Diversidade e estrutura genética da população de Fusarium decemcellulare isolado de guaranazeiro (Paullinia cupana var sorbilis)

• Main Authors: Queiroz, Cláudia Afras de, 92-99214-6387
• Other Authors: [e-mail]
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal do Amazonas 2018
• Subjects: Superbrotamento; Gemas vegetativas; Hipertrofia floral; Galhas; Oversprouting; Vegetative buds; Floral hypertrophy; Galls; Molecular marker; CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
• Online Access: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/6707

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For many years considered a disease with no economic importance the oversprouting caused by Fusarium decemcellulare that is becoming a serious problem for the guarana culture in the Amazon and was also recently reported in guarana crops in the Bahia state, the disease has at least three characteristic symptoms: oversprouting of vegetative buds, floral hypertrophy and stem galls. This study aimed to analyze the diversity and genetic structure of F. decemcellulare from the main producing area of guarana in the Amazonas by molecular ISSR marker and conduct phylogenetic analysis to determine the occurrence of species complex in guarana plant. We analyzed 300 isolates collected from eight districts of Amazonas state based on 10 ISSR markers that generated 167 polymorphic bands. The number of observed alleles (Na) ranged from 1.48 (Presidente Figueiredo to 1.98 (Manaus) and the effective number of alleles (Ne) was 1.54 (Urucará) and 1.41 (Presidente Figueiredo), the values for heterozygosity (H) and Shannon Index (I) were very similar among the eight populations, with minimal to Rio Preto da Eva (H = 0:29 and I = 0:43) and maximum to Manaus (M = 0:39 and I = 0:48). The analysis of molecular variance (AMOVA) showed high genetic variability within populations (77%). Population genetic analysis by PCO (Principal coodenates analysis) and genetic structure of 300 isolates identified two populations from F. decemcellulare in guarana plant in Amazon. To verify if the different populations identified represent the same phylogenetic species, partial sequencing of the EF-1α was successfully obtained for 275 isolates and based on 19 haplotypes identified in the population 34 isolates were selected to phylogenetic analysis with (rpb1, rpb2 and ITS + LSU rDNA). The concatenated data from four regions grouped isolates in three different cluters suggesting the occurrence of three putative species in guarana plant. The analysis of 34 isoltes with ISSR also revealed the occurrence of three clusters with 54% similarity, although the marker has not been able to differentiate the putative species identified in the phylogeny. In both cases isolates were not grouped by symptoms, geographical origin or mating type, indicating the occurrence of different species can be the main factor to cluster distribution of F. decemcellulare from guarana plant. === O guaranazeiro (Paullinia cupana var. sorbilis (Mart.) Ducke) é uma espécie de origem amazônica com grande potencial econômico devido as diferentes propriedades químicas de interesse farmacêutico e industrial. O Brasil é o único produtor de guaraná sendo a Bahia seguida do Amazonas os principais produtores. Entre os principais fatores responsáveis pela redução da produção no Amazonas estão as pragas e doenças causadas por fungo. Por muitos anos considerados uma doença secundária, o superbrotamento causado por Fusarium decemcellulare atualmente constitui um problema para a cultura do guaraná no Amazonas e foi recentemente também reportada na Bahia. A doença apresenta pelo menos três sintomas bem característicos como o superbrotamento de gemas vegetativas, hipertrofia floral e galhas no caule. O presente trabalho teve como objetivo analisar a diversidade e estrutura da população, bem como a filogenia de F. decemcellulare proveniente dos principais municípios produtores de guaraná no estado do Amazonas. Foram analisados 299 isolados de F. decemcellulare coletados de nove municípios do estado do Amazonas com base em 10 marcadores ISSR que geraram 167 bandas polimórficas. O número de alelos observados (Na) variou entre 1,48 para Presidente Figueiredo à 1,98 para Manaus e o número efetivo de alelos (Ne) foi de 1,55 para Maués e de 1,41 para Presidente Figueiredo, os valores para Heterozigosidade (H) e Índice de Shannon (I) foram muito similares entre as nove populações, com mínimo para Rio Preto da Eva (H=0.29 e I=0.43) e máximo para Manaus (H=0.39 e I=0.48). A análise de variância molecular (AMOVA) revelou que a maior variabilidade genética está dentro das populações de F. decemcellulare (83%) do que entre as populações. E nenhuma correção genética foi verificada entre sintomas do qual o isolado foi obtido ou por local de coleta. Nas análises de estrutura de população e relacionamento genético entre os 299 isolados das nove populações foram estruturados em dois grupos (K=2) indicando a ocorrência de duas populações do patógeno na região. Para verificar se os diferentes grupos identificados correspondem à mesma espécie filogenética sequenciamento parcial do gene EF-1α foi obtido com sucesso para 288 isolados e com base em 19 haplótipos identificados na população, 34 isolados foram selecionados para análise filogenética com mais três regiões (rpb1, rpb2 e ITS+LSU rDNA). As quatro regiões concatenadas formaram três diferentes clusters sugerindo a ocorrência de três possíveis espécies de F. decemcelluare em guaranazeiro. A análise dos 34 isolados com ISSR também indica a ocorrência de três clusters com 54% de similaridade, embora o marcador não tenha sido capaz de diferenciar as possíveis espécies identificadas na filogenia.