Made available in DSpace on 2015-03-26T13:58:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1058323 bytes, checksum: 6b28eb55ea2237955a72ef93867127be (MD5) Previous issue date: 2013-12-17 / Black Sigatoka, caused by Mycosphaerella fijiensis, is one of the most detrimental diseases for banana plantations in Brazil and worldwide. Although its occurrence in the state of Minas Gerais (MG) was first reported in 2004, the fears of economic disaster to banana growers never materialized along the past ten years. There is a clear paradox in this case, for a disease known to be devastating to this crop. Here this paradox is examined in detail and a narrative of the events that preceded and followed the first reports of the disease in MG. The initiatives taken by federal and state agencies to control the spread of the disease are discussed as well as the reasons and body of legislation behind the decisions that were taken along the years. A visit was made to the Zona da Mata region in Minas Gerais in areas regarded as being "positive" for the occurrence of the disease was performed. Interviews with banana growers in this region as well as extension workers, scientists and other professionals involved with the issue since 2004 were made. In addition, we analyzed data from surveys carried out by different groups at different occasions after the supposed outbreak in 2004. Evidence shows that the disease did not progress to new areas, and in 2007 it was not found in the areas in municipalities that are still strangely considered as "positive for the occurrence of disease". All reports from such studies (published or not) mention the contradiction between the predictions of a disastrous expansion of the disease and the observed continuation of the status quo for banana plantations for all areas in MG. Although awkward, the more acceptable hypothesis is that mistakes in identification of the pathogen have been originally committed. The final elucidation of the paradox is discussed and suggestions for modifying the federal and state legislation and regulations in order to repair the present situation and prevent the emergence of similar situations in the future are presented. / A Sigatoka-negra, causada por Mycosphaerella fijiensis, é uma das doenças mais prejudiciais à cultura da bananeira no Brasil e no mundo. Embora sua ocorrência tenha sido relatada pela primeira vez em 2004 no Estado de Minas Gerais, o temido desastre econômico esperado para os bananicultores do estado, passados dez anos, não se confirmou. Há um claro paradoxo neste caso, para uma doença sabidamente devastadora para a cultura. Realizou-se aqui um estudo deste paradoxo, pretendendo-se construir uma narrativa dos eventos que antecederam e se seguiram a esta ocorrência em MG, avaliando-se como as iniciativas para o controle da disseminação da doença foram conduzidas pelos órgãos de defesa agropecuária federal e estadual e como foram embasadas suas decisões, bem como discutindo o impasse gerado pelas imperfeições da legislação em vigor a cada tempo. Uma visita à região da Zona da Mata mineira em , em que foram feitas entrevistas com bananicultores desta região, assim como técnicos e profissionais envolvidos com o tema e que participaram de forma efetiva dos trabalhos conduzidos a partir de 2004. Além disso, analisaram-se os dados de levantamentos e monitoramentos realizados no período subsequente a 2004, mostrando que a doença não avançou para novas áreas, e que a partir de 2007 ela não foi encontrada nas áreas que ainda Todos os estudos posteriores a 2004 (publicados ou não) citam a contradição entre as previsões sobre um avanço do fungo e a observada continuação do status quo para a bananicultura mineira. A hipótese mais aceitável, embora embaraçosa, é a de que equívocos na identificação do patógeno tenham sido cometidos. A resolução final da situação paradoxal que se vive nesta questão em Minas Gerais é discutida e sugestões para a modificação da legislação e normas federais e estaduais de modo a corrigir este problema e problemas futuros são apresentadas.

La dispersion est un processus clef dans la dynamique et l'évolution des populations naturelles. En plus de son rôle primordial dans les processus de colonisation, la dispersion influence également les processus d'adaptation des organismes. Chez les pathogènes, une meilleure compréhension des processus de dispersion apparaît de ce fait être un enjeu majeur pour mieux les contrôler. Durant cette thèse, nous avons étudié les processus de dispersion et quantifié les flux de gènes qui en découlent chez le champignon parasite du bananier Mycosphaerella fijiensis. Cette étude a été réalisée à l'échelle locale d'un bassin de production du Cameroun (la région dite du Moungo) et nous avons combiné plusieurs approches complémentaires considérant différentes échelles spatio-temporelles. Dans un premier temps, nous avons décrit, à l'aide de marqueurs génétiques neutres, la structuration spatiale des populations de M. fijiensis dans la région du Moungo qui présente différentes barrières potentielles à la dispersion. Nous n'avons décelé aucun effet du paysage ni de la distance géographique sur la structuration génétique. Cependant, une rupture spatiale dans les fréquences alléliques, vraisemblablement de nature historique a été mise en évidence. Ces résultats suggèrent l'existence de grandes populations de M. fijiensis s'écartant de l'équilibre mutation-dérive. Dans un second temps, nous avons utilisé la théorie des clines génétiques pour étudier les forces à l'origine de la mise en en place et de l'évolution de gradients spatiaux de fréquences alléliques. En particulier, l'analyse de la variation spatio-temporelle de la discontinuité génétique précédemment détectée par un modèle de clines neutres nous a permis d'estimer l'intensité des flux géniques ( =1175 m/génération). Finalement, nous avons mesuré la distribution des distances de dispersion des deux types de spores produites par M. fijiensis à partir d'une source d'inoculum primaire. Cette expérimentation nous a permis de confirmer que les ascospores participent à une dispersion à grande distance alors que les conidies sont impliquées dans une dispersion à très courte distance. Nous avons estimé une distance moyenne de dispersion de 3,12 et de 283 mètres/génération respectivement pour les conidies et les ascospores et montré que le noyau de dispersion des ascospores est caractérisé par une queue lourde. Cette thèse a permis de préciser comment M. fijiensis se disperse et les estimations réalisées pourront être intégrées dans des modèles théoriques afin de mieux comprendre l'évolution des résistances aux fongicides et de définir des stratégies durables d'utilisation raisonnée des traitements chimiques. / Dispersal is a key process for both the dynamics and evolution of natural populations. In addition to being crucial for colonization, dispersal also influences the processes occurring during adaptation. For pathogens, a better understanding of dispersal processes may improve our capacity to control the diseases that they cause. In this thesis, we studied dispersal processes and quantified gene flow in the banana plant pathogen Mycosphaerella fijiensis at the local scale of a production area in South-West Cameroon (named Moungo). For this purpose, several approaches differing in the spatio-temporal scale to which they refer were combined. First, neutral markers were used to describe the spatial genetic structure of this pathogen in the Moungo area, which includes several potential ecological barriers to dispersal. No effects on genetic structure of landscape elements or geographical distance were found. However, we detected a spatial break in allelic frequencies that appeared to be explained by an historical event. This result suggests the existence of large M. fijiensis populations out of the mutation-migration-drift genetic equilibrium. Second, genetic cline theory was applied to study the evolutionary forces implicated in the installation and evolution of spatial gradients in allelic frequencies. More specifically, we analysed the spatio-temporal variation of the genetic discontinuity previously detected through a neutral cline model to estimate the intensity of gene flow in this area ( =1175 m/generation). Lastly, we measured the distribution of dispersal distances of M. fijiensis spores from a primary source of inoculum was. Such an experiment allowed us to confirm that conidia are implicated in short-distance dispersal whereas ascospores are responsible for spread of the disease over longer distances. The estimated mean dispersal distance travelled by spores was 3.12 and 283 metres/generation for conidia and ascospores, respectively, and the ascospore dispersal kernel was shown to be fat-tailed. This thesis adds to global knowledge of M. fijiensis dispersal and the measures of dispersal estimated in this work will be useful in parameterizing models aimed at a better understanding of the spatial patterns of fungicide resistance evolution under different management strategies.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-04-24T12:31:48Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 486412 bytes, checksum: ea7846af4d8a5809764bfecb46fb6ed2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-24T12:31:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 486412 bytes, checksum: ea7846af4d8a5809764bfecb46fb6ed2 (MD5) Previous issue date: 2003-12-17 / A sigatoka negra, causada pelo fungo Mycosphaerella fijiensis, ocasiona perdas que oscilam entre 50 a 100% na produção de bananeira e bananeira-da-terra. Visando obter informação sobre epidemias da sigatoka negra em ambas as musáceas, realizaram-se dois experimentos. No primeiro, avaliaram-se os componentes epidemiológicos: períodos de incubação e latente médio; severidade aos 24 e 40 dias; freqüência de infecção; intervalo, em dias, para atingir a severidade máxima; dias transcorridos do aparecimento de sintomas até atingir a severidade máxima; e as áreas abaixo da curva da severidade e da porção necrosada. Verificou-se que M. fijiensis não foi específico para bananeira ou bananeira-da-terra e que as populações variam quanto à agressividade. A inoculação artificial em mudas pode ser usada para avaliar componentes de resistência de diferentes genótipos à doença. No segundo experimento, estudou-se o progresso da doença em plantações comerciais de bananeira 'Williams' e bananeira-da-terra 'Barraganete', durante as épocas seca e chuvosa. Independentemente da época avaliada, os valores de área abaixo da curva da severidade estimados para bananeira foram maiores que para bananeira-da-terra. Na época chuvosa, o progresso da doença foi maior que na época seca. Em bananeira-da-terra, detectou-se correlação significativa da severidade e o número de horas semanais com temperatura entre 24 e 28°C e umidade relativa maior de 90%, quando se consideraram os valores das variáveis climatológicas registrados quatro e três semanas antes da severidade, nas épocas seca e chuvosa, respectivamente. Não se detectou correlação significativa de severidade e intensidade de precipitação pluviométrica, nas duas épocas avaliadas. Este é o primeiro relato de estudos de sigatoka negra em bananeira-da-terra no Equador, nas épocas seca e chuvosa. É, também, o primeiro estudo de componentes epidemiológicos de isolados equatorianos de M. fijiensis. Os resultados obtidos serão importantes para subsidiar o manejo da sigatoka negra, bem como programas de melhoramento que visem obter resistência a M. fijiensis. / Black sigatoka, caused by the fungus Mycosphaerella fijiensis, is the most important leaf disease of banana and plantain crops, causing 50 to 100% production losses. To generate information regarding black sigatoka epidemics on both Musacea, two experiments were conducted. In the first, isolates of M. Fijiensis obtained from diseased leaves of banana and plantain from several regions of Ecuador, were inoculated in banana and plantain plantlets. The following epidemic components were evaluated: mean incubation and latent periods, initial severity, infection frequency, number of lesions/leaf area, days to reach maximum severity, area under disease progress curve for severity, and area under disease progress curve of leaf necrosis. Regarding all components, it was found that M. fijiensis was not specific for either banana or plantain, and that there is variability in fungal aggressiveness. It was concluded that artificial inoculation of M. fijiensis in plantlets can be used in evaluating disease resistance components of different genotypes. In the second experiment, disease progress was studied in commercial crops of banana 'Williams' and plantain 'Barraganete', during dry and rainy seasons. In both seasons, area under disease progress curve (AUDPC) on banana was higher than AUDPC for iplantain. Values of AUDPC in plantain were higher in the rainy season than in the dry season. Correlation analysis was done between weather variables and disease severity in plantains. Disease severity was not correlated with temperature, relative humidity, or precipitation. Significant correlation was detected between severity and both number of hours with temperature ranging from 24 to 28° C and relative humidity higher than 90%, when these variables were registered four or three weeks before severity assessment, in either dry or rainy seasons, respectively. This is the first report of epidemiological studies of Black Sigatoka in plantains in the dry and rainy seasons, in Ecuador. It is also the first study of aggressiveness components of M. fijiensis, which may become important to assist future breeding programs to obtain resistance against the pathogen. / Dissertação importada do Alexandria

La maladie des raies noires (MRN), causée par le champignon ascomycète Mycosphaerella fijiensis, est l'une des maladies les plus dévastatrices du bananier (Musa spp.). Elle constitue une contrainte majeure à sa production, particulièrement dans les pays des tropiques humides où le bananier est une culture alimentaire de base. L'objectif de cette thèse a été de caractériser les populations de M. fijiensis et d'étudier l'épidémiologie de la MRN dans la région de Kisangani (RDC) en vue d'évaluer les stratégies de protection intégrée à développer dans les cultures de bananiers et bananiers plantains. La particularité de notre approche réside en la combinaison d'études en laboratoire, selon des approches classique et moléculaire, et des expérimentations sur le terrain pour mieux connaître les caractéristiques épidémiologiques de la maladie selon les saisons et les systèmes de cultures. Les caractéristiques phénotypiques des souches isolées de Kisangani sur milieu PDA étaient typiques de l'espèce M. fijiensis. Cette identification a été confirmée selon une approche moléculaire sur base du séquençage d'une partie de l'ADN ribosomal incluant les régions ITS (internal transcribed spacers) et le gène 5,8S. L'existence des deux types de croisement Mat1-1 et Ma1-2 au sein de la population a été révélée mais un déséquilibre entre les deux idiomorphes a été remarqué. L'évaluation de la pathogénicité des souches a montré que toutes les souches testées ont un pouvoir pathogène vis-à-vis du cultivar Cavendish " Grande Naine ". Notre étude a aussi permis de ressortir des différences de virulence selon les souches. Les tests de sensibilité aux fongicides ont montré que les souches de la RDC sont sensibles aux triazoles et au carbendazime, mais certaines souches seraient résistantes à l'azoxystrobine. Sur le plan épidémiologique, notre étude a révélé que les deux formes fongiques (anamorphe et téléomorphe) sont présentes non seulement en saison des pluies mais également en saison subsèche. Elles jouent donc un rôle important dans l'épidémiologie de la maladie. L'incidence de la maladie 6 Résumé a été légèrement moindre en saison subsèche qu'en saison humide. Une comparaison de la progression de la maladie pendant les deux saisons selon le système de culture a révélé que le développement de la MRN a été plus lent en forêt secondaire qu'en jachère et en jardin de case et l'incidence et la sévérité ont été plus grandes sur les plantains que sur les bananes. La meilleure tolérance du cultivar Yangambi Km5 a été confirmée. Ces résultats ont apporté des éléments nouveaux sur l'épidémiologie de la maladie dans la région de Kisangani et sur les caractéristiques de la population en présence. Ils ont été exploités pour établir une liste de recommandations visant à mieux gérer les dégâts de M. fijiensis, un pathogène au potentiel évolutif important.

Cette thèse concerne la modélisation des dynamiques de maladies foliaires de cultures pérennes tropicales à différentes échelles spatiales. Cette approche de modélisation est appliquée à la cercosporiose noire du bananier. Il s’agit d’explorer et de déterminer les paramètres environnementaux et de résistance de l’hôte ayant une influence significative sur la dynamique spatiotemporelle de la maladie et d’apporter des éléments associés au contrôle de la cercosporiose noire.Deux modèles ont été développés dans le cadre de cette thèse. La dynamique épidémiologique au niveau de la plante est décrite par un modèle mécaniste décomposé en un modèle de croissance de la plante et un module épidémiologique décrivant le cycle épidémique du pathogène. L’architecture du bananier est prise en compte par le biais de compartiments foliaires positionnés dans l’espace. Le modèle a été validé par un jeu de données indépendant. Les expérimentations numériques et l’analyse de sensibilité du modèle réalisées par les méthodes de Morris et de e-FAST ont permis de mieux comprendre le fonctionnement épidémique de cette maladie et d’identifier les paramètres influant le plus la dynamique épidémique en particulier la vitesse d’extension des lésions, la durée d’incubation et l’efficacité d’infection .L’approche bayésienne a permis de prendre en compte l’information a priori disponible pour ces trois paramètres sur lesquels a porté l’inférence statistique. L’analyse de sensibilité du modèle a également permis d’identifier l’influence de deux paramètres liés à la croissance de la plante : le nombre de feuilles sur une plante et le rythme d’émission foliaire Un modèle de dynamique spatio-temporelle de la cercosporiose noire a été développé à l’échelle d’un territoire à partir d’enquêtes effectuées enMartinique pendant la période d’invasion de cette maladie de septembre 2010 à mai 2012. Les données récoltées étant censurées, l’inférence des paramètres du modèle a été réalisée dans un cadre bayésien en utilisant un algorithme d’augmentation de données. Le modèle et l’inférence développés permettent de reconstruire la dynamique spatio-temporelle de l’invasion et de prédire la fin d’invasion sur le territoire.Les deux modèles de dynamiques spatio-temporelles développés à deux échelles spatiales différentes ont permis d’acquérir des informations importantes pour construire des outils de conception de méthode de contrôle de la cercosporiose noire des bananiers. / This thesis concerns the modeling of the dynamics of foliar diseases of tropical tree crops at different spatial scales. This modeling approach is applied to black Sigatoka of banana. It is to explore and determine the environmental parameters and host resistance has a significant influence on the spatiotemporal dynamics of the disease and to provide elements associated with the control of Sigatoka noire.Deux models were developed as part of this thesis. The epidemiological dynamics at the plant is described by a mechanistic model decomposed into a growth model of the plant and an epidemiological unit describing the pathogen epidemic cycle. The architecture of the banana is taken into account through foliar compartments positioned in space. The model was validated by an independent data set. Numerical experiments and model sensitivity analysis performed by the methods of Morris and e-FAST enabled to better understand the functioning of this epidemic disease and identify the parameters affecting the most dynamic epidemic especially speed extension of the lesions, the incubation period and efficiency of Bayesian .L'approche infection allowed to take into account prior information available for these three parameters that were the statistical inference. The model sensitivity analysis also identified the influence of two parameters related to plant growth: the number of leaves on a plant and rate of leaf emission A dynamic model of space-time Black Sigatoka has been developed at the scale of a territory from surveys enMartinique during the period of invasion of the disease from September 2010 to May 2012. The data collected being censored, inference of model parameters has was performed in a Bayesian framework, using a data augmentation algorithm. The model developed and inference possible to reconstruct the spatiotemporal dynamics of the invasion and predict the end of the invasion territoire.Les two spatio-temporal dynamics models developed at two different spatial scales has been gained important information for build tools design method of control of black Sigatoka of banana.