Development of quantitative detection method for Meloidogyne incognita by qPCR / Desenvolvimento do método de detecção quantitativo para Meloidogyne incognita por qPCR

The root-knot nematode (Meloidogyne spp.) is the most important plant-parasitic nematode genus, they are the most common and destructive pathogens in this group. They produce some of the most drastic symptoms in plants and can significantly reduce the yield of crops. In order to achieve deploy an efficient method of plant-parasitic nematode management, is necessary an identification and quantification accurate and reliable of plant-parasitic nematodes. The aim of this study was to analyze samples in qPCR to detect and quantify M. incognita, in the field samples, comparing different methods of extraction of DNA and its efficacy in establishing the number of individuals. For this purpose the effectiveness of different DNA methods of extraction was compared through the values of CT intervals. For standard curve and method comparisons, we used nematodes multiplied in a greenhouse and carefully separated in the specific quantities of the experiments. For the number of individuals experiment field samples previously counted under an optical microscope were used. The DNA extraction was made from 100 nematodes by the methods: CTAB, Phenol: Chloroform and commercial kit (PureLink® Genomic DNA Kit, Invitrogen). In the comparative analysis using the three methods of DNA extracting from 100 nematodes, it was observed that commercial kit and CTAB methods obtained CT values similar. The CTAB method of extraction, showed less variation in the repeats and greater linearity of standard curve in comparison with other methods tested. So, it was possible to quantify the samples through the CT value intervals, established from different numbers of individuals (1, 10, 25, 100, 250, 500 and 750), in field samples. This study demonstrated that qPCR technique is an alternative sensitive and reliable for the quantification of M. incognita to support laboratories of diagnose and field survey.

Os nematoides-das-galhas (Meloidogyne spp.) é o gênero de fitonematoide mais importante, são os patógenos mais comuns e destrutivos deste grupo. Eles produzem alguns dos sintomas mais drásticos nas plantas e podem reduzir significativamente o rendimento das culturas. Para conseguir implantar um método eficiente de manejo de nematoides parasitas de plantas, é necessária a identificação e quantificação precisa e confiável dos fitonematoides. O objetivo deste estudo foi analisar amostras em qPCR para detectar e quantificar M. incognita, em amostras de campo, comparando diferentes métodos de extração do DNA e sua eficácia no estabelecimento do número de indivíduos. Para este propósito, a eficácia de diferentes métodos de extração de DNA foi comparada através dos valores dos intervalos de Ct. Para comparações padrão de curvas e métodos, usamos nematoides multiplicados em casa de vegetação e cuidadosamente separados nas quantidades específicas dos experimentos. Para o número de indivíduos, foram utilizadas amostras de campo previamente contadas sob um microscópio óptico. A extração de DNA foi realizada a partir de 100 nematoides, pelos métodos: CTAB, Phenol: Clorofórmio e kit comercial (PureLink® Genomic DNA Kit, Invitrogen). Na análise comparativa utilizando os três métodos de extração de DNA a partir de 100 nematoides, observou-se que o kit comercial e os métodos de CTAB obtiveram valores de CT semelhantes. O método de extração CTAB apresentou menor variação nas repetições e maior linearidade da curva padrão em comparação com os demais métodos testados. O coeficiente de correlação (R2) da curva padrão foi de 0,98 indicando uma relação linear entre o valor de Ct e a quantidade de padrões de DNA variando de 90 a 0,00009 ng.µL-1. Assim, foi possível quantificar as amostras através dos intervalos de valores de CT, estabelecidos a partir de diferentes números de indivíduos (1, 10, 25, 100, 250, 500 e 750), em amostras de campo. Este estudo demonstrou que a técnica de qPCR é uma alternativa sensível e confiável para a quantificação de M. incognita, para apoiar laboratórios de diagnóstico e levantamentos de campo.

Bacterial selection for biological control of plant disease: criterion determination and validation

Abstract This study aimed to evaluate the biocontrol potential of bacteria isolated from different plant species and soils. The production of compounds related to phytopathogen biocontrol and/or promotion of plant growth in bacterial isolates was evaluated by measuring the production of antimicrobial compounds (ammonia and antibiosis) and hydrolytic enzymes (amylases, lipases, proteases, and chitinases) and phosphate solubilization. Of the 1219 bacterial isolates, 92% produced one or more of the eight compounds evaluated, but only 1% of the isolates produced all the compounds. Proteolytic activity was most frequently observed among the bacterial isolates. Among the compounds which often determine the success of biocontrol, 43% produced compounds which inhibit mycelial growth of Monilinia fructicola, but only 11% hydrolyzed chitin. Bacteria from different plant species (rhizosphere or phylloplane) exhibited differences in the ability to produce the compounds evaluated. Most bacterial isolates with biocontrol potential were isolated from rhizospheric soil. The most efficient bacteria (producing at least five compounds related to phytopathogen biocontrol and/or plant growth), 86 in total, were evaluated for their biocontrol potential by observing their ability to kill juvenile Mesocriconema xenoplax. Thus, we clearly observed that bacteria that produced more compounds related to phytopathogen biocontrol and/or plant growth had a higher efficacy for nematode biocontrol, which validated the selection strategy used.

Morphological, biochemical, and molecular characterization of Meloidogyne spp. populations from Brazilian soybean production regions / Caracterização morfológica, bioquímica e molecular de populações de Meloidogyne spp. de regiões brasileiras produtoras de soja

ABSTRACT: Soybean is a commodity of great economic importance worldwide, particularly in Brazil, world’s second largest producer. Nematodes, especially those of the Meloidogyne genus, severely limit productivity. Identification of nematode species is important for effective soybean management. Here, 26 populations of root-knot nematode (Meloidogyne spp.) from 15 municipalities in the states of Bahia, Mato Grosso, Goias, and Minas Gerais were characterized based on the morphology of the female perineal region, esterase profile, and identification based on amplification of specific regions of the population genome. Among the Meloidogyne spp. populations obtained, M. incognita and M. javanica, were identified. No mixed populations were present in the samples. Diagnosis based on molecular analysis was shown to be reliable and the fastest for characterization of nematode populations compared to other methods analyzed.

RESUMO: A soja é uma commodity de grande importância econômica em todo mundo, especialmente no Brasil, segundo maior produtor mundial. Os nematoides, em especial os do gênero Meloidogyne, causam grandes limitações na produtividade. A identificação das espécies de nematoides é uma informação importante para o manejo adequado. Neste trabalho, 26 populações do nematoide das galhas (Meloidogyne spp.), provenientes de municípios do estado da Bahia, Mato Grosso, Goiás e de Minas Gerais, foram caracterizados com base na morfologia da região perineal das fêmeas de Meloidogyne spp., seu perfil de esterase e identificação baseada em amplificação de regiões específicas do genoma dessas populações. Entre as populações de Meloidogyne spp. obtidas, identificou-se M. incognita e M. javanica. Não houve presença de populações mistas nas amostras analisadas. O diagnóstico baseado em análise molecular se mostrou mais rápido e confiável comparado ás outras análises.

Caracterização de isolados de Xanthomonas sp. associados a sementes de arroz e diferenciação de estirpes de Xanthomonas oryzae / Isolates characterization of Xanthomonas sp. Associated with rice seed and differentiation of Xanthomonas oryzaestrains

Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) e X. oryzae pv. oryzicola (Xoc), são os agentes causais do crestamento bacteriano da folha (CBF) e da estria bacteriana da folha (EBF), respectivamente, são pragas transmitidas por sementes e sofrem restrição no comércio internacional de arroz, por estarem ausentes em muitos países e possuírem potencial de comprometer seriamente a produção de arroz. Vinte e um isolados oriundos de sementes de arroz do Uruguai e Argentina, Gram negativos, oxidase positiva, com pigmentação amarela típica do gêneroXanthomonas e positivos no ELISA para Xoo, foram caracterizados para determinar a associação destes, com X. oryzae e seus patovares. Os isolados foram caracterizados por métodos bioquímicos, biológicos e quanto à sensibilidade a antibióticos. Análises de PCR e qPCR foram realizadas para a confirmação do gênero Xanthomonase identificação de Xoo e Xoc. A caracterização de 21 isolados de Xanthomonassp., positivos no ELISA para Xoo, mostrou variabilidade entre os isolados e distinção de Xo.

Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) and X. oryzae pv. oryzicola (Xoc), causal agents of bacterial leaf blight (BLB) and bacterial leaf streak (BLS), respectively, are pests transmitted by seeds and suffer restriction on international rice trade, because are absent in many countries and have potential to compromise seriously rice production. Twenty-one isolates from rice seeds from Uruguay and Argentina, Gram negative, oxidase positive, with typical yellow pigmentation of genus Xanthomonas and positive in ELISA for Xoo, were characterized to determine their association with X. oryzepathovars. Isolates were characterized by biochemical, biological and antibiogram methods. PCR and qPCR analyzes were performed to confirm genus Xanthomonasand identification of Xoo and Xoc. Characterization of 21 Xanthomonassp. isolates positive on ELISA to Xoo, showed variability among isolates and distinction of Xo.