Moniliophthora perniciosa é o agente causal da doença vassoura-de-bruxa em cacaueiro (Theobroma cacao). Os sintomas da doença compreendem perda de dominância apical, inchamento e excesso de brotações em ramos novos, reversão de meristemas florais em vegetativos, partenocarpia e lesões necróticas em frutos, sugerindo a ocorrência de alterações hormonais no hospedeiro. A disponibilidade de isolados do biótipo-S capazes de infectar o tomateiro, permitiu a utilização da cultivar miniatura \'Micro-Tom\' (MT) como um modelo para estudo da interação Moniliophthora perniciosa x Solanum lycopersicum. Além de provocar sintomas característicos no MT, a disponibilidade de mutantes e linhas transgênicas introgredidos em MT, com alterações que afetam o metabolismo e sensibilidade hormonal, permitem investigar o papel dos hormônios vegetais no desenvolvimento dos sintomas. Inicialmente, foi avaliada a agressividade de três isolados do biótipo-S no MT, sendo que um isolado de Tiradentes apresentou maior agressividade, com maior incidência dos sintomas, maior engrossamento do caule, redução na altura das plantas, aumento no número de lóculos nos frutos e redução na biomassa radicular. Mutantes com alterações na percepção para auxina (diageotropica e entire) e uma linha transgênica expressando uma citocinina oxidase de Arabidopsis (35S::AtCKX2) diferiram para o engrossamento do caule e distribuição do número de lóculos nos frutos em relação ao MT. A linha transgênica 35S::AtCKX2 diferiu significativamente de MT com menor incidência de infecção. O engrossamento do caule associa-se ao aumento na área do córtex e, principalmente do xilema e floema. A aplicação exógena de citocinina sintética benzil-adenina (BA) e da auxina sintética ácido naftaleno acético (ANA) em MT evocam sintomas similares aos de plantas infectadas com M. perniciosa. Linhas transgênicas repórter de sinalização por citocinina (ARR5::GUS) ou auxina (DR5::GUS) indicaram sinalização diferencial por citocinina a 24 h e 36 h após inoculação (HAI) e 48 HAI por auxina. A infecção por M. perniciosa aumentou os níveis de ácido jasmônico, ácido salicílico (AS) e auxina em MT entre 5 d a 30 DAI, com maior incremento aos 5 DAI, enquanto que o nível de ácido abscísico aumentou aos 20 d e 30 DAI, e AS foi o único detectado em micélio dicariótico do biótipo-S. Genes de biossíntese de citocinina (IPT), ativação (LOG), degradação (CKX) e resposta à citocinina (ARRs e CRF) e auxina (AUX/IAA, ARFs, SAUR e GH3) foram induzidos em MT inoculado de 12 h a 5 DAI, mas com maior acúmulo de transcritos aos 30 DAI. M. perniciosa induziu maior expressão desses genes citados e de biossíntese auxina, nos momentos iniciais da interação (12 h a 5 DAI) em 35S::AtCKX2 do que no MT. O efeito da infecção em aumentar o número de lóculos nos frutos parece ser independente ou downstream a mutação fasciated, Mouse ears e ovate. A mutação Lanceolate parece ter um papel na redução do efeito da infecção em aumentar o número de lóculos. Os resultados obtidos sugerem que a infecção pelo M. perniciosa em MT altere os níveis/sinalização dos hormônios vegetais, principalmente auxina e citocinina, provocando o engrossamento do caule (aumento no xilema, floema e córtex), redução no crescimento e na biomassa radicular e aumento no número de lóculos nos frutos / Moniliophthora pernicisa is the causal agent of witches\' broom disease in cocoa (Theobroma cacao). The disease symptoms comprise loss of apical dominance, thickening and proliferation of axillary shoots, shift from inflorescence into vegetative meristem, parthernocarpy and necrotic lesions on fruits, suggesting a host hormonal imbalance. The availability of an isolated of S-biotype M. perniciosa, which colonizes tomato, enabled the utilization of the miniature tomato (Solanum lycopersicum) cultivar \'Micro-Tom\' (MT) as a suitable model to study the pathosystem M. perniciosa x S. lycopersicum. In addition to the characteristic symptoms of the infection in MT, the availability of mutants and transgenic lines introgessed into MT, with changes in plant metabolism and hormonal sensitivity, enable the investigation of the role of plant hormones in the development of symptoms. Initially, we evaluated the aggressiveness of three S-biotype M. perniciosa isolates. The isolate \'Tiradentes\' showed greater aggressiveness infecting MT, with higher plant infection incidence, greater stem thickening, reduction in plant height, increase in fruit locule number and reduction in root dry weight. Mutants with altered auxin perception (diageotropica e entire) and the transgenic line expressing a cytokinin oxidase gene of arabidopsis (35S::AtCKX2) differed in stem thickening and fruit locule number distribution, as compared to MT. The transgenic line 35S::AtCKX2 differed significantly from MT, showing lower incidence of infection. The thickening of the stem may be related with an increase in area of the cortex, especially xylem and phloem. The exogenous application of synthetic cytokinin benzyl adenine (BA) and auxin naphthalene acetic acid (NAA) in MT induces similar symptoms to plants infected with M. perniciosa. Cytokinin (ARR5::GUS) and auxin (DR5::GUS) signaling reporter transgenic lines revealed differential cytokinin signaling 24 h e 36 h hours after inoculation (HAI) and differential auxin signaling in 48 HAI. Infection of MT by M. perniciosa increased the content of JA, SA and auxin during the development of symptoms from 5 d to 30 DAI, with greater increase at an early stage of symptoms development (5 days after inoculation - DAI), whereas abcisic acid content increased in 20 and 30 DAI, and only AS was detected in dicariotic mycelium of the S-biotype M. perniciosa. Cytokinin biosynthesis (IPT), activating (LOG), and breakdown (CKX) genes and response to cytokynin genes (ARRs e CRF) and auxin (AUX/IAA, ARFs, SAUR e GH3) were induced in MT infected in 12 h a 5 DAI, with greater accumulation of transcripts in 30 DAI. M. perniciosa induced higher levels of IPT, LOG, CKX, ARRs, and CRF genes and auxin biosynthesis genes at an ealry stage of infection (12 h a 5 DAI) in 35S::AtCKX2, as compared to MT. The effect of the infection on increasing fruit locule number seems to be independent or downstream fasciated, Mouse ears and ovate mutation. Lanceolate mutation seems to play a role in reducing M. perniciosa ability of increasing fruit locule number. The results suggest infection of MT by S-biotpye M. perniciosa alters levels/signaling of the hormones, especially auxin and cytokinin, inducing stem thickening (increasing xylem, phloem and cortex), reduction in plant height, root dry weight and increase in fruit locule number

O fungo Moniliophthora perniciosa é o agente causal da vassoura de bruxa no cacaueiro (Theobroma cacao L.). Três biótipos distintos (biótipos -C, -L e -S) são reconhecidos de acordo com a especificidade quanto ao hospedeiro. O presente estudo teve como objetivo a análise da diversidade genética com o uso de marcadores microssatélites de 134 isolados dos biótipos -C, -L e -S de M. perniciosa coletados principalmente na Amazônia Brasileira e áreas de cultivo. A diversidade genética foi associada com virulência e/ou agressividade dos isolados a acessos diferenciais (suscetíveis ou resistentes) de T. cacao. Os biótipos -S e -L apresentaram uma diversidade gênica e genotípica superior em comparação com o biótipo-C. A população do biótipo-C com maior diversidade genotípica foi a do Acre, seguida pelo Oeste do Amazonas, ambas correspondendo a áreas em que se encontra cacaueiro nativo no Brasil. A população com menor diversidade genotípica foi a da Bahia, que corresponde a uma área onde a presença de M. perniciosa foi registrada mais recentemente, no final da década de 1980. Dos 134 isolados, 83 correspondem a genótipos multilocos únicos, sendo encontrados apenas dois indivíduos com genótipos idênticos para o biótipo-S, e nenhum para o biótipo-L. No biótipo-C foram identificados 61 genótipos multilocos em 111 isolados coletados em áreas de ocorrência natural e cultivo de cacau. Os dados de similaridade genética corroboram que o biótipo-C e também o -S que são homotálicos evoluíram de um biótipo heterotálico, possivelmente o biótipo-L. As populações do biótipo-C do estado do Pará e Leste do Amazonas compartilham ancestrais comuns em Ji-Paraná (RO) e Assis Brasil (AC), enquanto que a região sob a influência do rio Amazonas possui outra ascendência, que seria em Atalaia do Norte (Alto Solimões). Os genótipos multilocos da Bahia exibiram origens análogas as da população do Baixo Amazonas, com ascendência em Ji-Paraná (RO) e Alenquer (PA). Na avaliação de agressividade de M. perniciosa, a concentração do inóculo se mostrou determinante para a manifestação dos sintomas, com o aumento de plântulas com sintomas à medida que aumenta a concentração de basidiósporos. Dentre as progênies avaliadas, \'PA 195 x CAB 214\' apresentou menor proporção de plântulas com sintomas. Na inoculação com isolados de M. perniciosa oriundos do Acre e Amazonas, a proporção de plântulas com sintomas foi superior quando inoculadas com o isolado de Tabatinga (AM). O genótipo de cacaueiro que apresentou uma reação diferenciada foi o \'CAB 214\', para o qual nenhuma plântula apresentou sintomas quando inoculada com o isolado de Marechal Thaumaturgo (AC). Com o uso de microssatélites os genótipos multilocos de Tabatinga (AM) e Marechal Thaumaturgo (AC) foram identificados em grupos distintos. Na análise de treze genes de patogenicidade induzidos pela limitada disponibilidade de N, o gene 88KD foi o que demonstrou o maior número de transcritos acumulados. Os isolados que apresentaram uma mesma tendência em seus genes mais expressos foram Tabatinga (AM) e Óbidos (PA) que apesar de possuírem origens geográficas distintas, foram identificados no mesmo grupo na análise com microssatélites / The fungus Moniliophthora perniciosa is the causal agent of witches\'broom in cacao (Theobroma cacao L.). Three different biotypes (C-; S-; and L-biotypes) are recognized according to host specificity. The present study aimed to analyze the genetic diversity using microsatellite markers for 134 isolates of the C-, L- and S- biotypes of M. perniciosa collected mainly in the Brazilian Amazon and areas of cultivation. Genetic diversity was associated with virulence and/or aggressiveness of isolates in differential accesses (susceptible or resistant) of T. cacao. The L- and S- biotypes showed a higher genetic and genotype diversity compared with C-biotype. Of the 134 isolates, 83 corresponded to unique multilocus genotypes, and found only two individuals with identical genotypes for the S-biotype, and none for the L-biotype. In the C-biotype were identified 61 multilocus genotypes in 111 isolates collected in areas of natural occurrence and cultivation of cocoa. The genetic similarity data corroborate that the C- and S- biotypes that are apparently homothallic evolved from a heterothallic biotype, possibly L-biotype. The populations of C-biotype of the state of Para and Amazonas East share common ancestors, in Ji-Paraná (RO) and Assis Brazil (AC), while the region under the influence of the Amazon River has another descent that would be in the Atalaia do Norte (Upper Solimões). The multilocus genotypes from Bahia showed a similar origin of the population of the Lower Amazon, with ancestry in Ji-Paraná (RO) and Alenquer (PA). In the evaluation of aggressiveness of M. perniciosa, the inoculum concentration proved to be decisive for the manifestation of symptoms, with the increase of seedlings with symptoms as increases the concentration of basidiospores. Among the progenies, \'PA 195 x CAB 214\' showed a lower proportion of seedlings with symptoms. In inoculation with M. perniciosa from Acre and Amazonas, the proportion of seedlings with symptoms was higher when inoculated with the isolate from Tabatinga (AM). The genotype of cocoa that had a differentiated reaction was the \'CAB 214\', for which no plants showed symptoms when inoculated with the isolate Marechal Thaumaturgo (AC). With the use of microsatellite, the multilocus genotypes of Tabatinga (AM) and Marechal Thaumaturgo (AC) were identified in different groups. In the analysis of thirteen genes of pathogenicity induced by the limited availability of N, 88KD gene showed the highest number of transcripts. The isolates that showed a similar trend in their more expressed genes were Tabatinga (AM) and Óbidos (PA) that despite having different geographical origins were identified in the same group in the analysis with microsatellite

Moniliophthora perniciosa é o agente causal da doença vassoura-de-bruxa em cacaueiro (Theobroma cacao). Os sintomas da doença compreendem perda de dominância apical, inchamento e excesso de brotações em ramos novos, reversão de meristemas florais em vegetativos, partenocarpia e lesões necróticas em frutos, sugerindo a ocorrência de alterações hormonais no hospedeiro. A disponibilidade de isolados do biótipo-S capazes de infectar o tomateiro, permitiu a utilização da cultivar miniatura \'Micro-Tom\' (MT) como um modelo para estudo da interação Moniliophthora perniciosa x Solanum lycopersicum. Além de provocar sintomas característicos no MT, a disponibilidade de mutantes e linhas transgênicas introgredidos em MT, com alterações que afetam o metabolismo e sensibilidade hormonal, permitem investigar o papel dos hormônios vegetais no desenvolvimento dos sintomas. Inicialmente, foi avaliada a agressividade de três isolados do biótipo-S no MT, sendo que um isolado de Tiradentes apresentou maior agressividade, com maior incidência dos sintomas, maior engrossamento do caule, redução na altura das plantas, aumento no número de lóculos nos frutos e redução na biomassa radicular. Mutantes com alterações na percepção para auxina (diageotropica e entire) e uma linha transgênica expressando uma citocinina oxidase de Arabidopsis (35S::AtCKX2) diferiram para o engrossamento do caule e distribuição do número de lóculos nos frutos em relação ao MT. A linha transgênica 35S::AtCKX2 diferiu significativamente de MT com menor incidência de infecção. O engrossamento do caule associa-se ao aumento na área do córtex e, principalmente do xilema e floema. A aplicação exógena de citocinina sintética benzil-adenina (BA) e da auxina sintética ácido naftaleno acético (ANA) em MT evocam sintomas similares aos de plantas infectadas com M. perniciosa. Linhas transgênicas repórter de sinalização por citocinina (ARR5::GUS) ou auxina (DR5::GUS) indicaram sinalização diferencial por citocinina a 24 h e 36 h após inoculação (HAI) e 48 HAI por auxina. A infecção por M. perniciosa aumentou os níveis de ácido jasmônico, ácido salicílico (AS) e auxina em MT entre 5 d a 30 DAI, com maior incremento aos 5 DAI, enquanto que o nível de ácido abscísico aumentou aos 20 d e 30 DAI, e AS foi o único detectado em micélio dicariótico do biótipo-S. Genes de biossíntese de citocinina (IPT), ativação (LOG), degradação (CKX) e resposta à citocinina (ARRs e CRF) e auxina (AUX/IAA, ARFs, SAUR e GH3) foram induzidos em MT inoculado de 12 h a 5 DAI, mas com maior acúmulo de transcritos aos 30 DAI. M. perniciosa induziu maior expressão desses genes citados e de biossíntese auxina, nos momentos iniciais da interação (12 h a 5 DAI) em 35S::AtCKX2 do que no MT. O efeito da infecção em aumentar o número de lóculos nos frutos parece ser independente ou downstream a mutação fasciated, Mouse ears e ovate. A mutação Lanceolate parece ter um papel na redução do efeito da infecção em aumentar o número de lóculos. Os resultados obtidos sugerem que a infecção pelo M. perniciosa em MT altere os níveis/sinalização dos hormônios vegetais, principalmente auxina e citocinina, provocando o engrossamento do caule (aumento no xilema, floema e córtex), redução no crescimento e na biomassa radicular e aumento no número de lóculos nos frutos / Moniliophthora pernicisa is the causal agent of witches\' broom disease in cocoa (Theobroma cacao). The disease symptoms comprise loss of apical dominance, thickening and proliferation of axillary shoots, shift from inflorescence into vegetative meristem, parthernocarpy and necrotic lesions on fruits, suggesting a host hormonal imbalance. The availability of an isolated of S-biotype M. perniciosa, which colonizes tomato, enabled the utilization of the miniature tomato (Solanum lycopersicum) cultivar \'Micro-Tom\' (MT) as a suitable model to study the pathosystem M. perniciosa x S. lycopersicum. In addition to the characteristic symptoms of the infection in MT, the availability of mutants and transgenic lines introgessed into MT, with changes in plant metabolism and hormonal sensitivity, enable the investigation of the role of plant hormones in the development of symptoms. Initially, we evaluated the aggressiveness of three S-biotype M. perniciosa isolates. The isolate \'Tiradentes\' showed greater aggressiveness infecting MT, with higher plant infection incidence, greater stem thickening, reduction in plant height, increase in fruit locule number and reduction in root dry weight. Mutants with altered auxin perception (diageotropica e entire) and the transgenic line expressing a cytokinin oxidase gene of arabidopsis (35S::AtCKX2) differed in stem thickening and fruit locule number distribution, as compared to MT. The transgenic line 35S::AtCKX2 differed significantly from MT, showing lower incidence of infection. The thickening of the stem may be related with an increase in area of the cortex, especially xylem and phloem. The exogenous application of synthetic cytokinin benzyl adenine (BA) and auxin naphthalene acetic acid (NAA) in MT induces similar symptoms to plants infected with M. perniciosa. Cytokinin (ARR5::GUS) and auxin (DR5::GUS) signaling reporter transgenic lines revealed differential cytokinin signaling 24 h e 36 h hours after inoculation (HAI) and differential auxin signaling in 48 HAI. Infection of MT by M. perniciosa increased the content of JA, SA and auxin during the development of symptoms from 5 d to 30 DAI, with greater increase at an early stage of symptoms development (5 days after inoculation - DAI), whereas abcisic acid content increased in 20 and 30 DAI, and only AS was detected in dicariotic mycelium of the S-biotype M. perniciosa. Cytokinin biosynthesis (IPT), activating (LOG), and breakdown (CKX) genes and response to cytokynin genes (ARRs e CRF) and auxin (AUX/IAA, ARFs, SAUR e GH3) were induced in MT infected in 12 h a 5 DAI, with greater accumulation of transcripts in 30 DAI. M. perniciosa induced higher levels of IPT, LOG, CKX, ARRs, and CRF genes and auxin biosynthesis genes at an ealry stage of infection (12 h a 5 DAI) in 35S::AtCKX2, as compared to MT. The effect of the infection on increasing fruit locule number seems to be independent or downstream fasciated, Mouse ears and ovate mutation. Lanceolate mutation seems to play a role in reducing M. perniciosa ability of increasing fruit locule number. The results suggest infection of MT by S-biotpye M. perniciosa alters levels/signaling of the hormones, especially auxin and cytokinin, inducing stem thickening (increasing xylem, phloem and cortex), reduction in plant height, root dry weight and increase in fruit locule number

O fungo Moniliophthora perniciosa é o agente causal da vassoura de bruxa no cacaueiro (Theobroma cacao L.). Três biótipos distintos (biótipos -C, -L e -S) são reconhecidos de acordo com a especificidade quanto ao hospedeiro. O presente estudo teve como objetivo a análise da diversidade genética com o uso de marcadores microssatélites de 134 isolados dos biótipos -C, -L e -S de M. perniciosa coletados principalmente na Amazônia Brasileira e áreas de cultivo. A diversidade genética foi associada com virulência e/ou agressividade dos isolados a acessos diferenciais (suscetíveis ou resistentes) de T. cacao. Os biótipos -S e -L apresentaram uma diversidade gênica e genotípica superior em comparação com o biótipo-C. A população do biótipo-C com maior diversidade genotípica foi a do Acre, seguida pelo Oeste do Amazonas, ambas correspondendo a áreas em que se encontra cacaueiro nativo no Brasil. A população com menor diversidade genotípica foi a da Bahia, que corresponde a uma área onde a presença de M. perniciosa foi registrada mais recentemente, no final da década de 1980. Dos 134 isolados, 83 correspondem a genótipos multilocos únicos, sendo encontrados apenas dois indivíduos com genótipos idênticos para o biótipo-S, e nenhum para o biótipo-L. No biótipo-C foram identificados 61 genótipos multilocos em 111 isolados coletados em áreas de ocorrência natural e cultivo de cacau. Os dados de similaridade genética corroboram que o biótipo-C e também o -S que são homotálicos evoluíram de um biótipo heterotálico, possivelmente o biótipo-L. As populações do biótipo-C do estado do Pará e Leste do Amazonas compartilham ancestrais comuns em Ji-Paraná (RO) e Assis Brasil (AC), enquanto que a região sob a influência do rio Amazonas possui outra ascendência, que seria em Atalaia do Norte (Alto Solimões). Os genótipos multilocos da Bahia exibiram origens análogas as da população do Baixo Amazonas, com ascendência em Ji-Paraná (RO) e Alenquer (PA). Na avaliação de agressividade de M. perniciosa, a concentração do inóculo se mostrou determinante para a manifestação dos sintomas, com o aumento de plântulas com sintomas à medida que aumenta a concentração de basidiósporos. Dentre as progênies avaliadas, \'PA 195 x CAB 214\' apresentou menor proporção de plântulas com sintomas. Na inoculação com isolados de M. perniciosa oriundos do Acre e Amazonas, a proporção de plântulas com sintomas foi superior quando inoculadas com o isolado de Tabatinga (AM). O genótipo de cacaueiro que apresentou uma reação diferenciada foi o \'CAB 214\', para o qual nenhuma plântula apresentou sintomas quando inoculada com o isolado de Marechal Thaumaturgo (AC). Com o uso de microssatélites os genótipos multilocos de Tabatinga (AM) e Marechal Thaumaturgo (AC) foram identificados em grupos distintos. Na análise de treze genes de patogenicidade induzidos pela limitada disponibilidade de N, o gene 88KD foi o que demonstrou o maior número de transcritos acumulados. Os isolados que apresentaram uma mesma tendência em seus genes mais expressos foram Tabatinga (AM) e Óbidos (PA) que apesar de possuírem origens geográficas distintas, foram identificados no mesmo grupo na análise com microssatélites / The fungus Moniliophthora perniciosa is the causal agent of witches\'broom in cacao (Theobroma cacao L.). Three different biotypes (C-; S-; and L-biotypes) are recognized according to host specificity. The present study aimed to analyze the genetic diversity using microsatellite markers for 134 isolates of the C-, L- and S- biotypes of M. perniciosa collected mainly in the Brazilian Amazon and areas of cultivation. Genetic diversity was associated with virulence and/or aggressiveness of isolates in differential accesses (susceptible or resistant) of T. cacao. The L- and S- biotypes showed a higher genetic and genotype diversity compared with C-biotype. Of the 134 isolates, 83 corresponded to unique multilocus genotypes, and found only two individuals with identical genotypes for the S-biotype, and none for the L-biotype. In the C-biotype were identified 61 multilocus genotypes in 111 isolates collected in areas of natural occurrence and cultivation of cocoa. The genetic similarity data corroborate that the C- and S- biotypes that are apparently homothallic evolved from a heterothallic biotype, possibly L-biotype. The populations of C-biotype of the state of Para and Amazonas East share common ancestors, in Ji-Paraná (RO) and Assis Brazil (AC), while the region under the influence of the Amazon River has another descent that would be in the Atalaia do Norte (Upper Solimões). The multilocus genotypes from Bahia showed a similar origin of the population of the Lower Amazon, with ancestry in Ji-Paraná (RO) and Alenquer (PA). In the evaluation of aggressiveness of M. perniciosa, the inoculum concentration proved to be decisive for the manifestation of symptoms, with the increase of seedlings with symptoms as increases the concentration of basidiospores. Among the progenies, \'PA 195 x CAB 214\' showed a lower proportion of seedlings with symptoms. In inoculation with M. perniciosa from Acre and Amazonas, the proportion of seedlings with symptoms was higher when inoculated with the isolate from Tabatinga (AM). The genotype of cocoa that had a differentiated reaction was the \'CAB 214\', for which no plants showed symptoms when inoculated with the isolate Marechal Thaumaturgo (AC). With the use of microsatellite, the multilocus genotypes of Tabatinga (AM) and Marechal Thaumaturgo (AC) were identified in different groups. In the analysis of thirteen genes of pathogenicity induced by the limited availability of N, 88KD gene showed the highest number of transcripts. The isolates that showed a similar trend in their more expressed genes were Tabatinga (AM) and Óbidos (PA) that despite having different geographical origins were identified in the same group in the analysis with microsatellite