. fastidiosa é uma bactéria fitopatogênica limitada ao xilema, que tem afetado um grande número de plantas no Brasil e no mundo. Muitos trabalhos já foram realizados sobre esta bactéria, mas pouco se conhece a respeito da adesão, colonização e expressão dos sintomas. Os objetivos deste trabalho foram: a) através do uso da microscopia eletrônica e de luz, determinar e relacionar o número de vasos colonizados de citros, cafeeiro e ameixeira com a sintomatologia em folhas; b) estudar a adesão, migração radial e colonização dos vasos do xilema do pecíolo de folhas de citros pela bactéria; c) estudar algumas variáveis experimentais que afetam a expressão dos sintomas em fumo; d) verificar os sítios de ligação da bactéria em cigarrinhas vetores; e) estudar a adesão e a formação do biofilme por X. fastidiosa em superfície de poliestireno, como uma nova metodologia. Os resultados mostraram em ameixeira e cafeeiro uma relação entre o número de vasos colonizados e a expressão de sintomas necróticos, relação esta que não pode ser observada para citros, o qual apresentava um número de vasos colonizados do pecíolo bem menor que o das outras duas espécies. No estudo da bactéria nos vaso do xilema de citros foi possível verificar as diversas fases do processo de colonização do xilema, bem como a capacidade da bactéria em degradar a parede celular primária da pontuação e migrar para os vasos adjacentes. Neste estudo foi também possível verificar respostas da planta à bactérias caracterizadas pela produção de cristais no lúmen dos vasos do xilema e o acúmulo de goma e hiperplasia de células nas folhas. No estudo com variedades de fumo verificou-se que a cultivar Havana apresentou expressão de sintomas mais intensa que as variedades TNN e RP1 e que o aparecimento dos mesmos não foi influenciado pelo volume de inóculo e pelo local de inoculação, mas sim pela adubação com sulfato de amônio, a qual retardou o aparecimento dos sintomas e reverteu os sintomas inicias em folhas após a aplicação. Em cigarrinhas, células bacterianas com morfologia similar as de X. fastidiosa, foram visualizadas aderidas pela parte lateral na câmara do cibário (sulco longitudinal, parede lateral e membrana do diafragma) de Acrogonia citrina, e Oncometopia facialis, no canal do apodeme de Dilobopterus costalimai e pela parte polar no precibário de O. facialis. Finalmente, no estudo da adesão de X. fastidiosa a película de poliestireno, os resultados revelaram as várias fases da formação do biofilme, aspectos da sua arquitetura, e indicaram que a técnica é uma ferramenta adequada para o estudo da formação do biofilme e também da morfologia das bactérias. Os resultados são discutidos em termos de modelos de adesão e colonização, da bactéria e importância para o conhecimento dos mecanismos de patogenicidade da bactéria em plantas e transmissão pelos vetores. / X. fastidiosa is a xylem-limited bacterium that has been affecting a high number of plants in Brazil and in the world. A lot of researches were already accomplished on this bacterium, but little is known regarding the adhesion, colonization and expression of the symptoms in plants. The objectives of this work were: a) through the use of electron microscopy and of light microscopy determine and to correlate the number of xylem colonized vessels of petiole of sweet orange, coffee and plum with chlorosis and leaf scorching in leaves; b) study the adhesion, radial migration and colonization of the vessels of the petiole xylem of sweet orange by the bacterium; c) study some experimental variables that affect the expression of symptoms in tobacco; d) verify the retention sites of the bacterium in sharpshooters; d) study the adhesion and biofilm formation by X. fastidiosa on polystyrene surface. The results showed a relationship between the number of colonized vessels in plum and coffee and the expression of necrotic symptoms. However, that relationship was not observed for sweet orange, which presented a number of colonized vessels smaller than the other two species. In the study of the bacterium in the xylem vessels of sweet orange it was possible to verify the several phases of the colonization process of the xylem as well as the ability of the bacterium to degrade the primary cell wall of the pit and migrate to adjacent vessels. It was also possible to verify responses of the plant to the bacterium characterized by the production of crystals in the lumen of the xylem vessels and gum accumulation and hyperplasia in the leaf cells. Regarding the tobacco varieties it was verified that the expression of symptoms is more intense in the cultivar Havana than in the cultivars TNN and RP1. It was also seen that symptoms expression was not influenced by the inoculum volume or the inoculation place, but it was altered by fertilization with ammonium sulfate, which delayed the beginning of the symptoms and reverted the symptoms in leaves after the application. In sharpshooters, bacterial cells exhibiting morphology similar to X. fastidiosa were visualized attached to the lateral side in the cibarium camera (longitudinal, lateral wall and membrane of the diaphragm) of Acrogonia citrina, and Oncometopia facialis, in the apodemal channel of Dilobopterus costalimai, and in the polar part in the pre-cibarium of O. facialis. Finally, in the study of the adhesion of X. fastidiosa on polystyrene surface, the results revealed the several phases of biofilm formation; aspects of its architecture, and it also indicated that the technique is an appropriate tool to study of the formation of biofilms and also of the bacterial morphology. The results are discussed regarding adhesion models, colonization, and distribution of the bacterium in the plant and the importance of knowing the pathogenicity mechanisms of X. fastidiosa and its transmission by the insect vectors.
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Cigarrinhas (Hemiptera: Cicadellidae) potenciais vetoras de um fitoplasma (grupo 16SrlX) associado a sintomas de Huanglongbing dos citros, suas plantas hospedeiras e quantificação do patógeno / Potential leafhopper vectors (Hemiptera: Cicadellidae) of a phytoplasma (16SrIX group) associated with citrus huanglongbing symptoms, host plants and pathogen quantification

Marques, Rodrigo Neves 08 April 2011 (has links)
O Huanglongbing (HLB) é uma das mais temidas doenças da citricultura mundial, associada a bactérias do gênero Candidatus Liberibacter, que foram detectadas no Brasil em 2004. Em 2008, detectou-se outra bactéria associada a sintomas de HLB no Estado de São Paulo, que foi caracterizada como sendo um fitoplasma do grupo 16 SrIX. Fitoplasmas são molicutes fitopatógenos restritos ao floema de plantas, disseminados por insetos vetores. O presente trabalho buscou identificar cigarrinhas potencialmente vetoras do fitoplasma associado ao HLB e plantas hospedeiras desses insetos, bem como desenvolver uma técnica de quantificação de DNA desse patógeno em insetos e plantas. Amostragens de cigarrinhas foram realizadas quinzenalmente por 12 meses em dois pomares de laranja com histórico de ocorrência do fitoplasma 16SrIX na região norte do Estado de São Paulo, usando-se armadilhas adesivas amarelas em duas alturas (0,3 e 1,5 m) da copa de árvores cítricas, e rede de varredura na vegetação espontânea. Dados faunísticos identificaram uma espécie de Agalliinae (Agallia albidula Uhler) e três de Deltocephalinae, [Balclutha hebe (Kirkaldy), Planicephalus flavicosta (Stål) e Scaphytopius (Convelinus) marginelineatus (Stål)], como os cicadelídeos (Hemiptera: Cicadellidae) mais abundantes e frequentes nas áreas estudadas. Essas espécies predominaram na amostragem com rede de varredura e na menor altura de coleta com armadilhas adesivas, indicando comportamento de alimentação em vegetação rasteira. Com observações visuais, verificou-se associação das espécies com certas plantas invasoras, e influência da composição florística da vegetação rasteira sobre a abundância das cigarrinhas. S. marginelineatus e P. flavicosta ocorreram com maior frequência em Sida rhombifolia L. e Althernantera tenella Colla, respectivamente, enquanto que A. albidula foi predominante em Conyza bonariensis (L.) Cronq., e B. hebe ocorreu exclusivamente em gramíneas, principalmente Panicum maximum Jacq.. Plantas invasoras amostradas nas áreas foram testadas para a presença do fitoplasma 16SrIX, porém sem resultados positivos. No entanto, amostras de campo da cigarrinha S. marginelineatus foram positivas por PCR e sequenciamento para o referido fitoplasma. Indivíduos de S. marginelineatus criados em laboratório e mantidos por um período de acesso à aquisição de 72 h em citros infectado com o fitoplasma 16SrIX, foram capazes de transmití-lo para citros, após 21 dias de latência, porém com baixa eficiência (0,5%). Por meio de PCR quantitativo desenvolvido para esse fitoplasma, verificou-se baixo título do patógeno tanto em S. marginelineatus, quanto em plantas cítricas infectadas, o que pode explicar, pelo menos em parte, a baixa eficiência de transmissão pelo inseto tendo citros como fonte. Isto sugere a existência de outros hospedeiros mais adequados como fontes de inóculo para aquisição do fitoplasma por S. marginelineatus ou outro vetor ainda desconhecido. / Huanglongbing (HLB) is a severe citrus disease associated to phloemlimited bacteria in the genus Candidatus Liberibacter, which were detected in Brazil in 2004. In 2008, another bacterium was found in association with HLB symptom in the São Paulo State, and characterized as a phytoplasma belonging to 16SrIX group. Phytoplasmas are vector-borne phytopathogenic mollicutes that inhabit plant sieve elements. The goals of this study were to identify potential leafhopper vectors of the HLB-associated phytoplasma and their host plants, as well as to establish a real-time PCR procedure for pathogen quantification in vectors and plants. Leafhoppers were sampled fortnightly for 12 months by yellow sticky cards placed at two heights (0.3 and 1.5 m) on the citrus tree canopy and by sweep net in the ground vegetation of two sweet orange groves with history of infection by the 16SrIX phytoplasma, in the northern region of São Paulo State. Faunistic analyses indicated 1 Agalliinae (Agallia albidula Uhler) and 3 Deltocephalinae [Balclutha hebe (Kirkaldy), Planicephalus flavicosta (Stål) e Scaphytopius (Convelinus) marginelineatus (Stål)] species that were the most abundant and frequent leafhoppers (Hemiptera: Cicadellidae) in the experimental areas. These species predominated in sweep net and in sticky traps catches at 0.3 m above soil, showing that they inhabit the ground vegetation. Visual observations indicated a strong association of leafhopper species with some weeds and the influence of weed species composition on leafhopper abundance in the ground vegetation. S. marginelineatus and P. flavicosta were more frequent on Sida rhombifolia L. and Althernantera tenella Colla, respectively, while A. albidula was observed more often on Conyza bonariensis (L.) Cronq., and B. hebe occurred solely on grasses, more abundantly on Panicum maximum Jacq. Fourteen weed species sampled in the area were PCR tested for infection by the 16SrIX phytoplasma, but none was found infected. Nevertheless, 3 out of 30 field-collected samples (10 adults per sample) of S. marginelineatus tested positive for this phytoplasma by PCR and sequencing. Healthy lab-reared adults of S. marginelineatus were able to transmit inefficiently (0,5%) the 16SrIX phytoplasma to healthy citrus after a 72-h acquisition access period on infected citrus plants followed by a 21-day latent period on S. rhombifolia plants. By using the qPCR method developed for this phytoplasma, a very low pathogen titer was found both in S. marginelineatus and in infected citrus plants, which may explain, at least partially, the low transmission efficiency by this vector using citrus as a source plant. It also suggests that existence of alternative hosts that might be more adequate as inoculum sources for phytoplasma acquisition and spread by S. marginelineatus or another vector yet to be discovered.
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Cigarrinhas (Hemiptera: Cicadellidae) potenciais vetoras de um fitoplasma (grupo 16SrlX) associado a sintomas de Huanglongbing dos citros, suas plantas hospedeiras e quantificação do patógeno / Potential leafhopper vectors (Hemiptera: Cicadellidae) of a phytoplasma (16SrIX group) associated with citrus huanglongbing symptoms, host plants and pathogen quantification

Rodrigo Neves Marques 08 April 2011 (has links)
O Huanglongbing (HLB) é uma das mais temidas doenças da citricultura mundial, associada a bactérias do gênero Candidatus Liberibacter, que foram detectadas no Brasil em 2004. Em 2008, detectou-se outra bactéria associada a sintomas de HLB no Estado de São Paulo, que foi caracterizada como sendo um fitoplasma do grupo 16 SrIX. Fitoplasmas são molicutes fitopatógenos restritos ao floema de plantas, disseminados por insetos vetores. O presente trabalho buscou identificar cigarrinhas potencialmente vetoras do fitoplasma associado ao HLB e plantas hospedeiras desses insetos, bem como desenvolver uma técnica de quantificação de DNA desse patógeno em insetos e plantas. Amostragens de cigarrinhas foram realizadas quinzenalmente por 12 meses em dois pomares de laranja com histórico de ocorrência do fitoplasma 16SrIX na região norte do Estado de São Paulo, usando-se armadilhas adesivas amarelas em duas alturas (0,3 e 1,5 m) da copa de árvores cítricas, e rede de varredura na vegetação espontânea. Dados faunísticos identificaram uma espécie de Agalliinae (Agallia albidula Uhler) e três de Deltocephalinae, [Balclutha hebe (Kirkaldy), Planicephalus flavicosta (Stål) e Scaphytopius (Convelinus) marginelineatus (Stål)], como os cicadelídeos (Hemiptera: Cicadellidae) mais abundantes e frequentes nas áreas estudadas. Essas espécies predominaram na amostragem com rede de varredura e na menor altura de coleta com armadilhas adesivas, indicando comportamento de alimentação em vegetação rasteira. Com observações visuais, verificou-se associação das espécies com certas plantas invasoras, e influência da composição florística da vegetação rasteira sobre a abundância das cigarrinhas. S. marginelineatus e P. flavicosta ocorreram com maior frequência em Sida rhombifolia L. e Althernantera tenella Colla, respectivamente, enquanto que A. albidula foi predominante em Conyza bonariensis (L.) Cronq., e B. hebe ocorreu exclusivamente em gramíneas, principalmente Panicum maximum Jacq.. Plantas invasoras amostradas nas áreas foram testadas para a presença do fitoplasma 16SrIX, porém sem resultados positivos. No entanto, amostras de campo da cigarrinha S. marginelineatus foram positivas por PCR e sequenciamento para o referido fitoplasma. Indivíduos de S. marginelineatus criados em laboratório e mantidos por um período de acesso à aquisição de 72 h em citros infectado com o fitoplasma 16SrIX, foram capazes de transmití-lo para citros, após 21 dias de latência, porém com baixa eficiência (0,5%). Por meio de PCR quantitativo desenvolvido para esse fitoplasma, verificou-se baixo título do patógeno tanto em S. marginelineatus, quanto em plantas cítricas infectadas, o que pode explicar, pelo menos em parte, a baixa eficiência de transmissão pelo inseto tendo citros como fonte. Isto sugere a existência de outros hospedeiros mais adequados como fontes de inóculo para aquisição do fitoplasma por S. marginelineatus ou outro vetor ainda desconhecido. / Huanglongbing (HLB) is a severe citrus disease associated to phloemlimited bacteria in the genus Candidatus Liberibacter, which were detected in Brazil in 2004. In 2008, another bacterium was found in association with HLB symptom in the São Paulo State, and characterized as a phytoplasma belonging to 16SrIX group. Phytoplasmas are vector-borne phytopathogenic mollicutes that inhabit plant sieve elements. The goals of this study were to identify potential leafhopper vectors of the HLB-associated phytoplasma and their host plants, as well as to establish a real-time PCR procedure for pathogen quantification in vectors and plants. Leafhoppers were sampled fortnightly for 12 months by yellow sticky cards placed at two heights (0.3 and 1.5 m) on the citrus tree canopy and by sweep net in the ground vegetation of two sweet orange groves with history of infection by the 16SrIX phytoplasma, in the northern region of São Paulo State. Faunistic analyses indicated 1 Agalliinae (Agallia albidula Uhler) and 3 Deltocephalinae [Balclutha hebe (Kirkaldy), Planicephalus flavicosta (Stål) e Scaphytopius (Convelinus) marginelineatus (Stål)] species that were the most abundant and frequent leafhoppers (Hemiptera: Cicadellidae) in the experimental areas. These species predominated in sweep net and in sticky traps catches at 0.3 m above soil, showing that they inhabit the ground vegetation. Visual observations indicated a strong association of leafhopper species with some weeds and the influence of weed species composition on leafhopper abundance in the ground vegetation. S. marginelineatus and P. flavicosta were more frequent on Sida rhombifolia L. and Althernantera tenella Colla, respectively, while A. albidula was observed more often on Conyza bonariensis (L.) Cronq., and B. hebe occurred solely on grasses, more abundantly on Panicum maximum Jacq. Fourteen weed species sampled in the area were PCR tested for infection by the 16SrIX phytoplasma, but none was found infected. Nevertheless, 3 out of 30 field-collected samples (10 adults per sample) of S. marginelineatus tested positive for this phytoplasma by PCR and sequencing. Healthy lab-reared adults of S. marginelineatus were able to transmit inefficiently (0,5%) the 16SrIX phytoplasma to healthy citrus after a 72-h acquisition access period on infected citrus plants followed by a 21-day latent period on S. rhombifolia plants. By using the qPCR method developed for this phytoplasma, a very low pathogen titer was found both in S. marginelineatus and in infected citrus plants, which may explain, at least partially, the low transmission efficiency by this vector using citrus as a source plant. It also suggests that existence of alternative hosts that might be more adequate as inoculum sources for phytoplasma acquisition and spread by S. marginelineatus or another vector yet to be discovered.
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Potenciais hospedeiros alternativos para o fitoplasma e o espiroplasma, agentes do enfezamento do milho, e alterações bioquímicas em plantas infectadas pelo espiroplasma / Potencial hosts for maize mollicutes, agent of corn stunt, and biochemical changes in plants infected by the spiroplasma

Isolda Cristina Ruschel Haas 16 April 2010 (has links)
Os enfezamentos vermelho e pálido são importantes doenças do milho, causadas, respectivamente, por um fitoplasma e por um espiroplasma (Spiroplasma kunkelii). As duas formas de enfezamento foram relatadas no Brasil no início da década de 70 e se tornaram economicamente relevantes no início dos anos 80, com a introdução de novas técnicas de cultivo no milho. Apesar de ser um patossistema conhecido e estudado, ainda há certos pontos em relação à doença que permanecem desconhecidos. Um deles é em relação à sobrevivência do vetor (Dalbulus maidis) e do patógeno durante a entressafra. Outro, diz respeito às alterações bioquímicas envolvidas na relação hospedeiro-patógeno. O presente trabalho visou avaliar algumas gramíneas, usadas na formação de pastagens, e ervas-daninhas, que ocorrem nas áreas cultivadas com milho, como possíveis hospedeiros alternativos destes patógenos; ainda, buscouse estudar algumas alterações bioquímicas que ocorrem nas plantas de milho quando infectadas por espiroplasma. Para isto, o trabalho foi desenvolvido em três etapas. Na primeira, onze espécies de capins e ervas daninhas foram experimentalmente inoculadas com o espiroplasma através do vetor. As avaliações foram realizadas com base na observação de sintomas, na detecção molecular do espiroplasma nos tecidos das plantas inoculadas e na contagem de insetos sobreviventes nestas plantas inoculadas. Como resultado, nenhuma das espécies testadas mostrou resultado positivo para presença do patógeno inoculado e não demonstrou capacidade em hospedar o espiroplasma. Em uma segunda etapa, três gramíneas sabidamente infectadas com o fitoplasma do enfezamento vermelho do milho (capim colonião, capim braquiária e capim marmelada) foram testadas quanto à capacidade de servirem como planta-fonte na aquisição do fitoplasma pelo vetor. Após o estabelecimento dos insetos nestas plantas, os mesmos foram transferidos para plantas sadias de milho. As avaliações também foram realizadas com base na observação de sintomas e detecção molecular do fitoplasma nos tecidos das plantas inoculadas. Das três espécies testadas como hospedeiras alternativas, o capim colonião demonstrou ser um hospedeiro alternativo do fitoplasma. Estes resultados trouxeram uma significativa contribuição ao melhor conhecimento da epidemiologia da doença, mostrando a existência de outro hospedeiro do patógeno além do milho. Na última etapa, foram escolhidos um híbrido suscetível e um resistente, os quais foram inoculados com cigarrinhas infectadas pelo espiroplasma e submetidos à análise bioquímica para avaliação de alguns compostos, como proteínas, fenóis, clorofilas, açúcares e as enzimas peroxidase e -1,3-glucanase. Amostras foliares foram coletadas e avaliadas em 6 diferentes períodos: 0, 10, 20, 40, 60 e 80 dias após a inoculação. Os resultados revelaram um aumento na quantidade de todos os compostos avaliados, porém uma redução na clorofila e proteína total para o híbrido suscetível. As análises evidenciaram que as alterações nas atividades enzimáticas parecem fazer parte de uma resposta inespecífica de defesa da planta. / The maize bushy stunt and corn stunt are relevant diseases caused, respectively, by a phytoplasma and a spiroplasma (Spiroplasma kunkelii). Both kinds of stunting were reported in Brazil in the beginning of the 1970´s and became economically important in the beginning of the 1980´s, with the adoption of new techniques for maize cultivation. Although this pathosystem has been well studied, there are still some unknown points related to the diseases. One of them is related to survival of the leafhopper vector (Dalbulus maidis) and pathogens during the maize off-season. The other one is related to biochemical changes involved in the host-pathogen interaction. This research aimed to evaluate some pasture grasses and weeds that occur on areas cultivated with corn as possible alternatives hosts for these pathogens; an additional study was conducted to investigate biochemical alterations in maize plants infected by S. kunkelii. So, the research was carried out on three steps. First, eleven species of grasses and weeds were inoculated with S. kunkelii by using infective leafhoppers. The evaluations were based on symptoms and molecular detection of the pathogen in the inoculated plants, as well as on counting of surviving insects onto these inoculated plants. S. kunkelii was not detected by PCR or symptoms in any of the inoculated plant species, indicating that they are not able to host this pathogen. In the second step, three species of grasses (Panicum maximum, Brachiaria plantaginea and Brachiaria decumbens) infected with the maize bushy stunt phytoplasma (MBSP) were tested as source plants of this pathogen for acquisition by its vector. After insects establishing on these plants, they were transferred to healthy corn plants. Transmission to maize was determined based on symptoms and molecular detection of the phytoplasma in the inoculated plant tissues. Out of the three grass species tested, only P. maximum was shown to serve as an alternative host of the phytoplasma. These results represent a relevant contribution to understanding of the disease epidemiology, indicating a species distinct of maize as a source plant for MBSP. In the last study, a susceptible and a resistant hybrid were inoculated with S. kunkelii by infective leafhoppers. Biochemical analyses were carried out to evaluate changes in proteins, phenols, chlorophylls, total sugars and enzymes peroxidase and -1, 3 glucanase. Leaf samples were harvested at 6 different times: 0, 10, 20, 40, 60 and 80 days after inoculation. Results revealed an increase in all biochemical parameters evaluated, with exception for the chlorophyll content and soluble protein in a susceptible hybrid that decreased. The analysis showed that enzyme activity may be an unspecific response of the plant to the pathogen.
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Enfezamento da couve-flor: identificação molecular de fitoplasmas, evidência de potencial vetor e análise epidemiológica da doença / Cauliflower stunt: molecular identification of phytoplasmas, evidence of potential vector and epidemiological analysis of the disease

Maria Cristina Canale Rappussi da Silva 17 June 2010 (has links)
A couve-flor está entre as folhosas mais produzidas na região do Cinturão Verde de São Paulo. A planta apresenta alto valor nutricional para os consumidores e relevante importância econômica e social para os agricultores. Em campos comerciais, têm sido observadas plantas exibindo sintomas de enfezamento e deformação da inflorescência, além da necrose dos vasos condutores. A doença foi denominada de enfezamento e a sua incidência e severidade têm se tornado mais intensas nos últimos anos, afetando a produção e levando ao abandono do cultivo. O quadro sintomatológico levantou a suspeita de que a doença pudesse estar sendo causada por fitoplasmas. Desta forma, este trabalho teve como objetivos detectar e identificar os fitoplasmas associados às plantas doentes de couve-flor, demonstrar a sua patogenicidade, buscar possíveis insetos vetores do agente patogênico e analisar a distribuição espacial da doença no campo. Amostras de plantas coletadas na região do Cinturão Verde ou enviadas de outras localidades tiveram o DNA total extraído e submetido a reações de PCR. A amplificação de fragmentos genômicos de 1,2 kb evidenciaram a presença de fitoplasmas nos tecidos de 66% das plantas sintomáticas. A detecção de fitoplasmas em plantas assintomáticas revelou a ocorrência de infecção latente e que plantas sem sintomas aparentes podem ser portadoras do patógeno. O emprego de PCR com primers específicos, análises convencionais e virtuais de RFLP e análise filogenética permitiram a identificação de fitoplasmas afiliados aos grupos 16SrIII-J, 16SrXIII e 16SrXV-A, com predominância para a ocorrência do grupo 16SrIII. Secções histológicas feitas à mão da região vascular de plantas de couve-flor doentes observadas em microscópio de luz revelaram que a região do floema apresentava-se escurecido e com início de degeneração celular. Fitoplasmas do grupo 16SrXIII foram encontrados em cigarrinhas da espécie Balclutha hebe coletadas em campo cultivado com couve-flor. Estes insetos foram utilizados em experimentos de transmissão e foram capazes de inocular fitoplasmas em plantas sadias de couve-flor e vinca. A transmissão também ocorreu a partir de plantas doentes de couve-flor para plantas sadias de vinca, através do emprego da planta parasita cuscuta. Análise epidemiológica da doença foi feita em dez campos de cultivo de couve-flor, localizados no município de Sorocaba-SP. Análises do índice de dispersão, lei de Taylor modificada e áreas isopatas evidenciaram que plantas de couveflor com sintomas de enfezamento encontraram-se agregadas no campo, e que os focos da doença tinham início nos bordos da cultura. O presente trabalho demonstrou que o enfezamento da couve-flor está associado aos fitoplasmas, os quais podem estar sendo transmitidos por cigarrinhas, sendo que, em termos epidemiológicos, a doença tem padrão agregado de distribuição no campo. / Cauliflower is among the most produced vegetable in the region of the Green Belt of Sao Paulo State. It has high nutritional value and relevant social and economic importance for farmers. In commercial fields, it has been observed plants exhibiting symptoms of stunting, deformation of the inflorescence and conductive vessel necrosis. The disease was named cauliflower stunt and its incidence and severity have become more intense in the past years, the production is being affected and the field is abandoned by the growers. The symptomatology raised the suspect that the disease could be caused by phytoplasmas. Thus, this study aimed to detect and identify phytoplasmas associated to diseased cauliflowers, demonstrate its pathogenicity, look for possible insect vectors of the pathogen and analyse the spatial distributions of disease in the field. Plant samples collected in the region of the green belt or sent from other locations had the total DNA extracted and subjected to PCR reactions. Amplification of genomic fragments of 1.2 kb revealed the presence of phytoplasmas in 66% of the symptomatic plants. The detection of phytoplasmas in asymptomatic plants revealed the occurrence of latent infection and that plants without visible symptoms may be infected. The use of specific primers, conventional and virtual RFLP analysis and phylogenetic analysis allowed the identification of phytoplasmas affiliated to 16SrIII-J, 16SrXIII and 16SrXV-A groups, and predominantly the occurrence of 16SrIII group. Histological sections made by hand of the vascular region of symptomatic cauliflower were observed under light microscope and revealed that the phloem was darkened and with beginning of cellular degeneration. The 16SrXIII phytoplasma was found in Balclutha hebe from cauliflower field. These insects were used in experiments and were able to transmit phytoplasmas to healthy cauliflower and periwinkle. The transmission also occurred from diseased cauliflower to healthy periwinkle through the parasitic plant dodder. Epidemiological analysis of the disease was made in ten plots of cauliflower, located in Sorocaba, SP. Dispersion index, modified Taylors law and isopath areas analysis showed that cauliflower plants with symptoms of stunting were aggregated in field and initial foci were at the edge of the plot. This study demonstrated that cauliflower stunt is associated with phytoplasmas, that may be being transmitted by insects (Homoptera) and, in epidemiological terms, the diseased plants show aggregated pattern of distribution in the field.

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