Infection by Neopestalotiopsis spp. occurs on unwounded eucalyptus leaves and is favored by long periods of leaf wetness

Abstract

Brazil is the leader in the global ranking of forest productivity; however, one of the major challenges to eucalyptus production is the existence of fungal diseases. A severe epidemic caused by pestalotiopsis-like fungi was continuously observed in a forest nursery in Brazil, causing a huge impact on the eucalyptus micropropagation stages. The aims of the present study were (i) to identify the causal agent associated with pestalotiopsis leaf spot and dieback in eucalyptus; (ii) to assess the pathogenicity of the isolates to different commercial clones; (iii) to evaluate the wetness conditions that were favorable for both conidial germination and infection by the pathogen; (iv) to evaluate if pestalotioid fungi obtained from different host species could infect eucalyptus; and (v) to elucidate the fungal penetration process on eucalyptus leaves. Results showed that Neopestalotiopsis spp. are capable of causing symptoms on unwounded eucalyptus leaves and that disease development strongly requires specific environmental conditions. Therefore, our data demonstrate that long leaf wetness periods (≥ 72 h) were required to establish successful host–fungus relationships, causing expanded lesions to eucalyptus seedlings. Moreover, conidia germinated within 6 hours after inoculation and there was a tendency of direct germ tube penetration on host leaf tissues to reach a suitable infection. All of the four commercial clones tested were susceptible to the pathogen and the set of data disputes the assumption that pestalotioid fungi are weak and opportunistic. Our data imply that single- gene phylogenetic trees constructed from ITS and TEF regions showed unresolved polytomies (multifurcating branches) and poor resolution. Only TUB and multi-locus phylogenies were stable and provided sufficient resolution tree topologies. This is the first report of different phylogenetic species of Neopestalotiopsis causing dieback, leaf and stem lesions in eucalyptus seedlings. Considering the importance of this pathogen on aerial parts of eucalyptus, comprehension of the favorable conditions required for disease progress may provide a basis for developing novel management strategies in forest nurseries.

O Brasil lidera o ranking global de produtividade florestal; todavia, um dos maiores desafios à produção de eucalipto é a ocorrência de doenças em viveiros. Uma epidemia severa causada por fungos pestalotiopsis-like foi continuamente observada em um viveiro florestal no Brasil, causando impacto negativo nas etapas de micropropagação de eucalipto. Os objetivos do presente estudo foram (i) identificar o agente causal associado à mancha de pestalotiopsis e morte descendente em eucalipto; (ii) determinar a patogenicidade dos isolados para diferentes clones comerciais; (iii) avaliar as condições de umidade favoráveis para a germinação dos conídios e para a infecção pelo patógeno; (iv) avaliar se fungos pestalotioides obtidos de diferentes espécies hospedeiras são capazes de infectar eucalipto; e (v) elucidar o processo de penetração do fungo nas folhas de eucalipto. O conjunto de resultados mostrou de forma pioneira que espécies de Neopestalotiopsis são capazes de causar lesões expandidas em folhas de eucalipto na ausência de ferimento e sob período constante de molhamento foliar (≥ 72 h). Estas condições ambientais são favorecidas pelo sistema de propagação clonal de eucalipto. Além disso, verificou-se que Neopestalotiopsis germinou a partir de 6 horas após a inoculação, havendo uma tendência de penetração direta nas células epidérmicas do hospedeiro. Todos os clones testados foram suscetíveis ao patógeno, portanto contesta-se a premissa de que os fungos pestalotioides são patógenos secundários. Filogeneticamente, os dados sugerem que as árvores individuais para as regiões gênicas ITS e TEF apresentaram muitas politomias e baixa resolução. Apenas as árvores construídas para TUB e a topologia consenso usando três loci foram estáveis e apresentaram alto suporte para os ramos. Este é o primeiro relato de diferentes espécies filogenéticas de Neopestalotiopsis causadoras de seca de ponteiros, lesões foliares e de hastes em mudas de eucalipto. Por conseguinte, o conhecimento gerado a partir do presente estudo pode fornecer informações úteis para o desenvolvimento de novas estratégias de manejo em viveiros florestais.