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Previous issue date: 2014-08-15 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / Rice is a worldwide cultivated and consumed grain, playing an important role on the diet of half of the
world’s population. Several losses in production and grain quality have been reported due to biotic factors,
such as rice blast, caused by Magnaporthe oryzae, which is the major disease in rice crops. One of the most
effective ways to control this disease is the use of resistant cultivars. However, the high genetic variability
of the pathogen results in a rapid resistance loss. The discovery of highly fertile, hermaphrodites individuals
outside of the rice center of origin, suggests that sexual reproduction may contribute to this genetic
variability, which influences the appropriate control strategies. M. oryzae reproduction studies begins with
the determination of mating types, controlled by two idiomorphic genes (MAT1-1 e MAT1-2), along with
the sexuality (hermaphrodite, female or male) and fertility (number of perithecia). Another important
approach under investigation for this crop is the detection of avirulence genes from M. oryzae, to understand
the pathogen variability. Our study focused on the investigation of MAT1-1 or MAT1-2 genes, and the
presence of the avirulence gene AVR1-CO39in field isolates collected from all rice production regions from
Brazil. Sexuality and fertility were also characterized. 208 selected isolates were cultivated in PDA medium
and the fungus mycelia were used for DNA extraction and PCR detection of the above-mentioned genes.
For the sexual characterization, 106 field isolates were paired in Petri dishes containing rice bran medium
with two reference isolates: KA-3 (MAT1-1) and GUY11 (MAT1-2), known worldwide for their mating type
and high fertility. The AVR1-CO39 gene was only detected in two field isolates. One of them was able to
infect the rice cultivar CO39, which has the resistance gene Pi-CO39(t). A mutation on AVR1-CO39 gene
could impair the recognition of its effector by Pi-CO39(t) protein. Only one mating type (MAT1-2) was
observed on the 208 field isolates. It was also observed that, among the 106 analyzed isolates, one (0,94%)
was identified as a female; three (2,8%) as hermaphrodite, 62 (57,9%) as male; and 41 (38,3%) were not
determined, considered infertile. We also observed the formation of perithecia inside of rice leaves. Despite
the predominance of one mating type among rice field isolates, there is a possibility that sexual reproduction
may occur as the other idiomorphic gene (MAT1-1) is present on field isolates collected from other Poaceae.
The identification of highly fertile hermaphrodites and fertile-female individuals in this study also highlight
this possibility. / O arroz é cultivado e consumido em todos os continentes, desempenhando um importante papel na dieta de
mais da metade da população mundial. O seu cultivo vem sofrendo perdas na produção e na qualidade de
grãos, devido a fatores bióticos como a brusone, causada pelo fungo Magnaporthe oryzae, que é a principal
doença da cultura do arroz, representando uma ameaça à segurança alimentar mundial. O uso de cultivares
resistentes é considerado o método mais efetivo para o controle da doença, porém, a alta variabilidade do
patógeno resulta em uma rápida suplantação da resistência. Com a descoberta de isolados de alta fertilidade,
hermafroditas, fora do centro de origem do arroz, sugere-se que a reprodução sexuada possa estar
contribuindo para esta variabilidade genética, o que consequentemente influencia as estratégias apropriadas
de controle. O estudo da reprodução sexuada em M. oryzae inicia-se com a definição dos tipos compatíveis,
característica controlada pelo gene mating type com dois idiomorfos (MAT1-1 e MAT1-2); além das
características como sexualidade (hermafrodita, fêmea ou macho) e fertilidade (número de peritécios). Outra
abordagem de grande importância para a cultura é a detecção de genes de avirulência de M. oryzae, visando
estudos de sua variabilidade. Dessa forma, o objetivo desta pesquisa foi investigar a presença dos genes
MAT1-1 ou MAT1-2, e do gene de avirulência AVR1-CO39, em isolados coletados em todas as regiões
produtoras de arroz do Brasil, além de caracterizá-los quanto à sexualidade e fertilidade. Foram
selecionados 208 isolados que forma cultivados em BDA e seus micélios utilizados para extração de DNA e
detecção dos genes citados. Para a caracterização sexual, 106 isolados de campo foram pareados em placa
de Petri, contendo meio de farelo de arroz, com dois isolados: KA-3 (MAT1-1) e GUY11 (MAT1-2), os
quais apresentam mating types e alta fertilidade, conhecidos mundialmente. O gene AVR1-CO39 foi
detectado em apenas dois isolados, e um deles é patogênico à cultivar CO39, portadora do gene de
resistência Pi-CO39(t), levantando a possibilidade de que uma mutação possa ter ocorrido, como deleção, o
que impossibilita o reconhecimento do efetor pela proteína do gene Pi-CO39(t). Apenas um tipo compatível
(MAT1-2) foi observado nos 208 isolados de campo. Foi observado também que, entre os 106 isolados
analisados, um (0,94%), foi identificado como fêmea; três (2,8%), como hermafroditas; 62 (57,9%), como
machos; e 41 (38,3%), como não determinados, sendo considerados inférteis. Observou-se também a
formação de peritécios no interior da folha de arroz. Apesar do predomínio de um mating type, entre os
isolados do arroz, há a possibilidade de ocorrência da reprodução sexuada, devido à presença do outro
idiomorfo (MAT1-1) em isolados coletados de outras gramíneas, juntamente com a presença de
hermafroditas e da fêmea-fértil, com alta fertilidade, de isolados MAT1-2 identificados nesse trabalho.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/6731 |
| Date | 15 August 2014 |
| Creators | Peixoto, Lorena Ferreira |
| Contributors | Filippi, Marta Cristina Corsi de, Prabhu, Anne Sitarama, Filippi, Marta Cristina Corsi de, Maciel, João Leodato Nunes, Dianese, Érico de Campos |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Agronomia (EAEA), UFG, Brasil, Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos - EAEA (RG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 842119561133988381, 600, 600, 600, 600, 4500684695727928426, -8449819070180741964, -961409807440757778 |
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