Reavaliação do ciclo de vida de Hemileia vastatrix no Brasil

Abstract

Produziram-se evidências de que Hemileia vastatrix, o agente etiológico da ferrugem do cafeeiro, tem dois tipos de teliósporos no seu ciclo de vida: teliósporos globosos a napiformes de paredes finas e lisas e que germinam tipicamente pela formação de um promicélio (basídio) com quatro células, cada qual produzindo um esterigma sobre o qual um basidiósporo é produzido e teliósporos uredinóides subreniformes com parede espessa lisa ventralmente e equinulada dorsalmente. Estudos cariológicos usando corante Giemsa e citometria de imagem demonstraram que em teliósporos uredinóides a primeira divisão da meiose ocorre nos esporos e a segunda divisão ocorre apenas depois da germinação no apressório. A proposta de examinar o status cariológico de esporos de H. vastatrix pela citometria de fluxo não foi implementada, pois dependia do prévio isolamento de protoplastos, que foi impossível com os tratamentos testados para este fungo. Fatores que afetam a freqüência e o tipo de germinação (micelial versus apressorial) dos teliósporos uredinóides foram investigados e analisados. A maior proporção de germinação foi obtida no escuro entre 22 e 26 oC e a formação de apressorios foi obtida sob temperaturas amenas próximo de 22 oC no escuro. Teliósporos foram coletados em várias localidades em Minas Gerais, confirmando o relato, até então duvidoso, de ocorrência deste tipo de esporo no Brasil. Sua ocorrência pareceu condicionada a mudanças em condições de umidade em períodos de temperatura mais baixa no inverno e na primavera. Uma significativa proporção dos teliósporos apresentou um padrão de germinação anormal com um número de células no promicélio variando de três a sete, com ou sem produção de esterigmas e basidiósporos. O conjunto de observações efetuadas neste trabalho pode contribuir para explicar a ocorrência de um número relativamente grande de raças reconhecido para H. vastatrix que seria de acordo com o conceito usualmente aceito funcionalmente estritamente assexuado, produzindo basidiósporos não funcionais. A existência de um processo adicional para promoção da recombinação genética poderia explicar o aparecimento de novas raças e a continuada quebra de resistência em novas variedades de cafeeiro.

Evidence is presented to show that Hemileia vastatrix, the causal agent of coffee leaf rust, has two types of teliospores in the life cycle: thin and smooth-walled, globose to napiform teliospores typically germinating with a four-celled promycelium (basidium), each cell producing a sterigma and basidiospore; thick-walled, ornamented, sub-reniform uredinioid teliospores. Caryological studies using Giemsa staining and image cytometry demonstrate that the first division of meiosis occurs in the uredinioid teliospores, and the second division only takes place after germination in the appressorium (delayed meiosis). The intent of examining the caryological status of H. vastatrix spores through flux cytometry was not implemented because this technique dependended on protoplast isolations that proved impossible with the treatments that were attempted for this fungus. Factors affecting the frequency and type of germination (mycelial versus appressorial) and of the uredinioid teliospores were investigated and analysed. Most germinate in the dark at temperatures between 22 and 26 oC, and appressorial formation is obtained under low temperatures (22 oC), in the dark. Teliospores were recorded from various localities in Minas Gerais, confirming the previous dubious record of the occurrence of this spore type in Brazil, and their occurrence appeared to be conditioned by the changing humidity during periods of lower temperatures in the winter and spring. A significant proportion of teliospores showed abnormal germination; the number of promycelial cells varying from three to seven, with or without the production of sterigmata and basidiospores. This body of information may explain the high number of races identified thus far in H. vastatrix, a supposedly functionally asexual fungus that produces non-functional basidiospores, according to the current views. The existence of an additional process allowing genetic recombination might explain the emergence of new races and the continuing breakdown of resistance in new coffee varieties.