Fungos para o controle biológico de Miconia calvescens com especial referência a Coccodiella miconiae

Abstract

Os trabalhos aqui apresentados representam uma contribuição adicional no esforço visando o controle biológico de Miconia calvescens (Melastomataceae), um arbusto ou pequena árvore nativa dos neotrópicos (inclusive o Brasil) e que se tornou uma das mais agressivas invasoras de ecossitemas florestais em ilhas do Pacífico. Os estudos aqui apresentaram duas frentes: 1) ampliação da descrição da micobiota patogênica associada a M. calvescens e 2) investigação complementar sobre a manipulação de Coccodiela miconiae, um fungo reconhecido como apresentando um grande potencial para utilização como agente de controle biológico para M. calvescens. A partir de 1995, foram feitos levantamentos sistemáticos de fungos fitopatogênicos associados a Miconia calvescens em busca de potenciais agentes de biocontrole a serem introduzidos em ilhas do Arquipélago Havaiano. Estes levantamentos cobriram áreas selecionadas no Brasil, Costa Rica e Equador e foi encontrada uma diversidade considerável de fungos fitopatogênicos além de fitopatógenos não fúngicos tais como um fitoplasma e dois nematóides fitopatogênicos. Em publicação recente, os seguintes fungos desta micobiota foram descritos: Coccodiella miconiae, Glomerella cingulata (=Colletotrichum gloeosporioides f. sp. miconiae), Guignardia miconiae, Korunomyces prostratus e Pseudocercospora tamonae. Dentre estes, G. miconiae e K. prostratus eram novos para a ciência. No presente trabalho, são adicionalmente descritos: Hyalosphaera miconiae, Hyalosphaera sp. nov, Lembosia melastomatum, Microsphaeropsis clidemiae, Microsphaeropsis sp. nov., Myrothecium sp. nov e Phyllachora sp. nov. O único destes fungos a ter sido efetivamente introduzido no Havaí (e posteriormente na Polinésia Francesa) foi C. gloeosporioides f. sp. miconiae. Embora este fungo tenha se estabelecido onde foi introduzido, o seu impacto sobre as populações da planta foi limitado e considera-se hoje necessária a introdução de novos agentes, sejam eles patógenos ou artrópodes (insetos). Dentre os fungos com possibilidade de utilização no biocontrole desta planta invasora, C. miconiae tem sido reconhecido como promissor, por causar uma doença severa à planta em condições naturais, mesmo que freqüentemente sob ataque severo de micoparasitas. No entanto, em trabalho anterior ficou claro que C. miconiae tem características que dificultam muito a sua manipulação para uso no controle biológico. Trata-se de um parasito biotrófico que se apresentou difícil de ser preservado e inoculado. Repetidas iniciativas de inocular artificialmente plantas sadias de M. calvescens falharam em etapa anterior do trabalho. O conhecimento disponível acerca desse fungo é ainda muito escasso e a elucidação de aspectos da biologia de C. miconiae poderia ser extremamente útil para a utilização desta espécie como agente de controle biológico além de contribuir para um melhor entendimento sobre este gênero de fungos. O presente estudo envolveu a realização de testes para determinar: 1) o melhor método de obtenção de ascósporos viáveis, inclusive com o teste de diversos métodos para se tentar quebrar uma possível dormência dos ascósporos; 2) o efeito da temperatura e do fotoperíodo sobre a germinação de ascósporos; 3) a verificação da viabilidade de ascósporos quando submetidos a lavagens sucessivas, diluições seriadas, ou mantidos em óleo mineral, diferentes concentrações de manitol; 4) a verificação do melhor método de preservação de folhas infectadas e 5) a determinação do método mais adequado de inoculação. Concluiu-se que a liberação de ascósporos a partir dos estromas foi eficiente quando estromas foram mantidos em suspensão e agitados por 3 a 4 h e que o inóculo assim obtido era infectivo quando utilizado imediatamente após sua obtenção. A germinação de ascósporos foi favorecida pela incubação a 25 ºC, sob fotoperíodo de 12 h. A utilização destes métodos mencionados acima, confirmou que a água não compromete a viabilidade dos ascósporos. A herborização por dois dias foi o melhor método de preservação de ascósporos dentre os avaliados. Estes resultados são fundamentais para o estabelecimento de um protocolo que permita finalmente a manipulação e eventual introdução de C. miconiae como agente de controle biológico no Pacífico.

This work represents an additional contribuition towards the biological control of Miconia calvescens (Melastomataceae), a shrub or small tree native from the Neotropics (including from Brazil) which became one of the most ecosystem invaders in the Pacific Islands. Two areas were covered in this work: 1) a complementary description of the pathogenic mycobiota associated to M. calvescens, and 2) a complementary investigation on the manipulation of Coccodiela miconiae a fungus recognized as having a great potential for utilization as a classical biocontrol agent to be used agains M. calvescens. Since 1995, a systematic survey of fungal pathogens associated with M. calvescens have been performed in search of potential classical biocontrol agents to be introduced into Hawaii. These surveys covered selected areas in Brazil, Costa Rica and Ecuador. A significant diversity of fungi was found associated with this host besides non-fungal pathogens such as a phytoplasme and two nematodes. In a recent publication the following fungi were described in association with miconia: Coccodiella miconiae, Glomerella cingulata (=Colletotrichum gloeosporioides f. sp. miconiae), Guignardia miconiae, Korunomyces prostratus and Pseudocercospora tamonae. Two of these represented new taxa: G. miconiae and K. prostratus. In the present work the following species are additionally described: Hyalosphaera miconiae, Hyalosphaera sp. nov, Lembosia melastomatum, Microsphaeropsis clidemiae, Microsphaeropsis sp. nov., Myrothecium sp. nov and Phyllachora sp. nov. The sole fungal species that was actually introduced into Hawaii (and later in French Polynesia) was C. gloeosporioides f. sp. miconiae. Although this fungus has successfully established after its introduction, its impact on the plant populations was limited and it is now regarded necessary the introduction of additional biocontrol agents (either pathogens of arthropods) in order to reach an adequate level of control of miconia. Amont the fungi regarded as promising for that purpose is C. miconiae. It causes a severe disease on miconia (yellow pustule disease) in natural conditions despite being often severely challenged by a range of mycoparasites. Unfortunately an earlier work showed that C. miconiae is very difficult to manipulate under controlled conditions making its use in classical biological control difficult. It is a biotrophic parasite that is hard to preserve and inoculate. Repeated attempts to inoculate healthy plants of M. calvescens with spores collected from the fruiting structures of C. miconiae failed to result in infection. A lack of knowledge on the biology of C. miconiae was regarded as the likely cause of such failures and the elucidation of critical aspects of the fungal biology might result in overcoming such difficulties besides allowing for a better understanding about the genus Coccodiella. The study involved a series of tests aimed at determining: 1) the best method for obtaining viable ascospores, including a series of tests aimed at breaking a conjectured spore dormancy; 2) the effect of temperature and light regime on ascospore germination; 3) the viability of ascospores after a series of washing in water, increasing spore dilutions, maintenance in mineral oil, or exposed to increasing concentrations of manitol; 4) the best among a series of methods of preservation of infected leaves e 5) the best method of inoculation of plants. It was concluded that the most effective way of obtaining viable spores was through the suspension of stromata in water under aggitation for 3-4 hours. The inoculum obtained as such was infective when used immediately after release from the stromata. Ascospore germination was favored by incubation at 25 ºC, under a daily 12 hours light regime. This combination of results clearly demonstrated that an initial conjecture that exposition of ascospores to water might damage them was false. Subjecting infected miconia leaves to drying in a plant press for two days was the best method for inoculum preservation among these that were tested. These results are critical for the establishment of a protocol that will finally allow the manipulation and eventually the introduction of C. miconiae as a classical biocontrol agent in the Pacific.