Shoot rot of Zizania latifolia and the first record of its pathogen Pantoea ananatis in China / 浙江大学学报（英文版）（B辑：生物医学和生物技术）

The aquatic grass Zizania latifolia grows symbiotically with the fungus Ustilago esculenta producing swollen structures called Jiaobai, widely cultivated in China. A new disease of Z. latifolia was found in Zhejiang Province, China. Initial lesions appeared on the leaf sheaths or sometimes on the leaves near the leaf sheaths. The lesions extended along the axis of the leaf shoots and formed long brown to dark brown streaks from the leaf sheath to the leaf, causing sheath rot and death of entire leaves on young plants. The pathogen was isolated and identified as the bacterium Pantoea ananatis, based on 16S ribosomal RNA (rRNA) gene sequencing, multilocus sequence analysis (atpD (β-subunit of ATP synthase F1), gyrB (DNA gyrase subunit B), infB (translation initiation factor 2), and rpoB (β‍-subunit of RNA polymerase) genes), and pathogenicity tests. Ultrastructural observations using scanning electron microscopy revealed that the bacterial cells colonized the vascular tissues in leaf sheaths, forming biofilms on the inner surface of vessel walls, and extended between vessel elements via the perforated plates. To achieve efficient detection and diagnosis of P. ananatis, species-specific primer pairs were designed and validated by testing closely related and unrelated species and diseased tissues of Z. latifolia. This is the first report of bacterial sheath rot disease of Z. latifolia caused by P. ananatis in China.

Atividade de nucleação de gelo e densidade populacional do patógeno podem ser fatores que contribuem para o progresso da doença mancha branca do milho / Ice nucleation activity and density of the pathogen population may be factors that contribute to the progression of maize white spot disease / La actividad de nucleación de hielo y la densidad de población del patógeno pueden ser factores que contribuyen al progreso de la enfermedad mancha blanca del maíz

A Mancha Branca do Milho (MBM) é uma doença foliar que tem causado perdas apreciáveis, tanto qualitativas como quantitativas para a produção de milho. Seu agente etiológico, a Pantoea ananatis, é uma bactéria epifítica, Gram-negativa formadora de colônia amarela, capaz de formar gelo, mesmo em ambiente tropical (ice nucleation activity - INA). Este estudo teve por objetivo caracterizar isolados de P. ananatis quanto à atividade INA e avaliar o efeito da densidade bacteriana na expressão do fenótipo INA e no processo de desenvolvimento da doença. O agente patogênico foi isolado de lesões iniciais da doença, as anasarcas, e avaliado quanto à expressão do fenótipo INA em diferentes concentrações bacterianas. O mesmo foi feito com isolados epifíticos obtidos da superfície foliar de plantas de milho sadias. Dos 24 isolados bacterianos estudados, apenas 13 apresentaram o fenótipo INA+. A expressão deste fenótipo foi dependente da densidade celular. Isolados INA+ e INA­ foram inoculados em folhas destacadas e em plantas da cultivar HS200 a campo, em diferentes concentrações do inóculo. Nenhum isolado INA­ reproduziu sintomas em laboratório. Dos cinco isolados INA+ somente um deles reproduziu sintomas em laboratório. Em campo o isolado INA+ foi capaz de promover lesões em todas as concentrações avaliadas. Conclui-se que a atividade de nucleação de gelo pela bactéria P. ananatis é dependente da linhagem e da densidade bacteriana e este fenômeno pode estar envolvido no desenvolvimento dos sintomas da MBM.(AU)

Maize White Spot Disease is a leaf disease that has caused considerable losses, both qualitative and quantitative for corn production. Its etiologic agent, Pantoea ananatis, is an epiphytic, Gram-negative, yellow colony-forming bacterium, capable of forming ice, even in tropical environments at temperatures where this normally does not occur (Ice Nucleation Activity - INA). This study aimed at characterizing P. ananatis isolates in terms of INA activity and evaluating the effect of bacterial density on the expression of the INA phenotype and on the disease development process. The pathogen was isolated from the initial lesions of the disease, the anasarcas, and were evaluated for the expression of the INA phenotype in different bacterial concentrations. The same procedure was performed on epiphytic isolates obtained from the leaf surface of healthy maize plants. From the 24 bacterial isolates studied, only 13 presented the INA+ phenotype. The expression of this phenotype is dependent on cell density. INA+ and INA­ isolates were inoculated on detached leaves and on plants of cultivar HS200 in the field, in different concentrations of the inoculum. No INA­ isolates reproduced symptoms in the laboratory. From the five INA+ isolates, only one of them reproduced symptoms in the laboratory. In the field, the INA+ isolate was able to promote lesions in all concentrations evaluated. It can be concluded that the ice nucleation activity by P. ananatis is dependent on the strain and bacterial density and this phenomenon may be involved in the development of Maize White Spot Disease symptoms.(AU)

La mancha blanca del maíz es una enfermedad de la hoja que ha causado pérdidas considerables, tanto cualitativas como cuantitativas para la producción de maíz. Su agente etiológico, Pantoea ananatis, es una bacteria epífita, Gram-negativa, formadora de colonias amarillas, capaz de causar hielo, incluso en ambientes tropicales a temperaturas donde esto normalmente no ocurre (actividad de nucleación de hielo - INA). Este estudio tuvo como objetivo caracterizar los aislados de P. ananatis en términos de actividad de INA y evaluar el efecto de la densidad bacteriana en la expresión del fenotipo de INA y en el proceso de desarrollo de la enfermedad. El patógeno se aisló de las lesiones iniciales de la enfermedad, las anasarcas, y se evaluó la expresión del fenotipo INA en diferentes concentraciones bacterianas. Lo mismo se hizo con aislamientos epifitos obtenidos de la superficie de la hoja de plantas de maíz sanas. De los 24 aislados bacterianos estudiados, solo 13 presentaron el fenotipo INA+. La expresión de este fenotipo depende de la densidad celular. Se inocularon aislamientos INA+ e INA- en hojas desprendidas y en plantas del cultivar HS200 en el campo, en diferentes concentraciones del inóculo. Ninguno aislado INA- reprodujo síntomas en el laboratorio. De los cinco aislamientos de INA+, solo uno de ellos reprodujo síntomas en el laboratorio. En el campo, el aislado INA+ pudo promover lesiones en todas las concentraciones evaluadas. Se concluye que la nucleación de hielo por P. ananatis depende de la cepa y la densidad bacteriana, y este fenómeno puede estar involucrado en el desarrollo de los síntomas de la enfermedad de la mancha blanca del maíz.(AU)

Eficácia da associação de fungicidas e antibióticos no manejo da mancha branca do milho e seu efeito na produtividade / Effectiveness of association of fungicides and antibiotics to control white spots of corn and its effect on productivity

A mancha branca do milho apresenta ampla distribuição pelas áreas produtoras de milho no Brasil, sendo uma das principais doenças da cultura, ao ponto de ter se tornado um entrave para a sua expansão. A doença é ocasionada por um complexo de patógenos, dificultando seu manejo pelo produtor. O presente trabalho objetiva avaliar a eficácia da combinação de diferentes fungicidas com antibióticos, no manejo da doença e seu efeito na produtividade. O experimento foi instalado na cidade de Pedrinópolis (MG), ano agrícola 2010/11. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados (DBC) com 10 tratamentos + 1 testemunha em 4 repetições. Os tratamentos basearam-se em combinações dos fungicidas Envoy (piraclostrobina + epoxiconazol) e PrioriXtra (azoxistrobina + ciproconazol), com os antibióticos Fegatex (Cloretos de Benzalcônio) e Kasumin (Kasugamicina). Isoladamente testou-se a título de comparação fermentado de Penicillium spp. As variáveis analisadas foram: severidade da doença (%), fitotoxidade (%), peso de mil grãos (g) e produtividade (Kg ha-1). A testemunha apresentou o maior índice de severidade, seguido de PrioriXtra + Nimbus. Nenhum tratamento causou fitotoxidade às parcelas experimentais. Em relação ao peso de mil grãos, os tratamentos superiores à testemunha foram Envoy + Nimbus e PrioriXtra + Nimbus. Para a variável produtividade (kg ha- 1), o tratamento mais produtivo foi PrioriXtra + Nimbus. O fermentado de Penicillium spp, na dose de 2 L por ha, apresentou uma eficácia semelhante aos fungicidas e antibióticos sintéticos, podendo ser utilizado no controle da doença em sistemas integrados no Brasil.

Phaeosphaeria leaf spot is very common in corn producing areas in Brazil. This is one of the major diseases of the crop, becoming an obstacle to its expansion. The disease is caused by a complex of pathogens, causing problems to the producer. This study aims to evaluate the effect of the combination of different fungicides with antibiotics in the management of the disease and its corresponding effect on productivity. The experiment was conducted in the city of Pedrinopolis (MG), harvest year 2010-11. The experimental design was a randomized block design (RBD) with 10 treatments + 1 control group in 4 repetitions. Treatments were based on combinations of fungicides Envoy (pyraclostrobin + epoxiconazole) and PrioriXtra (azoxystrobin + cyproconazole) with antibiotics Fegatex (Benzalkonium Chloride) and Kasumin (kasugamycin). The UFU biofungicide (fermented of the fungus Penicillium minor) was tested separately for comparison. The variables analyzed were: disease severity (%), phytotoxicity (%), thousand grain weight (g) and yield (kg ha-1). The control group showed the highest severity percentage, followed by PrioriXtra + Nimbus. No treatment caused a toxic reaction in the experimental plots. Regarding the thousand grain weight, the treatments that were statistically superior to the control group were Envoy + Nimbus and PrioriXtra + Nimbus. For the variable productivity (kg.ha-1), the most productive treatment was PrioriXtra + Nimbus. The use of Penicillium spp fermented culture media (Potato-dextrose) presented the same control of synthetic fungicides and antibiotics to maize white spot, when applied 2 L/ha in maize trials.The biological control with Penicillium spp. Is a new procedure to white spot disease control in integrated systems in Brazil.

Identificação de QTLS associados à resistência parcial à mancha branca do milho / Identification of partial resistance from QTLS to maize white spot

O milho é um dos cereais mais importantes cultivados no mundo, porém, fatores como as doenças podem ocasionar decréscimos no rendimento de grãos. A mancha branca, causada por um complexo de patógenos, está entre as principais doenças desta cultura e pode ocasionar perdas de cerca de 60 %. Dentro deste contexto, este trabalho teve como objetivos estimar parâmetros genéticos, identificar e mapear QTLs associados à resistência à mancha branca do milho, visando o desenvolvimento de genótipos resistentes à doença. Noventa e oito famílias F2:3 do cruzamento entre as linhagens BS01 (suscetível) e BS02 (resistente) e 90 famílias F2:3 do cruzamento entre BS03 (suscetível) e BS04 (resistente) foram conduzidas a campo em três ambientes. As herdabilidades variaram de 82,3 % a 86,2 % nos locais avaliados para a população 1. Para a população 2 a herdabilidade variou de 76 % a 86,6 %. Na análise conjunta para a resistência nas duas populações, efeitos entre pais e entre progênies foram significativos, assim como a interação de progênies e local, indicando que uma família superior em um local não será obrigatoriamente superior em outro local. Dos QTLs testados nas populações 1 e 2, foram encontrados marcadores que expressaram até 25% da variância fenotípica nos grupos de ligação 1, 3, 6 e 9. Assim, estes dados em conjunto demonstram a possibilidade de seleção assistida, para a resistência à mancha branca do milho, nas gerações iniciais com o uso dos marcadores moleculares estudados.

Maize is one of the most important cereal crops in the world; however, diseases, among other factors, may drastically reduce its grain yield. The white spot disease, caused by a complex of pathogens, is one of the most important syndromes affecting maize, causing losses of up to 60%. Thus, this study aimed to estimate heritability, to identify and to map QTLs associated with resistance to white spot in maize. Ninety-eight F2:3 families from a cross between lines BS01 (susceptible) and BS02 (resistant) and ninety F2:3 families from a cross between BS03 (susceptible) and BS04 (resistant) were evaluated in a lattice square (10x10) experimental design in three environments. Heritability estimations ranged from 82.3% to 86.2% in population 1, and from 76% to 86.6% in population 2. A joint analysis of both populations showed significant effects among parents and progenies, so it did for the interactions of locations and progenies. It means that a specific family may not show the same performance for resistance to white spot across different environments. QTLs for resistance to white spot were found in the linkage groups 1, 3, 6 and 9 in both populations. These QTLs explained up to 25% of the total phenotypic variation for the studied trait. Combined, these data confirm the possibility of marker assisted selection for resistance to maize white spot in early generations.