Genetic structure of the population of Pseudocercospora ulei in the watershed of the Amazon river

Abstract

South American leaf blight (SALB) is a destructive disease caused by the fungus Pseudocercospora ulei that can severely affect rubber tree in monoculture in tropical America. The causal agent of the disease is a hemibiotrophic pathogen, that grows slowly under in vitro conditions. Isolation of good quality DNA in proper quantities is not an easy task due to the difficulties in the handling of P. ulei under laboratory conditions and the lack of a standard protocol. Although SALB has been known for nearly a century, information on the genetic structure of P. ulei in the Amazon region, its center of origin, remains unknown. In this work, adequate protocols for DNA extraction were assessed and the population genetic structure of P. ulei in the Amazon region was determined using 12 microsatellite loci (SSR). Six extraction protocols were compared regarding yield and purity of the DNA. A total of 61 isolates were sampled along the Madeira, Purus and Juruá watersheds located in the Amazon region and SSR genotyped. The Doyle and Doyle DNA extraction protocol was the one that presented consistent and better quality extracted DNA. There was linkage disequilibrium between alleles and genetic differentiation between geographically distant populations was detected. Principal component analysis revealed clustering of the isolates according to the watershed boundaries. Two groups were formed, one comprised by individuals from the Madeira river and the other comprised of individuals from the Purus and Juruá rivers.

O mal das folhas da seringueira (MDF) é uma doença destrutiva causada pelo fungo Pseudocercospora ulei que pode afetar severamente a seringueira em monocultura na América tropical. O agente causal da doença é um patógeno hemibiotrófico que apresenta crescimento lento in vitro. O isolamento de DNA de boa qualidade em quantidades adequadas não é uma tarefa fácil devido à falta de um protocolo padrão e a dificuldade de cultivar P. ulei em condições de laboratório. Embora o MDF seja conhecido por mais de um século, informações sobre a estrutura genética na região amazônica, seu centro de origem, permanecem desconhecidas. Neste trabalho foram avaliados protocolos adequados para a extração de DNA e a estrutura genética da população de P. ulei na região amazônica. Foram comparados seis protocolos de extração em relação a pureza e ao rendimento do DNA. Um total de 61 isolados foram amostrados ao longo das bacias hidrográficas Madeira, Purus e Juruá localizadas na região amazônica e genotipados para 12 locos SSR. O protocolo de extração de DNA de Doyle e Doyle foi o único que apresentou concentração consistente e melhor qualidade do DNA extraído. Houve desequilíbrio de ligação entre os alelos e diferenciação genética entre populações geograficamente distantes foi detectada. A análise de componentes principais revelou agrupamento dos isolados de acordo com os limites das bacias hidrográficas. Foram formados dois grupos, um constituído pelos indivíduos da bacia do rio Madeira e o outro composto por indivíduos dos rios Purus e Juruá.