Orientadores: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira, Johana Rincones Perez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T10:00:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thomazella_DanielaPauladeToledo_D.pdf: 8858146 bytes, checksum: ff76b44d2d16f8e757475d68e4fb6c8b (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Moniliophihora perniciosa e Monüiophthora roreri são basidiomicetos fitopatogênicos. causadores de duas das mais devastadoras doenças fúngicas do cacaueiro: a Vassoura de bruxa e a Frosty Pod Rot (Momlíase), respectivamente. Apesar do grande impacto socioeconómico dessas doenças, aspectos importantes relacionados ao metabolismo destes patógenos ainda não são suficientemente compreendidos O estudo do metabolismo mitocondrial é particularmente relevante, pois compreende processos celulares vitais para a sobrevivência do organismo, como a regulação da produção de energia (ATP) e a manutenção do balanço redox da célula. Este trabalho teve como objetivo entender a importância da enzima mitocondrial oxidase alternativa (AOX) no metabolismo e desenvolvimento dos fungos M. perniciosa e M roreri- A AOX é uma oxidase terminal capaz de realizar o transporte de elétrons mitocondrial, catalisando a redução do oxigênio a água, de maneira desacoplada da síntese de ATP. Em M. perniciosa, a expressão do gene aox (Mp-aox) mostrou-se bastante relacionada ao ciclo de vida hemibiotrófico deste fungo. Níveis de expressão relativamente elevados deste gene foram observados no micélio biotrófico cultivado in vitro. De acordo, grande sensibilidade à inibição da via alternativa também foi verificada nesta fase micelial, sugerindo que a AOX tem participação no desenvolvimento deste primeiro estágio de M. perniciosa. Curiosamente, a inibição in vitro da cadeia respiratória principal retardou a transição da fase biotrófica para a necrotrófíca. Além disso, o uso combinado de inibidores da via principal e da AOX resultou em total inibição do desenvolvimento do fungo in vitro como também preveniu o estabelecimento da doença em plântulas de cacau. Com base nesses dados, o presente trabalho sugere um modelo no qual a participação diferencial das vias de transporte de elétrons (principal e alternativa) regula o desenvolvimento do micélio biotrófico e a transição de fase de M. perniciosa. Este é o primeiro trabalho em que se apresentam fortes evidências para uma função da AOX no desenvolvimento in planta e ciclo de vida de um fungo fítopatogênico. Como em M. perniciosa, o gene aox de M. roreri (Mr-aox) foi induzido em resposta ao fungicida azoxistrobina (inibidor do complexo III), sugerindo que a AOX tem participação na proteção do patògeno contra o estresse oxidativo gerado pela inibição da via principal- Apesar da indução do gene Mr-aox, M. roreri mostrou-se consideravelmente sensível ao fungicida. Deste modo, é possível que a ativação da AOX em M. roreri não seja suficiente para contornar os efeitos tóxicos da azoxistrobina e, consequentemente, que este fungo seja mais suscetível ao estresse oxidativo gerado pelo inibidor. Finalmente, a adição conjunta da azoxistrobina com um inibidor da AOX inibiu completamente o desenvolvimento in vitro de M. roreri. Com base nos resultados apresentados, sugere-se que a AOX tenha uma função relevante no metabolismo destes patógenos e que a inibição conjunta das vias principal e alternativa seja uma estratégia em potencial para o controle das doenças Vassoura de bruxa e Frosty PodRot. / Abstract: Moniliophthora perniciosa and Moniliophthora roreri are phytopathogenic basidiomycetes, which cause two of the most devastating fungal diseases of cacao: the Witches' Broom and Frosty Pod Rot diseases, respectively. Despite the great socioeconomic impact of the diseases, important aspects of the metabolism of these pathogens are not sufficiently understood. The mitochondrial metabolism is particularly important since it is associated with many cellular processes of crucial importance for the organism survival, such as the regulation of energy production (ATP) and the maintenance of the cellular redox balance. This study aimed to understand the importance of the mitochondrial enzyme alternative oxidase (AOX) in the metabolism and development of the cacao pathogens M perniciosa and M. roreri. AOX is a non-phosporylating ubiquinol oxidase which catalyzes the reduction of molecular oxygen to water. In M. perniciosa, the expression of aox gene {Mp-aox) was closely related to the hemibiotrophic lifestyle of this fungus. High levels of Mp-aox transcripts were observed in the biotrophic mycelium and, accordingly, it showed an elevated sensitivity to AOX inhibitors, suggesting that AOX has a role in the development of the biotrophic phase. Interestingly, the in vitro inhibition of the cytochrome-dependent pathway prevented the transition from biotrophy to necrotrophy. Furthermore, the combined use of an inhibitor of the cytochrome pathway with an AOX inhibitor completely impaired the in vitro fungal growth as well as prevented the establishment of the disease in cacao seedlings. Based on these data, this study suggests a model in which the involvement of the different pathways of electron transfer (cytochrome and alternative routes) regulates the development of the biotrophic mycelium and the phase transition of M. perniciosa in planta. This is the first report presenting strong evidences for a role of AOX during the in pfanta development and life cycle of a phytopathogenic fijngus. Like M. perniciosa, the aox gene of M. roreri {Mr-aox) is up-regulated after exposure of the fungal mycelium to the fungicide azoxystrobin (a potent inhibitor of complex III}, suggesting that AOX plays a protective role against the deleterious oxidative stress produced by the compound. However, even with the increased expression of Mr-aox, M. roreri growth was highly sensitive to the fungicide. Therefore, it is possible that AOX activation was not enough to overcome the toxic effects of the cytochrome pathway inhibition and, consequently, M. roreri presented a high susceptibility to oxidative stress. Finally, the combined application of azoxystrobin and an AOX inhibitor completely impaired the in vitro development of M. roreri Thus., based on these results, we suggest that AOX has a role in the metabolism of these cacao pathogens and the concomitant inhibition of both cytochrome and alternative pathways may be an efficient strategy for the control of Witches' Broom and Frosty Pod Rot diseases. / Doutorado / Genetica de Microorganismos / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:58:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1114486 bytes, checksum: 3259d564199ab033e67937ff7002c5a8 (MD5) Previous issue date: 2014-03-31 / The indication of the requirements and phytosanitary measures to be required for import vegetable products depends on the potential economic impact by the introduction of pests associated with the importation desired, as well as the potential for dispersal of the pest in the area. The indication of the potential economic impact from the introduction of the pest in the country is one of the most difficult stages in the pest risk analyze, due to its complexity. In this study, we aimed to work with this value the potential economic impact after the introduction of Moniliophthora roreri. To value the potential economic impact of M. roreri, validated the model proposed by Ribeiro (2009) with data from M. perniciosa in Brazil, using data available in the literature on cocoa production from 2010 to 2013, as well as data on the impact of M. perniciosa. With the calculations, was concluded that the valuation of economic damage model proposed may be useful for estimating the economic losses in studies of future scenarios that consider the possibility of introduction of new plant pests in Brazil as well. If was M. roreri introduced in Brazil in similar conditions that occurred in Mexico, with a level of 15% incidence of disease, cause a loss of about 100 million dollars. / A indicação dos requisitos e das medidas fitossanitárias a serem exigidos para importar produtos de origem vegetal depende do potencial de impacto econômico causado pela introdução de pragas associadas à importação pretendida, bem como do potencial de dispersão da praga na área. A indicação do potencial de impacto econômico advindo da introdução da praga no país é uma das etapas mais difíceis dos estudos de análise de risco de pragas, em vista de sua complexidade. Neste estudo, objetivou-se valorar o potencial de impacto econômico após a introdução de Moniliophthora roreri. Para valorar o potencial de impacto econômico de M. roreri, validou-se o modelo proposto por Ribeiro (2009) com dados de M. perniciosa no Brasil, utilizando dados disponíveis na literatura sobre a produção de cacau de 2010 a 2013, bem como dados sobre o impacto de M. perniciosa. Com os cálculos realizados, concluiu- se que modelo de valoração de dano econômico proposto poderá ser útil para estimar as perdas econômicas em estudos de cenários futuros que consideram a possibilidade de introdução de novas pragas vegetais no Brasil, bem como. Caso M. roreri seja introduzido no Brasil e ocorram condições semelhantes às que ocorreram no México, com um nível de incidência da doença de 15%, causaria um prejuízo de cerca de 100 milhões de dólares.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-04-27T12:50:24Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2223653 bytes, checksum: 8768097f77a47ecf8e794f97d9e1d85a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-27T12:50:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2223653 bytes, checksum: 8768097f77a47ecf8e794f97d9e1d85a (MD5) Previous issue date: 2004-02-26 / A monilíase, causada por Moniliophthora roreri, uma das doenças mais importantes do cacaueiro no Peru, pode causar perdas totais na produção. Considerando a importância da doença e a escassez de informações a seu respeito, nesse trabalho avaliaram-se: i- o avanço, a distribuição geográfica e as perdas decorrentes da doença; ii- o progresso e a influência de condições ambientais sobre a doença; iii- a resistência de cultivares de cacau ao patógeno; e iv- os efeitos de remoção de frutos doentes, de fungicidas e da associação remoção de frutos-resistência, no progresso da doença. Detectou-se a doença pela primeira vez no Peru em 1988, na região de Bagua (Marañon); em 1989 e 1990, em 48 e 85%, respectivamente, das localidades avaliadas na região Jaen-Bagua; em 1992, na região de Tingo Maria (Huallaga); em 1992, em Juanjui; em 1993, em Tocache; em 1994, no Valle do Pachitea; em 1995, na região de San Francisco (Apurimac-Ene); em 1997, na de Satipo (Perene-Ene); e, em 1998, na de La Convención (Urubamba). Atualmente, a doença ocorre nas cinco principais regiões produtoras de cacau, ocasionando perdas de 19 a 100% de frutos. Em vista do comércio e do tráfego nas regiões fronteiriças, há risco iminente de introdução da monilíase no Brasil e na Bolívia. Na região de Tingo Maria, de 1996 a 1999, a doença ocorreu em todos os meses do ano. Identificaram-se picos de infecção, principalmente de janeiro a julho, resutado de condições de alta precipitação pluviométrica em outubro a abril, existência de inóculo e de frutos em estádio suscetível em dezembro a maio. No banco de germoplasma da Universidad Nacional Agraria de la Selva (Tingo María) e no viveiro da Cooperativa Agraria (Tocache), em 1997/98 e 1998/99, avaliou-se a resistência de cultivares ao patógeno, por meio de inoculações artificiais e de observações em condições de inóculo natural no campo. Em ambas as condições e os locais, no cultivar 'ICS 95' detectou-se maior resistência à doença. A remoção semanal de frutos doentes reduziu significativamente a doença em relação à remoção a cada duas semanas. Em outros ensaios, a remoção semanal e a diferenciada (semanal, de dezembro a maio, e a cada duas semanas, de junho a novembro) reduziram mais eficientemente a incidência da monilíase e aumentaram a produção que a remoção a cada duas semanas, durante todo o ano. A remoção diferenciada é recomendável aos produtores para implementação. A incidência da monilíase foi significativamente menor com aplicação de hidróxido de cobre, óxido cuproso ou clorotalonil, que no tratamento testemunha. Nas cultivares testadas, houve diferenças quanto à suscetibilidade à doença. Obtiveram-se menor incidência de monilíase e maior produção em 'ICS 95', que deve ser recomendada para plantios comerciais. / Moniliasis, which is caused by Moniliophthora roreri, is a very important cocoa disease in Peru and can cause complete production losses. Because of disease importance and the lack of information regarding it, there were evaluated: i- disease spread, its geographical distribution, and losses it is being causing; ii- disease progress and the effect of climate variables on it; iii- the resistance of cocoa cultivars to the pathogen; and iv- the effects of diseased fruits removal, fungicides, and the combination fruit removal-resistance on moniliasis progress. The disease was first found in Peru in 1988 in Bagua region (Marañon); 1989 and 1990 in 48 and 85%, respectively, of localities sampled in Jaen-Bagua region; 1992 in Tingo Maria region (Huallaga); 1992 in Juanjui; 1993 in Tocache; 1994 in Pachitea Valley; 1995 in San Francisco region (Apurimac-Ene); 1997 in Satipo region (Perene-Ene); and 1998, in La Convención (Urubamba). Currently, moniliasis is found at the five major Peruvian cocoa producing regions, causing fruit losses between 19 to 100%. Considering intense trade and people movement in Peruvian border, there is a risk of introducing moniliasis on Brazil and Bolivia. In Tingo Maria region, from 1996 to 1999, the disease occurred throughout all the months. Infection peaks were detected, mostly from January to July, which coincided with high rainfall levels (October to April) and availability of inoculum and stage susceptible fruits (December to May). At the germplasm collection of the Universidad Nacional Agraria de la Selva (Tingo María) and at the nursery of the Cooperativa Agraria (Tocache), in 1997/98 and 1998/99, cultivar resistance to M. roreri was evaluated, by artificially inoculating fruits and by observing fruit reactions to natural inoculation under field conditions. At both places and inoculation conditions, 'ICS 95' was the most resistant cultivar to the pathogen. Weekly removals of diseased fruits were more efficient than biweekly removals in reducing disease incidence. Similarly either weekly removals or variable removals (weekly from December to May and biweekly from June to November) were more efficient in reducing disease incidence and increasing yield than biweekly removals. Variable removals should be recommended to growers. Moniliasis incidence was significantly lower with copper hydroxide, cuprous oxide or chlorotalonil than in control treatment. Differences regarding disease resistance were found in the tested cultivars. Less disease incidence and more yield were gotten in ICS 95 , which should be recommended to growers. stage susceptible fruits (December to May). At the germplasm collection of the Universidad Nacional Agraria de la Selva (Tingo María) and at the nursery of the Cooperativa Agraria (Tocache), in 1997/98 and 1998/99, cultivar resistance to M. roreri was evaluated, by artificially inoculating fruits and by observing fruit reactions to natural inoculation under field conditions. At both places and inoculation conditions, 'ICS 95' was the most resistant cultivar to the pathogen. Weekly removals of diseased fruits were more efficient than biweekly removals in reducing disease incidence. Similarly either weekly removals or variable removals (weekly from December to May and biweekly from June to November) were more efficient in reducing disease incidence and increasing yield than biweekly removals. Variable removals should be recommended to growers. Moniliasis incidence was significantly lower with copper hydroxide, cuprous oxide or chlorotalonil than in control treatment. Differences regarding disease resistance were found in the tested cultivars. Less disease incidence and more yield were gotten in 'ICS 95', which should be recommended to growers. / Tese importada do Alexandria

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-05-15Bitstream added on 2014-06-13T20:23:22Z : No. of bitstreams: 1 moreira_rfc_dr_jabo.pdf: 545090 bytes, checksum: 6b6b5062d2bd5f7bc8ff1ca523e6a689 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia (FAPESB) / Comon Fund For Comidities, International Cocoa Organization / Vassoura-de-bruxa e podridão de Moniliophthora, causadas pelos fungos Crinipellis perniciosa e Moniliophthora roreri, respectivamente, são as doenças de maior impacto econômico da cultura do cacau e estão presentes na maioria dos países produtores do Continente Americano. Evidências biológicas e moleculares comprovam que estes fitopatógenos estão intimamente relacionados. O uso de resistência genética através de dones resistentes de cacaueiro, é a medida mais eficiente no controle destas doenças. O conhecimento sobre as populações destes fungos é importante na geração de informações para o programa de melhoramento genético do cacau visando resistência. Marcadores moleculares RAPO e SSR foram usados para analisar a estrutura genética de populações destes fitopatógenos. No geral, as populações do Brasil, Equador, Peru e Trinidad agruparam-se de acordo com o país de origem, apresentando maior variabilidade dentro e não entre países, com presença de subpopulações. A população do Brasil apresentou maior diversidade genotípica em comparação com as demais. A transferibilidade de pares de primers SSR de C. perniciosa para M. roreri foi satisfatório. Populações de M. roreri do Equador e Peru apresentaram alta diferenciação genética interpopulacional, sendo que a do Peru apresentou maior variabilidade. / Witches' broom and fresty pod hot, caused by Crinipellis perniciosa and Moniliophthora roreri, are the most important disease of cacao in the American Continent. Biological and molecular data have shown that these pathogen are closely related. Resistance is the most efficient method to control these diseases. Therefore, information about the population structure of these cacao pathogen are important to support the breeding programo Molecular markers such as RAPD and SSR were used to analyzed the genetic structure of C. perniciosa and M. roreri frem the American Continent. Populations of C. perniciosa clustered according to their country of origin, with more variability within than between countries, revealing the presence of subpopulations. C. perniciosa Brazilian populations presented higher genotypic diversity than C. perniciosa from other countries. The transferability of C. perniciosa-SSR to M. roreri was positive. On the contrary, high interpopulation variability was observed between Ecuador and Peru, being M. roreri from Peru much more diverse than Ecuador.

Une voie agroécologique pour améliorer la fourniture des services écosystémiques dans les agroécosystèmes est d'associer plusieurs espèces végétales au sein d'une même parcelle. Dans ce contexte, les agroforêts tropicales, caractérisées par une forte diversité végétale, sont un modèle d'étude d'intérêt croissant. Dans ce travail qui porte sur le service de régulation des bioagresseurs, notre hypothèse est que la structure des agroforêts influence la régulation naturelle des bioagresseurs de la culture principale. La composition en plante hôte de l'agroforêt est susceptible d'influencer les bioagresseurs via les variations de la ressource. La structure spatiale de la végétation est susceptible d'influencer les bioagresseurs via les variations des conditions microclimatiques. Enfin, les variations de la ressource et du microclimat ne sont pas des mécanismes indépendants puisqu'un microclimat favorable à la croissance de la plante hôte du bioagresseur peut augmenter la quantité des tissus sensibles et donc la ressource pour ce bioagresseur. Pourtant, l'importance relative de l'effet de la composition et de la structure spatiale de la végétation des agroforêts sur l'intensité l'attaque des bioagresseurs a rarement été étudiée. Les objectifs de ce travail de thèse sont (1) de caractériser la composition et la structure spatiale des peuplements végétaux d'agroforêts à cacaoyers et (2) de quantifier leurs interactions avec l'intensité d'attaque de biogresseurs du cacaoyer. Ce travail est appliqué à trois bioagresseurs du cacaoyer : au Costa Rica, la moniliose sur un réseau de parcelles installé dans la région de Talamanca ; au Cameroun, la pourriture brune des cabosses et les mirides sur un réseau de parcelles installé dans la région Centre. Premièrement, nous avons caractérisé la composition et la structure spatiale de la végétation des agroforêts à cacaoyers du Costa Rica et du Cameroun. Au Costa Rica, nous avons identifié une diversité de structure spatiale des arbres forestiers entre parcelles, allant de l'agrégation à la régularité ce qui semble indiquer un gradient croissant de gestion entre ces parcelles. Au Cameroun, nous avons également observé une diversité de structure spatiale entre peuplement d'une même parcelle. En effet, les arbres forestiers sont aléatoirement distribués ou agrégés alors que les arbres fruitiers sont aléatoirement ou régulièrement distribués à l'échelle de la parcelle ce qui semble indiquer une différence d'intensité de gestion entre ces deux peuplements. Deuxièmement, nous avons hiérarchisé les caractéristiques de composition en hôte, de quantité de tissus sensibles et de structure spatiale de la végétation des agroforêts qui influencent l'intensité (i) de la moniliose (ii) de la pourriture brune et (iii) des mirides. L'intensité de la moniliose et la densité en mirides diminuent lorsque les quantités de tis- sus sensibles diminuent et lorsque les arbres forestiers sont aléatoirement ou régulièrement distribués plutôt qu'agrégés ou en faible densité à l'échelle de la parcelle. D'autre part, l'intensité de la moniliose diminue lorsque la densité en cacaoyers augmente et l'intensité de la pourriture brune diminue lorsque l'abondance en cacaoyers augmente, ces résultats étant contraires aux hypothèses de diminution et de dilution de la ressource. Globalement, nos résultats indiquent donc que les variations de la ressource liées aux variations de la composition en hôte ne sont pas le principal effet qui explique la présence des bioagresseurs dans les agroforêts complexes. La structure spatiale des arbres d'ombrage, encore jamais décrite à notre niveau de précision, joue un rôle déterminant et son optimisation pourrait être un moyen de lutte agroécologique contre la moniliose et les mirides du cacaoyer. Dans le cadre de l'agroécologie, ce travail nous a permis d'améliorer notre compréhension des mécanismes écologiques impliqués dans la régulation des bioagresseurs du cacaoyer à l'échelle de la parcelle et ouvre des perspectives pour leur gestion agroécologique.