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Plant fungal pathogens are a major threat to food security worldwide. The most important method of protecting plants against fungal attack is the use of fungicides, but the development of resistance towards synthetic fungicides is of great concern. Moreover, the health risks associated with the use of chemical fungicides increase the need to search for safe, efficacious and environmentally friendly fungicides. Plants produce antifungal agents by secondary metabolism to protect themselves from fungal attack, and therefore many plant species have substantial antifungal activity. The use of plant extracts could enable the development of inexpensive and environmentally acceptable fungicides based on locally available natural products. This study was undertaken to investigate weedy and invasive plant species for antifungal activity against plant pathogens in order to develop a useful product using a widely available resource. Acetone leaf extracts of seven invasive species (Chromoleana odorata, Ipomoea alba, Tecoma stans, Passiflora suberosa, Passiflora subpeltata, Aristolochia sp, Solanum seaforthianum) were screened against eight plant fungal pathogens viz Rhizoctonia solani, Fusarium oxysporium, Penicillum janthinellum, Penicillum expansum, Aspergillus parasiticus, Aspergillus niger, Pythium ultimum and Phytophthora nicotiana, using microdilution assay and bioautography. The acetone extract of Tecoma stans had reasonable antifungal activity with an average minimal inhibitory concentration (MIC) value against all the fungi of 550 ìg/ml and clear zones on bioautograms indicating inhibition of fungal growth of a compounds with an Rf of 0.082 in BEA against several of the fungal pathogens. Due to the clear compound on bioautography and availability of Tecoma stans, this species was selected for further work. Bioassay-guided fractionation of the leaves of the Tecoma stans dichloromethane (DCM) extract obtained from solvent-solvent fractionation resulted in one major compound, oleanolic acid. The isolated compound had antifungal activity with an average MIC value of 130 ìg/ml against the 10 plant pathogenic fungi and clear bands with an Rf value of 0.082 on bioautograms, indicating fungal growth inhibition. It was surprising that the MIC value of the crude DCM extract was as high as that of the only compound with antifungal activity based on bioautography. These results clearly indicated the possibility of synergisms especially since the average total activity of the extract was nearly 6.5 times higher than that of oleanolic acid with total activity values of 60154 ml for the extract and 9262 ml for oleanolic acid. Cellular cytotoxicity of DCM extract and oleanolic acid was investigated using tetrazoliumbased colorimetric assay (MTT) on Vero monkey kidney cells. The toxicity of the extract and oleanolic acid was determined by LC50 values. The DCM extract and oleanolic acid were toxic with and LC50 of 0.413 mg/ml and 0.129 mg/ml respectively, lower than that of berberine the toxic compound used as control. However therapeutic index which can be defined here as the LC50 in (ìg/ml)/MIC in (ìg/ml), indicated that though the extract and oleanolic acid were toxic, they could be used under controlled conditions against infections of certain of the fungal pathogens. The crude extract had a high therapeutic index value of 21 against microorganisms T. harzianum, R. solani, F. oxysporium and P. expansum; and oleanolic acid had high therapeutic index values of 16 and 64 of against T. harzianum and R.solani respectively. This high therapeutic index value of crude extract and oleanolic acid means that, crude extract and oleanolic acid may be used for treatment of infections by these tested fungi with very little toxicity under controlled conditions. Oleanolic acid had very low antibacterial activity (MIC >250 ìg/ml). against two Grampositive (Staphylococcus aureus, ATCC 29213 and Enterococcus faecalis, ATCC 29212) and two Gram-negative bacteria (Escherichia coli, ATCC 27853 and Pseudomonas aeruginosa, ATCC 25922). Animal pathogenic fungi were more resistant than the plant fungal pathogens. Based on the good activity of the DCM crude extract, the surprising selectivity in activity against different fungi coupled with reasonably good therapeutic indexes and the wide availability of T stans leaves opens up the possibility that a commercial product to protect plants against certain pathogens may be developed from T. stans leaves. Copyright / Dissertation (MSc (Veterinary Science))--University of Pretoria, 2008. / Paraclinical Sciences / unrestricted

A levedura Saccharomyces cerevisiae tem potencial para o controle de doenças em algumas plantas, devido à capacidade de induzir resistência e de elicitar mecanismos de defesa. Entretanto, no processo de purificação de compostos elicitores presentes na parede celular de S. cerevisiae foi observado um baixo rendimento, dificultando a realização de experimentos, principalmente em campo. Assim, com o objetivo de otimizar o processo de extração do (s) elicitor (es) presentes na parede celular da levedura, células em suspensão foram autoclavadas por minutos ou horas, uma vez ou seqüencialmente. Em seguida, foi avaliado o conteúdo de carboidratos e de proteínas destas preparações que foram testadas na produção de fitoalexinas em mesocótilos de sorgo, previamente tratados ou não com abrasivo carborundum, e na germinação de conídios e formação de apressórios por Colletotrichum lagenarium e Colletotrichum sublineolum. Em função da maior concentração de carboidratos e da atividade elicitora em mesocótilos de sorgo, a preparação de levedura autoclavada por 4 horas seqüencialmente foi submetida ao processo de purificação. Cromatografias de troca iônica (CTI), com tampão Tris-HCl ou bicarbonato de amônio na eluição da coluna DEAE-Celulose, foram realizadas para separar as frações com maior poder elicitor das de baixo poder elicitor. Frações de ambas as cromatografias, induziram o acúmulo de fitoalexinas em mesocótilos de sorgo, previamente tratados ou não com abrasivo carborundum. Entretanto, frações provenientes da cromatografia com tampão bicarbonato de amônio foram capazes de inibir em 100% a germinação de conídios e a formação de apressórios dos fitopatógenos. Na proteção de pepino em câmara de crescimento, houve redução da área lesionada somente quando as plântulas de pepino receberam as frações provenientes da CTI com tampão Tris-HCl, dois dias antes da inoculação com o patógeno. Em casa-de-vegetação, fração proveniente da CTI com tampão bicarbonato de amônio conferiu proteção às plântulas de pepino contra C. lagenarium, mas sem aumento na atividade de peroxidases. Plantas de sorgo tratadas com as frações de ambas as cromatografias, apresentaram tendência a uma redução da área lesionada nas folhas tratadas e folhas superiores, com produção de fitoalexinas. A maior produção de fitoalexinas em plantas de sorgo foi observada em folhas tratadas com a preparação bruta da levedura autoclavada por 4 horas seqüencialmente. Os resultados do presente trabalho indicam a existência de compostos termoestáveis na parede celular da levedura, liberados em maior concentração em função da autoclavagem seqüencial, capazes de induzir o acúmulo de fitoalexinas em mesocótilos e folhas de sorgo, com atividade antifúngica sobre C sublineolum e C. lagenarium e potencial para induzir resistência local em pepino contra C. lagenarium e resistência local e sistêmica em sorgo contra C. sublineolum. / The yeast Saccharomyces cerevisiae has potential in the control of diseases in some plants by the ability to induce resistance and elicits defence mechanisms. However, in the process of purification of elicitor (s) present in the cell wall of S. cerevisiae a low efficiency was observed during the process, making difficult to carry out experiments, mainly in field. Thus, to optimize the process of extraction of the elicitor (s) present in the cell wall of the yeast, cells in suspension were autoclaved by minutes or hours, once or in sequence. After autoclaving the carbohydrate and proteins content of these preparations were determinate and they were tested in phytoalexin accumulation in sorghum mesocotyls, previously treated or not with the abrasive carborundum, and conidia germination and appressorium formation by Colletotrichum lagenarium and Colletotrichum sublineolum. Because of the higher carbohydrate content and the highest elicitor activity in sorghum mesocotyls, the preparation autoclaved by 4 hours in sequence was selected for the purification process. Ion exchange chromatography (IEC) using Tris-HCl or ammonium bicarbonate buffer for column elution, were used to separate fractions with higher elicitation activity from those exhibiting lower elicitation activity. Fractions from the chromatography obtained using either buffer induced the accumulation of phytoalexin in sorghum mesocotyls, previously treated or not with the abrasive carborundum. However, the fractions from the chromatography with ammonium bicarbonate buffer were able to inhibit in 100% the conidia germination and appressorium formation by the phytopathogens. In the protection of cucumber in growth chamber, there was a reduction in symptoms only when the cucumber seedlings were treated with the fractions from the IEC with Tris-HCl buffer, two days before the inoculation with the fungus. In greenhouse, fraction from the IEC with ammonium bicarbonate buffer was able to protect cucumber seedlings against C. lagenarium, but without increase peroxidases activity. Sorghum plants treated with the fractions, obtained using either buffer, exhibited reduced infection in the treated leaves and leaves just above, with phytoalexin production. The highest phytoalexin production in sorghum plants was observed in leaves treated with the crude preparation of the yeast autoclaved by 4 hours sequentially. The results of the present study indicate the presence of termoestable compounds in the cell wall of the yeast, released in higher concentrations in function of the sequential autoclavage, that are able to induce phytoalexin accumulation in sorghum mesocotyls and leaves, with antifungal activity on C. sublineolum and C. lagenarium and potential to induce local resistance in cucumber against C. lagenarium and local and systemic resistance in sorghum against C. sublineolum.

Colletotrichum species are considered one of the most economically important plant pathogens. They cause many losses in tropical, subtropical and temperate regions affecting a wide range of plant species. In tropical and subtropical regions C. gloeosporioides and C. acutatum are associated with significant losses on pre and post-harvest anthracnoses. There are still many features to understand about Colletotrichum biology and its systematics. The accurate identification of species involved with each anthracnose is of high relevance to establish management strategies to control the disease. Although the great advances on Colletotrichum systematics, species complex such as C. gloeosporioides and C. acutatum are used in a broad sense in Brazil. These complexes were recently investigated and showed to be highly genetic and geographic variable. In this study multigene analysis were carried out based on ITS, GAPDH, CHS-1, TUB2 and CAL or HIS3 partial sequences for strains of C. gloesporioides and C. acutatum complexes collected from fruit crops in Brazil. Strains from different countries and exepitypes and others sequences available on GenBank from the species accepted on both complexes were added on dataset. Six strains from C. gloeosporiodes complex and five for C. acutatum were selected based on multigene phylogeny to investigate the pathogenicity through inoculations on detached fruit. The multigene phylogenies showed the occurrence of species in Brazil related to those complexes with a high genetic variability among them. The phylogeny of Brazilian strains belonging to the C. gloeosporioides complex showed that C. siamense represents the most genetically and host-specific variable clade. In contrast, C. asianum clade grouped only strains isolated from mango. The strains from this clade used on pathogenic test were not able to infect avocado and one of the strains caused symptoms only on mango. All strains from Brazil grouped in one subclade within the C. fructicola clade and seem to represent a genetically distinct group. C. theobromicola is first reported causing anthracnose on acerola fruit. Three new species (C. polyphialidicum, C. paranaense and C. pruni) belonging to the C. acutatum complex were recognized and their morphologic descriptions were provided. The pathogenic test for the strains in the C. acutatum complex showed their cross infection ability, but in some cases the larger lesions were produced on the original host. Most brazilian strains from C. acutatum complex grouped in one subclade within the C. nymphaeae clade and seem to be genetically distinct. / Fungos do gênero Colletotrichum são considerados um dos mais importantes economicamente na Fitopatologia. Espécies desse gênero são encontradas amplamente disseminadas e estão associadas a diversas espécies de plantas hospedeiras. Em regiões tropicais e subtropicais, espécies dos complexos C. gloeosporioides e C. acutatum são a principal causa das antracnoses em pré e póscolheita de frutos e consequentemente causam significantivas perdas. Ainda há muitos aspectos a serem compreendidos sobre o gênero Colletotrichum, como a biologia e a sistemática. A acurada identificação das espécies associadas a antracnoses é de suma importância para o estabelecimento de estratégias de controle. No entanto, apesar dos grandes avanços na sistemática desse gênero, complexos de espécies como aquelas citadas acima são tratados de modo genérico no Brasil. Estes complexos de espécies foram recentemente estudados e considerados geneticamente e geograficamente variáveis. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo caracterizar isolados de Colletotrichum spp. associados a diferentes frutos e regiões do Brasil por meio de análise filogenética. Para análise multilocus, foram utilizadas sequências parciais dos genes ITS, GAPDH, CHS-1, TUB2 and CAL ou HIS3. Sequências de espécies-tipos disponíveis no GenBank e de isolados de diferentes países foram adicionadas ao conjunto de dados. Com base nos resultados obtidos por meio de filogenia multilocus, seis isolados do complexo C. gloeosporiodes e cinco do complexo C. acutatum foram escolhidos para testes de patogenicidade cruzada. A espécie C. siamense, pertencente ao complexo C. gloeosporioides, foi a mais variável geneticamente e quanto ao hospedeiro de origem. Diferentemente, apenas isolados obtidos de manga se agruparam no clado C. asianum. Isolados agrupados neste clado não infectaram abacate e um dos isolados (CPC 20969) causou sintomas apenas em manga. No clado C. fructicola, isolados coletados no Brasil se agruparam em um subclado e parecem representar um grupo geneticamente distinto. A espécie C. theobromicola é relatada pela primeira vez em acerola. Foram identificadas três novas espécies, C. polyphialidicum, C. paranaense e C. pruni, pertencentes ao complexo C. acutatum. Isolados brasileiros agrupados no clado C. nymphaeae parecem representar um grupo geneticamente distinto, todos se agruparam em um subclado. Isolados do complexo C. acutatum utilizados no teste de patogenicidade provocaram sintomas nos hospedeiros testados, porém, em algumas inoculações, as lesões foram maiores no hospedeiro de origem.

A levedura Saccharomyces cerevisiae tem potencial para o controle de doenças em algumas plantas, devido à capacidade de induzir resistência e de elicitar mecanismos de defesa. Entretanto, no processo de purificação de compostos elicitores presentes na parede celular de S. cerevisiae foi observado um baixo rendimento, dificultando a realização de experimentos, principalmente em campo. Assim, com o objetivo de otimizar o processo de extração do (s) elicitor (es) presentes na parede celular da levedura, células em suspensão foram autoclavadas por minutos ou horas, uma vez ou seqüencialmente. Em seguida, foi avaliado o conteúdo de carboidratos e de proteínas destas preparações que foram testadas na produção de fitoalexinas em mesocótilos de sorgo, previamente tratados ou não com abrasivo carborundum, e na germinação de conídios e formação de apressórios por Colletotrichum lagenarium e Colletotrichum sublineolum. Em função da maior concentração de carboidratos e da atividade elicitora em mesocótilos de sorgo, a preparação de levedura autoclavada por 4 horas seqüencialmente foi submetida ao processo de purificação. Cromatografias de troca iônica (CTI), com tampão Tris-HCl ou bicarbonato de amônio na eluição da coluna DEAE-Celulose, foram realizadas para separar as frações com maior poder elicitor das de baixo poder elicitor. Frações de ambas as cromatografias, induziram o acúmulo de fitoalexinas em mesocótilos de sorgo, previamente tratados ou não com abrasivo carborundum. Entretanto, frações provenientes da cromatografia com tampão bicarbonato de amônio foram capazes de inibir em 100% a germinação de conídios e a formação de apressórios dos fitopatógenos. Na proteção de pepino em câmara de crescimento, houve redução da área lesionada somente quando as plântulas de pepino receberam as frações provenientes da CTI com tampão Tris-HCl, dois dias antes da inoculação com o patógeno. Em casa-de-vegetação, fração proveniente da CTI com tampão bicarbonato de amônio conferiu proteção às plântulas de pepino contra C. lagenarium, mas sem aumento na atividade de peroxidases. Plantas de sorgo tratadas com as frações de ambas as cromatografias, apresentaram tendência a uma redução da área lesionada nas folhas tratadas e folhas superiores, com produção de fitoalexinas. A maior produção de fitoalexinas em plantas de sorgo foi observada em folhas tratadas com a preparação bruta da levedura autoclavada por 4 horas seqüencialmente. Os resultados do presente trabalho indicam a existência de compostos termoestáveis na parede celular da levedura, liberados em maior concentração em função da autoclavagem seqüencial, capazes de induzir o acúmulo de fitoalexinas em mesocótilos e folhas de sorgo, com atividade antifúngica sobre C sublineolum e C. lagenarium e potencial para induzir resistência local em pepino contra C. lagenarium e resistência local e sistêmica em sorgo contra C. sublineolum. / The yeast Saccharomyces cerevisiae has potential in the control of diseases in some plants by the ability to induce resistance and elicits defence mechanisms. However, in the process of purification of elicitor (s) present in the cell wall of S. cerevisiae a low efficiency was observed during the process, making difficult to carry out experiments, mainly in field. Thus, to optimize the process of extraction of the elicitor (s) present in the cell wall of the yeast, cells in suspension were autoclaved by minutes or hours, once or in sequence. After autoclaving the carbohydrate and proteins content of these preparations were determinate and they were tested in phytoalexin accumulation in sorghum mesocotyls, previously treated or not with the abrasive carborundum, and conidia germination and appressorium formation by Colletotrichum lagenarium and Colletotrichum sublineolum. Because of the higher carbohydrate content and the highest elicitor activity in sorghum mesocotyls, the preparation autoclaved by 4 hours in sequence was selected for the purification process. Ion exchange chromatography (IEC) using Tris-HCl or ammonium bicarbonate buffer for column elution, were used to separate fractions with higher elicitation activity from those exhibiting lower elicitation activity. Fractions from the chromatography obtained using either buffer induced the accumulation of phytoalexin in sorghum mesocotyls, previously treated or not with the abrasive carborundum. However, the fractions from the chromatography with ammonium bicarbonate buffer were able to inhibit in 100% the conidia germination and appressorium formation by the phytopathogens. In the protection of cucumber in growth chamber, there was a reduction in symptoms only when the cucumber seedlings were treated with the fractions from the IEC with Tris-HCl buffer, two days before the inoculation with the fungus. In greenhouse, fraction from the IEC with ammonium bicarbonate buffer was able to protect cucumber seedlings against C. lagenarium, but without increase peroxidases activity. Sorghum plants treated with the fractions, obtained using either buffer, exhibited reduced infection in the treated leaves and leaves just above, with phytoalexin production. The highest phytoalexin production in sorghum plants was observed in leaves treated with the crude preparation of the yeast autoclaved by 4 hours sequentially. The results of the present study indicate the presence of termoestable compounds in the cell wall of the yeast, released in higher concentrations in function of the sequential autoclavage, that are able to induce phytoalexin accumulation in sorghum mesocotyls and leaves, with antifungal activity on C. sublineolum and C. lagenarium and potential to induce local resistance in cucumber against C. lagenarium and local and systemic resistance in sorghum against C. sublineolum.

Colletotrichum species are considered one of the most economically important plant pathogens. They cause many losses in tropical, subtropical and temperate regions affecting a wide range of plant species. In tropical and subtropical regions C. gloeosporioides and C. acutatum are associated with significant losses on pre and post-harvest anthracnoses. There are still many features to understand about Colletotrichum biology and its systematics. The accurate identification of species involved with each anthracnose is of high relevance to establish management strategies to control the disease. Although the great advances on Colletotrichum systematics, species complex such as C. gloeosporioides and C. acutatum are used in a broad sense in Brazil. These complexes were recently investigated and showed to be highly genetic and geographic variable. In this study multigene analysis were carried out based on ITS, GAPDH, CHS-1, TUB2 and CAL or HIS3 partial sequences for strains of C. gloesporioides and C. acutatum complexes collected from fruit crops in Brazil. Strains from different countries and exepitypes and others sequences available on GenBank from the species accepted on both complexes were added on dataset. Six strains from C. gloeosporiodes complex and five for C. acutatum were selected based on multigene phylogeny to investigate the pathogenicity through inoculations on detached fruit. The multigene phylogenies showed the occurrence of species in Brazil related to those complexes with a high genetic variability among them. The phylogeny of Brazilian strains belonging to the C. gloeosporioides complex showed that C. siamense represents the most genetically and host-specific variable clade. In contrast, C. asianum clade grouped only strains isolated from mango. The strains from this clade used on pathogenic test were not able to infect avocado and one of the strains caused symptoms only on mango. All strains from Brazil grouped in one subclade within the C. fructicola clade and seem to represent a genetically distinct group. C. theobromicola is first reported causing anthracnose on acerola fruit. Three new species (C. polyphialidicum, C. paranaense and C. pruni) belonging to the C. acutatum complex were recognized and their morphologic descriptions were provided. The pathogenic test for the strains in the C. acutatum complex showed their cross infection ability, but in some cases the larger lesions were produced on the original host. Most brazilian strains from C. acutatum complex grouped in one subclade within the C. nymphaeae clade and seem to be genetically distinct. / Fungos do gênero Colletotrichum são considerados um dos mais importantes economicamente na Fitopatologia. Espécies desse gênero são encontradas amplamente disseminadas e estão associadas a diversas espécies de plantas hospedeiras. Em regiões tropicais e subtropicais, espécies dos complexos C. gloeosporioides e C. acutatum são a principal causa das antracnoses em pré e póscolheita de frutos e consequentemente causam significantivas perdas. Ainda há muitos aspectos a serem compreendidos sobre o gênero Colletotrichum, como a biologia e a sistemática. A acurada identificação das espécies associadas a antracnoses é de suma importância para o estabelecimento de estratégias de controle. No entanto, apesar dos grandes avanços na sistemática desse gênero, complexos de espécies como aquelas citadas acima são tratados de modo genérico no Brasil. Estes complexos de espécies foram recentemente estudados e considerados geneticamente e geograficamente variáveis. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo caracterizar isolados de Colletotrichum spp. associados a diferentes frutos e regiões do Brasil por meio de análise filogenética. Para análise multilocus, foram utilizadas sequências parciais dos genes ITS, GAPDH, CHS-1, TUB2 and CAL ou HIS3. Sequências de espécies-tipos disponíveis no GenBank e de isolados de diferentes países foram adicionadas ao conjunto de dados. Com base nos resultados obtidos por meio de filogenia multilocus, seis isolados do complexo C. gloeosporiodes e cinco do complexo C. acutatum foram escolhidos para testes de patogenicidade cruzada. A espécie C. siamense, pertencente ao complexo C. gloeosporioides, foi a mais variável geneticamente e quanto ao hospedeiro de origem. Diferentemente, apenas isolados obtidos de manga se agruparam no clado C. asianum. Isolados agrupados neste clado não infectaram abacate e um dos isolados (CPC 20969) causou sintomas apenas em manga. No clado C. fructicola, isolados coletados no Brasil se agruparam em um subclado e parecem representar um grupo geneticamente distinto. A espécie C. theobromicola é relatada pela primeira vez em acerola. Foram identificadas três novas espécies, C. polyphialidicum, C. paranaense e C. pruni, pertencentes ao complexo C. acutatum. Isolados brasileiros agrupados no clado C. nymphaeae parecem representar um grupo geneticamente distinto, todos se agruparam em um subclado. Isolados do complexo C. acutatum utilizados no teste de patogenicidade provocaram sintomas nos hospedeiros testados, porém, em algumas inoculações, as lesões foram maiores no hospedeiro de origem.

Entre as principais culturas do Brasil, a cana-de-açúcar é afetada por doenças responsáveis por reduções na produção. Entre elas, a ferrugem alaranjada, causada por Puccinia kuehnii relatada recentemente no país, tem merecido atenção dos Programas de Melhoramento Genético da cultura. Neste trabalho avaliaram-se parâmetros epidemiológicos monocíclicos da ferrugem alaranjada em duas variedades de cana, sob duas condições de temperatura. Plantas com 40 dias de idade das variedades SP891115 e RB855156, que se comportam como suscetível e medianamente resistente respectivamente, foram inoculadas com urediniósporos coletados de plantas com sintomas típicos da doença e colocadas em condições de alta umidade e 22 °C por 24 horas. Em seguida, as plantas foram transferidas para câmaras de crescimento com temperaturas de 18 oC e 25°C. Dois experimentos idênticos foram conduzidos, sendo que no primeiro o inóculo foi proveniente de plantas do campo, no segundo foi obtido em condições controladas. Avaliaram-se período de incubação, período de latência, germinação de esporos e formação de apressórios, freqüência de infecção, tamanho de pústula, severidade, esporulação e viabilidade dos esporos produzidos. O uso de inóculo produzido em condições controladas mostrou-se mais adequado para estudos dos parâmetros monocíclicos. A temperatura de 25 oC foi mais adequada para a manifestação da doença, em todas as variáveis avaliadas. A variedade RB 855156 mostrou maior nível de resistência poligênica que a variedade SP 891115, revelada por períodos de incubação e latência mais longos, menor frequência de infecção e menor área das pústulas. No caso das variáveis frequência de infecção e área das pústulas, a variedade RB 855156 mostrou menores valores somente a 18 oC, revelando que a resistência é influenciada pela temperatura. Não houve efeito da variedade de cana na esporulação ou na viabilidade dos esporos produzidos. / Among the main crops in Brazil, sugar cane is affected by several diseases responsible for reductions in yield. Among them, orange rust caused by Puccinia kuehnii, which was recently reported in the country, has deserved special attention by the breeding programs. In this work it were evaluated the monocyclic parameters of orange rust on two different varieties, under two conditions of temperature. Fortydays plants of SP891115 and RB855156 varieties, which are considered respectively susceptible and moderately resistant were inoculated with urediniospores collected from infected plants and kept in wet chamber at 22 °C for 24 hours. Then the plants were transferred to growth chambers with temperatures of 18 °C and 25 °C. Two identical experiments were conducted. Inoculum used in the first experiment was collected on naturally infected plants in the field while for the second experiment it was obtained through artificial inoculations. It were evaluated incubation and latency periods, spores germination and appressoria formation, frequency of infection, pustules size, severity, sporulation and viability of spores produced on each condition. The use of artificially obtained inoculums proved to be more suitable for monocyclic parameters study. Temperature of 25 °C was more suitable for disease development in all variables evaluated. Variety RB 855156 showed higher level of polygenic resistance than variety SP 891115 as revealed by longer incubation and latency periods, as well as by higher infection frequency and pustules area. Variety RB 855156 showed lower levels of infection frequency and pustules area only at 18 °C, revealing that its resistance is influenced by temperature. No effects of sugarcane variety on sporulation or spores viability were observed.

No Brasil Phytophthora nicotianae é um dos principais agentes causadores da podridão do pé e de raízes e radicelas em citros. As doenças provocadas pelo gênero ocasionam danos elevados à produção agrícola e o uso de porta-enxertos resistentes é medida importante para controle. Nesse trabalho objetivou-se estudar aspectos relacionados à histologia e bioquímica da interação entre P. nicotianae e porta-enxerto de tangerineira Sunki (suscetível) e citrumeleiro Swingle (resistente). Para tal, raízes de plântulas desses genótipos com dois, três ou seis meses foram inoculadas com suspensão de 105 zoósporos/mL de P. nicotianae e mantidas a 25°C. As análises foram realizadas em microscópio de luz (ML) e confocal (MC), em cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), em cromatógrafo a gás (CG) e em microscópio eletrônico de varredura (MEV). Em ML, as secções de raízes coradas com azul de toluidina um, dois, quatro e seis dias após a inoculação (dai) indicaram diferenças entre os porta-enxertos no modo e na velocidade de colonização do patógeno. O hospedeiro resistente apresentou menor número de hifas nos tecidos e essas se localizaram principalmente nos espaços intercelulares. Em MC, analisou-se a distribuição da elicitina do patógeno em secções de raízes um, dois e quatro dai. A elicitina foi detectada em menor quantidade e mostrou concentração constante em raízes de citrumeleiro Swingle e em quantidade maior e em gradual aumento em raízes tangerineira Sunki. Análises da superfície das raízes em MEV, 1, 2 e 4 horas após a inoculação, revelaram menor número de cistos do patógeno sobre o hospedeiro resistente no tempo de 2 horas. Testes histoquímicos com cloreto de zinco iodado e cloreto férrico para a detecção, respectivamente, de lignina e compostos fenólicos, em secções a fresco de raízes dos porta-enxertos um, três e seis dai foram visualizadas em ML e evidenciaram ausência de alteração nos níveis desses compostos entre raízes inoculadas e não inoculadas. A análise em CLAE, três dai, demonstrou que ambos os porta-enxertos, possuem compostos fenólicos em suas raízes. Entretanto, não houve diferença qualitativa e quantitativa destes compostos em plantas de um mesmo genótipo não inoculado e inoculado com P. nicotianae. Porém, diferenças quantitativas foram observadas entre ambos os genótipos. Em citrumeleiro Swingle encontrou-se menor quantidade de equivalentes em ácido clorogênico e apigenina e maior quantidade de equivalentes em rutina, quando comparado à tangerineira Sunki. A produção de etileno dos genótipos, analisada em CG, foi avaliada durante dez dai. O hospedeiro suscetível inoculado apresentou maior produção do gás comparado ao controle, do primeiro ao sexto dia. O hospedeiro resistente inoculado e não inoculado não apresentaram diferenças na produção do gás durante o ensaio. Esses resultados indicam diferenças na interação entre P. nicotianae e plântulas de citrumeleiro Swingle e tangerineira Sunki. Todavia, não esclarecem os mecanismos pelos quais essas diferenças ocorrem. Tais resultados fornecem subsídios para estudos sobre os mecanismos envolvidos na resistência de genótipos de citros à P. nicotianae. / In Brazil Phytophthora nicotianae is one of the main causal agents of foot and root rot in citrus. Diseases caused by this genus are responsible for significant losses in agricultural production and the use of resistant rootstocks is an important control procedure. This work aimed to study aspects related to histology and biochemistry of the interaction between P. nicotianae and Swingle citrumelo (resistant) and Sunki tangerine (susceptible) rootstocks. For this purpose, roots of two, three or six months old seedlings of both genotypes were inoculated with a suspension of 105 zoospores/mL of P. nicotianae and kept at 25°C. Analyses were performed with light (LM) and confocal (CM) microscope, with high performance liquid chromatograph (HPLC), with gas chromatograph (GC) and, with scanning electron microscope (SEM). In LM, root sections stained with toluidine blue one, two, four and six days after inoculation (dai) indicated differences in the mode and speed of colonization of the pathogen between the rootstocks. The resistant host showed a lower number of hyphae inside its tissue, mainly in the intercellular spaces. In CM, the pathogen elicitin distribution was analyzed in root sections one, two and four dai. The elicitin amount was lower and apparently stable in Swingle citrumelo root and it was higher and increasing gradually in Sunki tangerine roots. Roots surface analysis by SEM, 1, 2 and 4 hours after inoculation, indicated fewer pathogen cysts on resistant host at 2 hours. Histochemical tests in fresh root sections with iodized zinc chloride and ferric chloride for detection, respectively, of lignin and phenolic compounds were seen one, three and six dai in LM. The results showed no change in levels of these compounds in roots of inoculated and uninoculated rootstocks. HPLC root analysis, three dai, revealed that both rootstocks, inoculated and uninoculated, had phenolic compounds. However, there was no qualitative and quantitative difference in phenolic compounds between inoculated and uninoculated plants of the same genotype. Quantitative differences were observed between both hosts. There was lower concentration of apigenin and chlorogenic acid equivalents and higher concentration of rutin equivalents in Swingle citrumelo as compared to Sunki tangerine. Production of ethylene by the genotypes was analyzed in GC during 10 dai. The susceptible host, when inoculated, showed higher ethylene production compared to control from the first to the sixth day. The resistant host, inoculated or not, showed no difference in ethylene production during the test. These results indicate differences in the interaction between P. nicotianae and seedlings of Swingle citrumelo and Sunki tangerine. Nevertheless, they do not clarify the mechanisms through which these differences occur. These results indicate some points where further studies should concentrate on the resistance mechanisms of citrus genotypes against P. nicotianae.

O Brasil é um dos principais países produtores de abacate. A competitividade do país no comércio internacional desta fruta demanda a minimização de danos pós-colheita, especialmente os causados pela antracnose. Este trabalho objetivou: (i) identificar e quantificar os danos pós-colheita em abacates Fuerte e Hass; (ii) identificar e caracterizar isolados de Colletotrichum do abacateiro, comparando-os com isolados de outras frutíferas; (iii) avaliar o efeito de temperatura e período de molhamento sobre a germinação de conídios e formação de apressórios, bem como, sobre a infecção e colonização de Colletotrichum gloeosporioides em abacates; (iv) avaliar o efeito de fungicidas e sanitizantes no controle da antracnose do abacateiro em pós-colheita. As incidências da antracnose e de outros danos póscolheita foram avaliadas periodicamente em abacates amostrados em três etapas do beneficiamento em packinghouse e revelaram que a antracnose foi a principal doença póscolheita, com incidências média de 45,7% para o abacate Fuerte e 68,7% para Hass. Identificação, caracterização e análise comparativa foram realizadas para 93 isolados obtidos de abacate, manga, maracujá e pêssego, por meio do aspecto da colônia e taxa de crescimento em diferentes temperaturas, formato e dimensões dos conídios, análise molecular (PCR com oligonucleotídeos espécie-específicos e análise de sequências de nucleotídeos das regiões ITS e -tubulina), patogenicidade e atividade enzimática (amilase, catalase, celulase, lacase, lípase, pectinase e proteinase). Todos os isolados de abacate e manga, e alguns isolados de pêssego e maracujá foram identificados como C. gloeosporioides. As espécies C. acutatum e C. boninense foram detectadas em pêssego e maracujá, respectivamente. A análise filogenética associada a algumas características morfo-culturais permitiu a separação das espécies e revelou diferenças intra-específicas entre os isolados de C. gloeosporioides, de acordo com o hospedeiro de origem. Os isolados de manga compuseram um grupo distinto dentro da espécie. Entretanto, independente do hospedeiro de origem, as três espécies de Colletotrichum promoveram infecções cruzadas nos quatro hospedeiros avaliados, indicando a ausência de especificidade patogênica. Para todas as características avaliadas houve alta variabilidade entre os isolados. Germinação de esporos e formação de apressórios de C. gloeosporioides sobre abacates Fuerte incubados a 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 e 40ºC com período de molhamento de 3, 6, 12, 24h revelou que o fungo pode explorar ampla faixa de temperatura, germinando e formando apressórios entre 10 e 35ºC, com temperatura ótima de 23,4ºC e 24,0ºC, respectivamente. Aumento no período de molhamento promoveu maiores percentagens de esporos germinados e formação de apressórios. Os efeitos da temperatura (10, 15, 20, 25, 30ºC) e períodos de molhamento (6, 12, 24h) na infecção e colonização por esta espécie foram avaliados em frutos de Hass e Fuerte, inoculados com ferimento. Exceto a 10ºC, houve manifestação de sintomas em todas as temperaturas, com maiores lesões e taxas de progresso da doença a 30ºC. Para controle das doenças testou-se tratamento dos frutos por imersão em calda contendo azoxistrobina, cloreto de benzalcônio, dióxido de cloro, Ecolife®, hipoclorito de sódio, imazalil, procloraz e tiabendazol. Dentre esses, procloraz e imazalil foram os mais eficientes. / Brazil is one of the most important avocado producers in the world. However, to compete in the international avocado business it is necessary reduction of post-harvest damages, especially those caused by anthracnose. This work had the following objectives: (i) to identify and to quantify post-harvest damages in Fuerte and Hass avocados; (ii) to identify and to characterize the avocado isolates of Colletotrichum, comparing them with other fruit isolates; (iii) to evaluate the effect of temperature and wetness period in the conidia germination and appressoria formation, as well as in the infection and colonization of Colletotrichum gloeosporioides in avocado; (iv) to evaluate the post-harvest control of anthracnose in avocado using fungicides and sanitizers. Both the anthracnose incidence and other post-harvest damages were evaluated periodically using avocado samples collected at three steps in the packinghouse. It was revealed that anthracnose was the major factor of post-harvest damages, with average incidence of 45.7% in Fuerte and 68.7% in Hass. Identification, characterization and comparative analyses were performed with 93 isolates from avocado, mango, passion fruit and peach according to the colony aspect and growth rate in different temperatures, conidia shape and size, molecular analyses (species-specific PCR and sequencing of ITS and -tubulin genes), pathogenicity and enzymatic activity (amylase, catalase, cellulase, laccase, lipase, pectinase and proteinase). All of the avocado and mango isolates and some isolates from peach and passion fruit were identified as C. gloeosporioides. The species C. acutatum and C. boninense also were indentified in peach and passion fruit, respectively. Phylogenetic analyses performed with some morphological data allowed species differentiation and revealed intra-specific differences between C. gloeosporioies according to the original host. Mango isolates were grouped together into the C. gloesporioides clade. However, independently of the original host, these three Colletotrichum species showed to cross-infect the four evaluated hosts, suggesting lack of pathogenical specificity. There was high variability for all evaluated characteristic. For C. gloeosporioides, spores germination and appressoria formation on the surface of Fuerte avocado incubated under 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 and 40 ºC and wetness periods of 3, 6, 12 and 24 hours showed that this fungus could explore a wide range of temperature. Germination and appressoria formation were observed between 10 and 35 ºC, with optimal temperatures of 23.4 and 24.0 ºC, respectively. Both the germination and appressoria formation were higher with the increase in the wetness period. The effect of temperature (10, 15, 20, 25, 30 ºC) and the wetness period (6, 12, 24h) were evaluated on the infection and colonization of C. gloeosporioides in Fuerte and Hass avocado, which were wound-inoculated. Except at 10 ºC, all tested temperatures led to symptoms expression. The highest disease progress rate and lesion diameter were verified at 30 ºC. Fruit immersion on fungicides solution was tested to control post-harvest diseases using azoxystrobin, benzalkonium chloride, chlorine dioxide, Ecolife, sodium hypochloride, imazalil, procloraz and thiabendazol. Among these fungicides, prochloraz and imazalil were the most efficient in controlling post-harvest diseases in avocado.

Some yeast strains under certain conditions secrete polypeptide toxins which are inhibitory to sensitive fungal cells into the medium. These yeast strains are termed as killer yeasts and their toxins are designated as killer proteins or killer toxins. Killer proteins are classified into 11 typical types (K1-K11). These toxins have different killing mechanisms on sensitive cells. Some of them hydrolyze major cell wall component, beta-1,3- glucans. As mammalian cells lack cell walls research and development of novel highly selective antifungals are mostly focused on the agents which target the components of the fungal cell wall. K5 type killer protein was characterized in our labarotory previously. This protein is an exo beta-1,3-glucanase which is stable at pH&amp / #8217 / s and temperatures appropriate for its biocontrol usage. Beta-1,3-glucan hydrolyzing activity of the K5 type killer protein highlighted the potential use of this protein as a selective antifungal agent. According to CLSI methodology, antifungal activity of the K5 type yeast killer protein was tested against 6 fungal strains causing postharvest spoilage in citrus fruits and found to be effective on Botrytis cinerea, Penicillium digitatum, Penicillium italicum whereas non effective on Colletotrichum gloeosporoides, Phythophythora citrophthora, Alternaria citri. The MIC values of the toxin for B.cinerea, P.digitatum, P.italicum were found to be 16 mikrogram/ml while IC 50 values of the toxin were 2.12, 3.31, 2.57 mikrogram/ml respectively. The results showed that K5 type yeast killer protein would be used as a novel and selective agent against B.cinerea, P.digitatum and P.italicum.