Genetic variability of Ceratocystis fimbriata on Tectona grandis and Carapa guianensis in Brazil

• Main Author: Valdetaro, Denise Cristina de Oliveira Franco
• Other Authors: Harrington, Thomas Charles
• Language: English
• Published: Universidade Federal de Viçosa 2017
• Subjects: Teca (Árvore); Tectona grandis; Andiroba; Carapa guianensis; Fungos; Ceratocystis fimbriata; Diversidade genética; Fitopatologia
• Online Access: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/10806

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas ([e-mail]) on 2017-06-22T11:43:28Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3061093 bytes, checksum: 5af4cd5ec886c8001e3e331f2bd2e133 (MD5) === Made available in DSpace on 2017-06-22T11:43:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3061093 bytes, checksum: 5af4cd5ec886c8001e3e331f2bd2e133 (MD5) Previous issue date: 2016-10-27 === Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior === Recentemente, Ceratocystis fimbriata Ellis & Halsted foi relatado em Tectona grandis L. f (teca) e Carapa guianensis Aubl. (andiroba) no Brasil. Em teca, o fungo provoca descoloração do lenho e morte das plantas afetadas, o que compromete a produção de madeira nobre para serraria. Em andiroba, infecta e mata sementes e mudas, o que pode afetar negativamente sua regeneração natural e consequentemente sua biodiversidade. A identificação de C. fimbriata nessas hospedeiras foi baseada apenas em características morfológicas e em sequências gênicas da região ITS. Além disso, não foram analisadas suas relações filogenéticas com outros isolados e espécies de Ceratocystis e nem a variabilidade genética e fisiológica de suas populações. Tais estudos são fundamentais para embasar as estratégias de controle da doença. Deste modo, o presente estudo teve como objetivos: 1) Avaliar as relações entre os isolados do fungo de ambas as espécies hospedeiras com isolados de outros hospedeiros do Clado da América Latina por meio dos genes “mating type” e da região ITS rDNA. 2) Avaliar a interesterilidade por meio de cruzamentos entre isolados obtidos de diferentes espécies hospedeiras. 3). Determinar a variabilidade genética nas populações de C. fimbriata, por meio de marcadores microssatélites e sua especialização fisiológica por meio de inoculações cruzadas. Dentre 24 isolados do fungo, obtidos de teca de quatro localidades do Mato Grosso e 73 isolados de C. fimbriata de andiroba do Acre, Roraima e Amazonas, foram identificados novos haplótipos de ITS e mating type, distribuídos entre outros isolados dentro do Clado da América Latina (CAL), que residem em um único grupo juntamente com isolados de batata doce, a partir do qual a espécie foi originalmente descrita. Os isolados oriundos de teca e andiroba foram inter férteis com outras linhagens de C. fimbriata ̧ mostrando que pertencem a uma única espécie biológica de C. fimbriata. As análises de microssatélites da população do fungo em teca mostraram uma baixa variabilidade genética. Nas inoculações, apesar das mudas de teca apresentarem lesões relativamente pequenas, dois isolados de teca diferiram da testemunha. Os isolados de eucalipto não foram patogênicos em teca. As populações de C. fimbriata de andiroba dos três estados (AC, RR e AM) apresentaram 14 genótipos e variabilidade genética intermediária em relação a outras populações nativas do fungo. Inoculações cruzadas do fungo em andiroba, teca, eucalipto e mangueira, sugerem que os isolados de C. fimbriata destas espécies são hospedeiro-específicos e que existe variabilidade em agressividade entre os isolados do fungo de andiroba. === Recently, Ceratocystis fimbriata Ellis & Halsted was reported in Tectona grandis L. f (teak) and Carapa guianensis Aubl. (andiroba) in Brazil. In teak, the fungus causes death and wood discoloration, which affects the production of high valuable timber. In andiroba, the fungus infects and kills seeds and seedlings, which may affect negatively its natural regeneration and, probably, its biodiversity. The identification of C. fimbriata on these hosts was based only on morphological characteristics and analysis of ITS rDNA sequences. Furthermore, the genetic and physiological variability of C. fimbriata populations as well as their phylogenetic relationships with other isolates and species of Ceratocystis were not analyzed . Such studies are essential to support disease management strategies. Therefore, this study aimed to: 1) Assess the relationship among isolates of the fungus from both host species with isolates from other hosts of the Latin American Clade (LAC) by using mating type genes and ITS rDNA region. 2) Assess the interesterility through crossings between isolates from different host species. 3) Determine the genetic variability in populations of C. fimbriata through microsatellite markers and their physiological especialization by f cross-inoculation experiments. Out of 24 isolates of the fungus obtained from teak from of locations in the state of Mato Grosso, and of 73 isolates of C. fimbriata from andiroba in the states of Acre, Roraima and Amazonas, new ITS haplotypes and mating types identified were distributed among other isolates within the LAC and reside in a single group that includes isolates from sweet potato, from which the species was originally described. Teak and andiroba isolates were inter fertile with other strains of C. fimbriata, showing that this is a single biological species of C. fimbriata. Microsatellite analysis of the fungal population on teak showed low genetic variability. In cross-inoculations, although teak plants presented relatively small lesions, two isolates differed from the control. The eucalyptus isolates were not pathogenic on teak. The populations of C. fimbriata from andiroba of the three states (AC, AM, and RR) showed 14 genotypes and intermediary levels of genetic variability compared to other native populations of the fungus in Brazil. Cross-inoculations of andiroba, teak, eucalyptus and mango isolates suggest that the isolates of C. fimbriata from these species are host specific and that there is variability in aggressiveness among isolates of the fungus from andiroba.