Ciências Agrárias
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Item Is Fusarium meridionale more adapted as Gibberella Ear and Stalk Rot pathogen of maize than F. graminearum? Comparative epidemiology and toxigenicity(Universidade Federal de Viçosa, 2019-12-20) Machado, Franklin Jackson; Ponte, Emerson Medeiros Del; http://lattes.cnpq.br/0913921835517868Gibberella ear (GER) and stalk rot (GSR) diseases of maize in Brazil are caused mainly by Fusarium meridionale, a species belonging to the Fusarium graminearum species complex (FGSC). Another species within this complex, F. graminearum, is second in importance on maize but is the main species causing Fusarium Head Blight disease of wheat in Brazil. This species is also the predominant cause of GER and GSR in North America, where F. meridionale has never been found. One hypothesis for the observed shift in dominance on different hosts where these species co-occur is that F. meridionale is more fit and adapted on maize than F. graminearum, and vice-versa. We undertook a thorough comparative analysis of pathogenic and saprophytic fitness- related traits using a collection of strains representative of the two species and hosts of origin in order to test this hypothesis. First, four field trials were conducted at different locations and hybrids to compare the aggressiveness (measure of GER severity) of two F. meridionale and two F. graminearum strains, all isolated from maize, inoculated singly or sequentially and alternately at the silking stage. Overall, GER severity was highest in plants inoculated with F. meridionale alone (52.1%); intermediate when inoculation with F. meridionale was followed by F. graminearum (Fmer⇾Fgra, 40.3%) or when F. graminearum was followed by F. meridionale (Fgra⇾Fmer, 38.3%); and lowest in plants inoculated with F. graminearum alone (23.8%). Only nivalenol (NIV) mycotoxin was detected in kernels from F. meridionale inoculations, and deoxynivalenol (DON) was the only mycotoxin found in F. graminearum inoculations. Approximately equal amounts of NIV and DON (1.2:1), along with zearalenone (ZON), were found in Fmer⇾Fgra, but only NIV could be detected in the Fgra⇾Fmer treatments. These results suggested that F. meridionale was more aggressive to maize than F. graminearum. However, this experiment included only a small number of isolates and so in a second study we used a much larger sample comprised of 16 isolates of F. graminearum (12 from wheat, four from maize), and 25 isolates of F. meridionale (nine from wheat, 16 from maize) to inoculate maize ears and stalks in the field. Field trials with four commercial maize hybrids were conducted during the winter and the summer growing seasons in Viçosa, MG. The host of origin made no difference in GER or GSR severity caused by isolates of either species. However, F. meridionale isolates were twice as aggressive as F. graminearum isolates infecting ears, while F. graminearum was, on average, slightly more aggressive on maize stalks than F. meridionale, regardless of the hybrid. Around half of F. graminearum strainsproduced primarily DON and 15ADON, whereas two thirds of F. meridionale strains produced only NIV. Mycotoxins were not detected in the remaining samples. In a third study, a slightly expanded collection consisting of 18 F. graminearum isolates (12 from wheat and six from maize) and 27 F. meridionale isolates (nine from wheat and 18 from maize) were compared in relation to 17 different saprophytic, pathogenic, and toxigenic traits. Although there was significant intraspecies variation for most traits, the strains were strongly structured by species regardless of the host of origin, based on a multivariate analysis. Results showed that F. graminearum was a more aggressive pathogen of wheat and produced higher numbers of macroconidia, perithecia, and ascospores in culture. All F. graminearum strains produced primarily DON in rice cultures or in wheat heads. On the other hand, F. meridionale was a more aggressive colonizer of maize silks and grew faster in culture. All F. meridionale strains produced mainly NIV both in vitro and in planta, with the exception of two strains from maize that produced more DON in wheat heads. The results of this study contribute new data on the biology of these species in subtropical and tropical conditions in Brazil. They suggest that differential aggressiveness and toxigenicity as partial explanations for the predominance of F. meridionale on maize and F. graminearum on wheat, and they lay a foundation for developing further hypotheses to explain these associations. Keywords: Triticum aestivum. Zea mays. Fusarium head blight. Nivalenol. DeoxynivalenolItem Giberela do trigo: resistência a fungicidas e metanálise da eficácia do controle químico(Universidade Federal de Viçosa, 2016-02-23) Machado, Franklin Jackson; Del Ponte, Emerson Medeiros; http://lattes.cnpq.br/0913921835517868Os fungicidas são normalmente aplicados para o manejo da giberela com o objetivo de garantir a produtividade e reduzir níveis de micotoxinas associadas à doença. Vários ingredientes ativos estão disponíveis no Brasil, sendo que os mais comumente recomendados pertencem ao grupo dos inibidores da demetilação (DMI) e benzimidazóis (MBC), ou usados em mistura com fungicidas do grupo das estrobilurinas (QoI). Dada a importância crescente de epidemias de giberela no Brasil, o uso de fungicidas vêm aumentando consideravelmente e, geralmente, duas aplicações têm sido recomendadas. Parcelas de campo em 16 municípios na região de Guarapuava, Sul do Paraná foram monitoradas durante quatro anos (2011 a 2014) e um total de 227 isolados semelhantes a espécies do complexo de espécies de Fusarium graminearum foram obtidos a partir de espigas de trigo sintomáticas. Uma amostra de 173 isolados foi identificada quanto ao genótipo tricoteceno com base em PCR. Entre eles, 67% foram identificados como 15- (A)cetil-desoxinivalenol(DON), 29% do nivalenol (NIV) e 4% como genótipo 3-ADON. Uma amostra de 35 isolados foi selecionada para determinar a concentração dos fungicidas tebuconazol e carbendazim que reduz em 50% do crescimento de micelial (EC 50 ), usando as seguintes doses (0; 0,5; 1,0; 2,0 e 4,0 μg / ml). As medias estimadas de EC 50 , independente do genótipo, foram 0,39 μg/ml (0,0004 a 3,0) e 1,25 μg/ml (0,91 a 2,65) para tebuconazol e carbendazim, respectivamente. As medias de EC 50 foram 1,32 μg/ml e 1,21 μg/ml para carbendazim e 0,58 μg/ml e 0,05 μg/ml para tebuconazol, para os isolados 15-ADON e NIV ou 3-ADON, respectivamente. O teste não paramétrico Kolmogorov-Smirnov mostrou diferença entre os isolados 15-ADON e os NIV+3-ADON quanto ao tebuconazol (P = 0,002), mas não para o carbendazim (P = 0,514). As doses discriminatórias de 1,4 μg/ml e 2,0 μg/ml foram usadas para identificar isolados menos sensíveis à carbendazim e tebuconazol, respectivamente, em toda coleção. Baseado nessas doses, dois isolados menos sensíveis ao tebuconazol e seis isolados menos sensíveis ao carbendazim foram encontrados, sendo todos originários do munícipio de Guarapuava ao longo de três safras e possuem o genótipo 15-ADON. Houve correlação significativa entre os valores de EC 50 dos dois fungicidas (r = 0,45; P = 0,007). Um único isolado apresentou os maiores valores de EC 50 para ambos fungicidas e apresentou uma mutação (R31K) no gene cyp51A. A presença da reduzida sensibilidade e um isolado resistente, reportado pela primeira vez no Brasil, sugerem que a seleção pode conduzir mudanças nas populações com consequências no manejo da doença. Estudos futuros devem se concentrar em atributos de fitness, competitividade e experimentos in vivo para verificar se a eficácia do fungicida é prejudicada na presença de isolados menos sensíveis. Em estudos de controle químico da giberela, resultados sobre a eficácia têm sido inconsistentes e variáveis para um mesmo fungicida. Uma revisão sistemática de estudos de eficácia dos fungicidas pode ser útil para apontar para os produtos mais eficazes e cenários onde a eficácia pode ser melhorada. Os objetivos deste trabalho foram a) revisar sistematicamente estudos de controle químico para o manejo da giberela realizados no Brasil durante os últimos 15 anos (2000-2015), publicados em revistas com e sem corpo editorial e b) conduzir uma metanálise da eficácia de controle e retorno em produtividade de fungicidas selecionados. Uma busca na literatura identificou 18 estudos que relataram a severidade da giberela (o mesmo que índice giberela) para pelo menos um tratamento com fungicida em comparação com um tratamento controle sem o fungicida, e também uma medida da variância amostral do ensaio. Apenas três e dois estudos relataram valores médios de grãos giberelados e deoxinivalenol (DON), respectivamente. Os estudos foram analisados e oito tratamentos com fungicidas, com pelo menos dez entradas foram selecionados para o estudo de metanálise. Foram incluídos os tratamentos com os fungicidas dos grupos: DMI (tebuconazol, metconazol e propiconazol) e MBC (carbendazim) formulados individualmente e uma pré-mistura de DMI + QoI (azoxistrobina + tebuconazol, piraclostrobina + metconazol, trifloxistrobina + prothioconazol e trifloxistrobina + tebuconazol). Foram testadas uma aplicação (×1) e duas aplicações (×2), sendo a primeira na floração plena e a segunda dez dias após. Um modelo metanalítico multivariado foi ajustado para o log das médias para cada fungicida e o tratamento controle de cada ensaio. A diferença nas estimativas médias do log da severidade entre um tratamento com fungicida e o controle foram usadas para calcular a razão de resposta média (R) e então transformadas para porcentagem de controle (C) e porcentagem de retorno em produtividade (P). A média de C e P variou de 48,94 a 70,39% e de 7,41 a 21,29%, respectivamente. Metconazol (×2) teve o melhor desempenho para reduzir a severidade da doença (C = 70,39%) e tebuconazol (×1) em retorno em produtividade (P = 21,29%). Propiconazol foi o menos eficaz entre os DMIs (C = 48,94%), seguido de carbendazim (C = 53,90%). Em geral, os fungicidas mais eficazes resultaram em maior retorno de rendimento. Quando os grupos de fungicidas foram comparados, em geral, os DMIs e as misturas tiveram o melhor desempenho, especialmente em ensaios conduzidos sob elevada pressão da doença (> 7% no tratamento controle). Os resultados mostraram que a eficácia de controle média em estudos brasileiros quando se utiliza duas aplicações são mais elevadas do que quando se utiliza apenas uma aplicação, como relatado em outro estudo de metanálise na América do Norte. Estudos futuros deverão centrar-se no efeito sobre os níveis de DON, especialmente para as misturas, que estão estrategicamente utilizadas para o controle de doenças foliares.