Genetic structure and fungicide sensitivity of the population of Sclerotinia sclerotiorum in Brazil

Abstract

Sclerotinia sclerotiorum causes white mold or sclerotinia stem rot and affects important crops such as grains, fibers and vegetables. This study was conducted to assess the genetic variability; the sensitivity to thiophanate-methyl (TM), fluazinam and procymidone of 238 isolates of S. sclerotiorum from different hosts and regions in Brazil; and the phenotypic stability of fungicide resistant isolates. Microsatellites (SSR) and mycelium compatibility groups (MCG) markers were used to assess the genetic structure of the population. Twenty-two MCGs and 53 multilocus genotypes (MLG) were identified. Most isolates (67.7 %) were distributed in either MCG 1 or 2. Seven genetic groups were detected. The population has a clonal structure largely determined by MCGs and there was no evidence of random mating. Fungicide sensitivity was assessed using the discriminatory doses for TM, fluazinam and procymidone. The stability of nine isolates TM-resistant and one sensitive was assessed after 10 transfers in culture medium without fungicide. Mycelial growth rate of six TM-resistant isolates reduced with successive transfers. There was no evidence of resistance to fluazinam or procymidone. Thirteen isolates collected in common bean fields in the municipalities of Cabeceira Grande (8 isolates) and Unaí (5 isolates), Minas Gerais state, were resistant to TM. The resistance was associated with the L240F mutation in the β-tubulin gene. Resistance to TM seems to be localized; and there is evidence for a fitness cost in resistant isolates.

Sclerotinia sclerotiorum, agente causal do mofo branco ou podridão de sclerotinia, infecta espécies de interesse agronômico, tais como aquelas destinadas à produção de grãos, fibras e hortaliças. Este estudo foi conduzido para avaliar: a variabilidade genética do patógeno; a sensibilidade aos fungicidas tiofanato-metílico (TM), fluazinam e procimidone de 238 isolados de S. sclerotiorum coletados em diferentes hospedeiros e regiões no Brasil; e a estabilidade fenotípica de isolados resistentes. Os marcadores microssatélites (SSR) e os grupos de compatibilidade micelial foram utilizados para acessar a estrutura genética da população. Vinte e dois MCGs e 53 genótipos foram identificados. A maioria dos isolados (67,7 %) foi classificado como MCG 1 ou 2. Sete grupos genéticos foram identificados. A população foi estruturada por MCG e não houve evidência de acasalamento aleatório. A população como um todo possui estrutura genética clonal. A sensibilidade aos fungicidas TM, fluazinam e procimidone foi avaliada com doses discriminatórias. O crescimento micelial de nove isolados resistentes e um isolado sensível ao TM foi avaliado durante 10 gerações. A taxa de crescimento de seis isolados resistentes reduziu com o passar das gerações. Não houve resistência a fluazinam ou procimidone. Treze isolados coletados na cultura do feijoeiro nos municípios de Cabeceira Grande (8 isolados) e Unaí (5 isolados), Minas Gerais, foram resistentes ao TM. A resistência ao TM foi causada pela substituição de leucina por fenilalanina no códon 240 do gene da β- tubulina (L240F). Isolados resistentes a TM foram encontrados apenas em uma região. Isolados resistentes coletados em Cabeceira Grande têm adaptabilidade reduzida. Em síntese, no Brasil predominam clones de S. sclerotiorum fortemente determinados por MCG, constataram-se isolados resistentes ao TM e para manejo do mofo branco, recomenda-se o uso de fungicidas com diferentes modo de ação.