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Previous issue date: 2016-02-22 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / Sclerotinia sclerotiorum infect many plants, including crops of great economic importance as soybeans (Glycine max) and oilseed rape (Brassica sp.), responsible for great losses. The plant disease control is the most important practical objective of plant pathology, but the correct and rapid diagnosis are essential to define strategies for the diseases management. Molecular techniques are able to amplify specific fragments from small amounts of genetic material and powerful tools widely used in various areas, including the phytopathological diagnosis. Several techniques have been studied and designed for the amplification of nucleic acids, including the LAMP (Loop-mediated isothermal amplification), which has high specificity, sensitivity and is fast. The aim of this study was to develop and optimize a specific molecular test for S. sclerotiorum by LAMP, as well as its validation to oilseed pare and soybean seeds samples. A set of six primers was designed and evaluated for S. sclerotiorum sensitivity and specificity detection. The composition of the LAMP reaction was enhanced for real-time (SS-qLAMP) and direct analysis (SS-cLAMP). The DNA from 57 isolates of S. sclerotiorum, DNA from several other plant pathogens and DNA from different cultures was tested. The DNA of all isolates of S. sclerotiorum were detected but no the other DNA samples. When testing the limit of detection of reactions, a single copy detections was suggested. By SS-qLAMP two curves were generated which can be used to estimate the amount of mycelium and DNA of S. sclerotiorum present in the samples analyzed. Bothe developed tests (SS-qLAMP and SS-cLAMP) can be applied to several purposes, such as detection of the pathogen in plant, spore traps, soil and seeds samples. Using seed samples with different contamination level, the test was optimized for canola and soybean seeds, SS-qLAMP(Canola) and SS-qLAMP(Soybean), respectively, detecting the presence of the pathogen in samples up to 0.13% and 0.03% naturally contaminated for canola and soybean, respectively, and was able to detect contamination in samples not contaminated according incubation-based methods. The time require for the test was 4h and 30 minutes and 2 hours and 50 minutes for canola and soybeans, respectively, with no needs of large space for samples incubation, specialized analysts and able to analyzed many samples simultaneously. The proposed method SS-qLAMP was well-validated according the ISTA (International Seed Testing Association) rules to oilseed-rape and soybean seed samples.
x / Sclerotinia sclerotiorum é um fungo que pode atacar diversas espécies vegetais, incluído culturas de grande importância econômica como soja (Glycine max) e canola (Brassica sp.), causando grandes prejuízos para as mesmas. O controle de doenças de plantas é o mais importante objetivo prático da Fitopatologia, mas, a correta e rápida diagnose da doença são pré-requisitos indispensáveis para definir as medidas para o manejo das mesmas. Técnicas moleculares capazes de amplificar fragmentos específicos a partir de pequenas quantidades de material genético são poderosas ferramentas amplamente utilizadas em diversas áreas, incluindo o diagnóstico fitopatológico. Diversas técnicas têm sido estudadas e criadas para a amplificação de ácidos nucleicos, entre elas a LAMP (Amplificação isotérmica mediada por “loops”), que apresenta alta especificidade, sensibilidade e é rápida. O objetivo do presente estudo foi desenvolver e otimizar um teste molecular específico para S. sclerotiorum a base de LAMP, com obtenção de resultados em tempo real e quantitativos (qLAMP) e análise visual direta de resultados (cLAMP), assim como a validação do mesmo para ser utilizado na análise de amostras de sementes de canola e soja. Um conjunto de seis primers foi desenhado e avaliado quanto a sensibilidade e especificidade de detecção de S. sclerotiorum. A composição da reação de LAMP foi otimizada quanto a concentração de diversos componentes tanto para a análise em tempo real como direta, compondo, respectivamente as reações de SS-qLAMP e SS-cLAMP, conforme necessário. Testou-se o DNA de 57 isolados de S. sclerotiorum, o DNA de diversos outros fitopatógenos e o DNA de diversas culturas. O DNA de todos os isolados de S. sclerotiorum foram detectados mas não o de outros fitopatógenos e de plantas. Ao testar o limite de detecção das reações, não houve um limite de detecção, sugerindo que a presença de qualquer molécula de DNA alvo seria detectada. Pelo método quantitativo foi possível gerar duas curvas pelas quais pode-se estimar a quantidade de micélio e de DNA de S. sclerotiorum presente na amostra analisada. Desenvolveu-se um teste específico para S. sclerotiorum a base de LAMP, denominada SS-LAMP que pode ser aplicado em diversos casos, como a detecção do patógeno em amostras de plantas, armadilhas de esporos, de solo e sementes. Otimizou-se o teste SS-LAMP para sementes de canola e soja, SS-qLAMP(Canola) e SS-qLAMP(Soja), respectivamente, detectando-se a presença do patógeno em amostras com até 0,13% e 0,03% de contaminação natural, para canola e soja, respectivamente, além da detecção em amostras que os métodos tradicionais não detectaram. O tempo total do método foi de 4h e 30 minutos para canola e 2h e 50 minutos para soja, sem a necessidade de amplo espaço para incubação das amostras, pessoal especializado para análise e com a possibilidade de diversas amostras serem analisadas concomitantemente. Assim validou-se o método proposto SS-qLAMP(Soja) segundo as regras da ISTA (International Seed Testing Association – Associação Internacional de Análise de Sementes).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.uepg.br:prefix/2282 |
| Date | 22 February 2016 |
| Creators | Grabicoski, Edilaine Mauricia Gelinski |
| Contributors | Jaccoud Filho, David de Souza, Machado, José da Cruz, Souto, Eliezer Rodrigues, Pria, Maristella Dalla, Pileggi, Marcos |
| Publisher | UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, UEPG, BR, Agricultura |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG, instname:Universidade Estadual de Ponta Grossa, instacron:UEPG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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