Morphological characterization and molecular identification of Colletotrichum species associated to sweet persimmon anthracnose in Southern Brazil / Caracterização morfológica e identificação molecular de espécies de Colletotrichum associadas à antracnose de caqui doce no Sul do Brasil

ABSTRACT: The highlands of Southern Brazil contribute with 40% of Brazilian persimmon production. Although expanding, persimmon production faces major problems caused by anthracnose disease (black spot), including fruit rot and necrosis of leaves. Several Colletotrichum species (C. horii, C. gloeosporioides, among others) are implicated in persimmon anthracnose around the world. To identify Colletotrichum species associated with persimmon anthracnose in the highlands of Southern Brazil, 34 isolates were analyzed by ITS-rDNA partial region, GAPDH, and TUB2 partial gene sequences, morphological characteristics, and virulence on persimmon fruits and leaves. Data showed a high prevalence of C. horii (85.3%), that associated with its high virulence on fruits and leaves, confirm a considerable degree of host preference. Moreover, other species C. aenigma, C. asianum, C. fructicola, and C. nymphaeae, were identified, but the last three ones exhibited low virulence on fruits and were not able to produce symptoms on leaves. As far as we know this is the first reference on C. asianum in persimmon. The present data may contribute to a better understanding of the etiology of anthracnose in sweet persimmon in Southern Brazil, and it will be useful for epidemiological studies and the development of disease management measures.

RESUMO: As terras altas do sul do Brasil contribuem com 40% da produção brasileira de caqui. Embora em expansão, a produção de caqui enfrenta grandes problemas causados ​​pela antracnose (mancha preta), incluindo o apodrecimento dos frutos e necrose das folhas. Várias espécies de Colletotrichum (C. horii, C. gloeosporioides, entre outras) estão envolvidas com a antracnose do caqui em todo mundo. Para identificar espécies de Colletotrichum associadas à antracnose de caqui nas terras altas do sul do Brasil, 34 isolados foram analisados ​​através da região parcial de ITS-rDNA e sequências parciais dos genes GAPDH e TUB2, características morfológicas e virulência em frutos e folhas de caqui. Os dados mostraram uma alta prevalência de C. horii (85,3%), que associada à sua alta virulência em frutos e folhas, confirma um grau considerável de preferência pelo hospedeiro. Além disso, foram identificadas outras espécies C. aenigma, C. asianum, C. fructicola, e C. nymphaeae, mas as três últimas exibiram baixa virulência nos frutos e não foram capazes de produzir sintomas nas folhas. Até onde sabemos, esta é a primeira referência sobre C. asianum em caqui. Os presentes dados podem contribuir para uma melhor compreensão da etiologia da antracnose em caqui doce no sul do Brasil e isso pode ser útil para estudos epidemiológicos e para o desenvolvimento de medidas de controle da doença.

Morphological characterization and molecular identification of Colletotrichum species associated to sweet persimmon anthracnose in Southern Brazil / Caracterização morfológica e identificação molecular de espécies de Colletotrichum associadas à antracnose de caqui doce no Sul do Brasil

The highlands of Southern Brazil contribute with 40% of Brazilian persimmon production. Although expanding, persimmon production faces major problems caused by anthracnose disease (black spot), including fruit rot and necrosis of leaves. Several Colletotrichum species (C. horii, C. gloeosporioides, among others) are implicated in persimmon anthracnose around the world. To identify Colletotrichum species associated with persimmon anthracnose in the highlands of Southern Brazil, 34 isolates were analyzed by ITS-rDNA partial region, GAPDH, and TUB2 partial gene sequences, morphological characteristics, and virulence on persimmon fruits and leaves. Data showed a high prevalence of C. horii (85.3%), that associated with its high virulence on fruits and leaves, confirm a considerable degree of host preference. Moreover, other species C. aenigma, C. asianum, C. fructicola, and C. nymphaeae, were identified, but the last three ones exhibited low virulence on fruits and were not able to produce symptoms on leaves. As far as we know this is the first reference on C. asianum in persimmon. The present data may contribute to a better understanding of the etiology of anthracnose in sweet persimmon in Southern Brazil, and it will be useful for epidemiological studies and the development of disease management measures.

As terras altas do sul do Brasil contribuem com 40% da produção brasileira de caqui. Embora em expansão, a produção de caqui enfrenta grandes problemas causados ​​pela antracnose (mancha preta), incluindo o apodrecimento dos frutos e necrose das folhas. Várias espécies de Colletotrichum (C. horii, C. gloeosporioides, entre outras) estão envolvidas com a antracnose do caqui em todo mundo. Para identificar espécies de Colletotrichum associadas à antracnose de caqui nas terras altas do sul do Brasil, 34 isolados foram analisados ​​através da região parcial de ITS-rDNA e sequências parciais dos genes GAPDH e TUB2, características morfológicas e virulência em frutos e folhas de caqui. Os dados mostraram uma alta prevalência de C. horii (85,3%), que associada à sua alta virulência em frutos e folhas, confirma um grau considerável de preferência pelo hospedeiro. Além disso, foram identificadas outras espécies C. aenigma, C. asianum, C. fructicola, e C. nymphaeae, mas as três últimas exibiram baixa virulência nos frutos e não foram capazes de produzir sintomas nas folhas. Até onde sabemos, esta é a primeira referência sobre C. asianum em caqui. Os presentes dados podem contribuir para uma melhor compreensão da etiologia da antracnose em caqui doce no sul do Brasil e isso pode ser útil para estudos epidemiológicos e para o desenvolvimento de medidas de controle da doença.

Morphological characterization and molecular identification of Colletotrichum species associated to sweet persimmon anthracnose in Southern Brazil / Caracterização morfológica e identificação molecular de espécies de Colletotrichum associadas à antracnose de caqui doce no Sul do Brasil

The highlands of Southern Brazil contribute with 40% of Brazilian persimmon production. Although expanding, persimmon production faces major problems caused by anthracnose disease (black spot), including fruit rot and necrosis of leaves. Several Colletotrichum species (C. horii, C. gloeosporioides, among others) are implicated in persimmon anthracnose around the world. To identify Colletotrichum species associated with persimmon anthracnose in the highlands of Southern Brazil, 34 isolates were analyzed by ITS-rDNA partial region, GAPDH, and TUB2 partial gene sequences, morphological characteristics, and virulence on persimmon fruits and leaves. Data showed a high prevalence of C. horii (85.3%), that associated with its high virulence on fruits and leaves, confirm a considerable degree of host preference. Moreover, other species C. aenigma, C. asianum, C. fructicola, and C. nymphaeae, were identified, but the last three ones exhibited low virulence on fruits and were not able to produce symptoms on leaves. As far as we know this is the first reference on C. asianum in persimmon. The present data may contribute to a better understanding of the etiology of anthracnose in sweet persimmon in Southern Brazil, and it will be useful for epidemiological studies and the development of disease management measures.(AU)

As terras altas do sul do Brasil contribuem com 40% da produção brasileira de caqui. Embora em expansão, a produção de caqui enfrenta grandes problemas causados ​​pela antracnose (mancha preta), incluindo o apodrecimento dos frutos e necrose das folhas. Várias espécies de Colletotrichum (C. horii, C. gloeosporioides, entre outras) estão envolvidas com a antracnose do caqui em todo mundo. Para identificar espécies de Colletotrichum associadas à antracnose de caqui nas terras altas do sul do Brasil, 34 isolados foram analisados ​​através da região parcial de ITS-rDNA e sequências parciais dos genes GAPDH e TUB2, características morfológicas e virulência em frutos e folhas de caqui. Os dados mostraram uma alta prevalência de C. horii (85,3%), que associada à sua alta virulência em frutos e folhas, confirma um grau considerável de preferência pelo hospedeiro. Além disso, foram identificadas outras espécies C. aenigma, C. asianum, C. fructicola, e C. nymphaeae, mas as três últimas exibiram baixa virulência nos frutos e não foram capazes de produzir sintomas nas folhas. Até onde sabemos, esta é a primeira referência sobre C. asianum em caqui. Os presentes dados podem contribuir para uma melhor compreensão da etiologia da antracnose em caqui doce no sul do Brasil e isso pode ser útil para estudos epidemiológicos e para o desenvolvimento de medidas de controle da doença.(AU)

Fungicide resistance and genetic variability in plant pathogenic strains of Guignardia citricarpa / Resistência a fungicidas e variabilidade genética em linhagens patogênicas de plantas Guignardiacitricarpa

Citrus black spot (CBS) is a plant disease of worldwide occurrence, affecting crops in Africa, Oceania, and South America. In Brazil, climate provides favorable conditions and CBS has spread to the Southeast and South regions. CBS is caused by the fungus Guignardia citricarpa (anamorph: Phyllosticta citricarpa) and its control is based on the use of fungicides, such as benzimidazoles. In South Africa, the disease was kept under control for 10 years with benomyl, until cases of resistance to high concentrations of this fungicide were reported from all citrus-producing areas. Azoxystrobin (a strobilurin) has been found effective in controlling phytopathogens, including CBS, in a wide range of economically important crops. The present study investigated in vitro the effects of the fungicides benomyl and azoxystrobin on 10 strains of G. citricarpa isolated from lesions in citrus plants from Brazil and South Africa. Benomyl at 0.5 µg/mL inhibited mycelial growth in all strains except PC3C, of African origin, which exhibited resistance to concentrations of up to 100.0 µg/mL. The spontaneous mutation frequency for resistance to benomyl was 1.25 ï 10-7. Azoxystrobin, even at high concentrations, did not inhibit mycelial growth in any of the strains, but significantly reduced sporulation rates, by as much as 100%, at a concentration of 5.0 µg/mL. Variations in sensitivity across strains, particularly to the strobilurin azoxystrobin, are possibly related to genetic variability in G. citricarpa isolates.

A Mancha Preta dos Citros (MPC) tem ocorrência mundial afetando a produção de citros na África, Oceania e América do Sul. No Brasil, onde o clima é favorável ao seu desenvolvimento, a doença está espalhada nas regiões Sul e Sudeste. O controle da MPC, causada pelo fungo Guignardia citricarpa (anamorfo: Phyllosticta citricarpa) é baseado na aplicação de fungicidas, como os benzimidazóis. Na África do Sul, após 10 anos de controle da doença com o fungicida benomil, os casos de resistência a altas concentrações deste fungicida atingiram todas as áreas produtoras. O fungicida estrolilurina chamado azoxistrobina tem se mostrado eficiente no controle dos fitopatógenos de uma grande variedade de culturas economicamente importantes, incluindo a MPC. Neste trabalho foram investigados os efeitos in vitro dos fungicidas benomil e azoxistrobina em 10 linhagens de G. citricarpa isoladas de lesões em plantas cítricas no Brasil e na África do Sul. Houve inibição do crescimento micelial a 0,5 µg/mL do fungicida benomil entre as linhagens testadas, com exceção de PC3C de origem sul-africana, que apresentou resistência até a concentração de 100,0 µg/mL de benomil. A freqüência de mutação espontânea para resistência ao benomil foi de 1,25 ï 10-7. A estrobilurina azoxistrobina, mesmo em altas concentrações, não inibiu o crescimento micelial dos isolados, entretanto reduziu significativamente a produção de esporos, chegando a 100% de inibição em concentrações de 5,0 µg/mL de azoxistrobina. A variação na sensibilidade das linhagens, principalmente com a estrobilurina azoxistrobina, possivelmente está relacionada com a variabilidade genética dos isolados de G. citricarpa.

Fungicide resistance and genetic variability in plant pathogenic strains of Guignardia citricarpa

Citrus black spot (CBS) is a plant disease of worldwide occurrence, affecting crops in Africa, Oceania, and South America. In Brazil, climate provides favorable conditions and CBS has spread to the Southeast and South regions. CBS is caused by the fungus Guignardia citricarpa (anamorph: Phyllosticta citricarpa) and its control is based on the use of fungicides, such as benzimidazoles. In South Africa, the disease was kept under control for 10 years with benomyl, until cases of resistance to high concentrations of this fungicide were reported from all citrus-producing areas. Azoxystrobin (a strobilurin) has been found effective in controlling phytopathogens, including CBS, in a wide range of economically important crops. The present study investigated in vitro the effects of the fungicides benomyl and azoxystrobin on 10 strains of G. citricarpa isolated from lesions in citrus plants from Brazil and South Africa. Benomyl at 0.5 µg/mL inhibited mycelial growth in all strains except PC3C, of African origin, which exhibited resistance to concentrations of up to 100.0 µg/mL. The spontaneous mutation frequency for resistance to benomyl was 1.25 ´ 10-7. Azoxystrobin, even at high concentrations, did not inhibit mycelial growth in any of the strains, but significantly reduced sporulation rates, by as much as 100%, at a concentration of 5.0 µg/mL. Variations in sensitivity across strains, particularly to the strobilurin azoxystrobin, are possibly related to genetic variability in G. citricarpa isolates.

A Mancha Preta dos Citros (MPC) tem ocorrência mundial afetando a produção de citros na África, Oceania e América do Sul. No Brasil, onde o clima é favorável ao seu desenvolvimento, a doença está espalhada nas regiões Sul e Sudeste. O controle da MPC, causada pelo fungo Guignardia citricarpa (anamorfo: Phyllosticta citricarpa) é baseado na aplicação de fungicidas, como os benzimidazóis. Na África do Sul, após 10 anos de controle da doença com o fungicida benomil, os casos de resistência a altas concentrações deste fungicida atingiram todas as áreas produtoras. O fungicida estrolilurina chamado azoxistrobina tem se mostrado eficiente no controle dos fitopatógenos de uma grande variedade de culturas economicamente importantes, incluindo a MPC. Neste trabalho foram investigados os efeitos in vitro dos fungicidas benomil e azoxistrobina em 10 linhagens de G. citricarpa isoladas de lesões em plantas cítricas no Brasil e na África do Sul. Houve inibição do crescimento micelial a 0,5 µg/mL do fungicida benomil entre as linhagens testadas, com exceção de PC3C de origem sul-africana, que apresentou resistência até a concentração de 100,0 µg/mL de benomil. A freqüência de mutação espontânea para resistência ao benomil foi de 1,25 FONT FACE=Symbol>´ /font> 10-7. A estrobilurina azoxistrobina, mesmo em altas concentrações, não inibiu o crescimento micelial dos isolados, entretanto reduziu significativamente a produção de esporos, chegando a 100% de inibição em concentrações de 5,0 µg/mL de azoxistrobina. A variação na sensibilidade das linhagens, principalmente com a estrobilurina azoxistrobina, possivelmente está relacionada com a variabilidade genética dos isolados de G. citricarpa.

Mechanisms and significance of fungicide resistance / Mecanismos e significância da resistência a fungicidas

In this review article, we show that occurrence of fungicide resistance is one of the most important issues in modern agriculture. Fungicide resistance may be due to mutations of genes encoding fungicide targets (qualitative fungicide resistance) or to different mechanisms that are induced by sub-lethal fungicide stress. These mechanisms result in different and varying levels of resistance (quantitative fungicide resistance). We discuss whether or not extensive use of fungicides in agricultural environments is related to the occurrence of fungicide resistance in clinical environments. Furthermore, we provide recommendations of how development of fungicide resistant pathogen populations may be prevented or delayed.

A ocorrência de resistência a fungicidas é uma das mais importantes conseqüências da agricultura moderna. Este fato pode ser resultado de mutações em genes codificadores de resistência a fungicidas (resistência quantitativa) ou a diferentes mecanismos que são induzidos por stresse devido a doses subletais dos produtos utilizados. Estes mecanismos produzem diferentes e variados níveis de resistência (resistência quantitativa). Também é discutido se o uso extensivo de fungicidas em ambientes agricultáveis é relacionado ou não com a ocorrência de resistência em ambientes clínicos. Além disso, também são fornecidas recomendações de como prevenir ou mesmo retardar o desenvolvimento de resistência a fungicidas em patógenos.

Mechanisms and significance of fungicide resistance

In this review article, we show that occurrence of fungicide resistance is one of the most important issues in modern agriculture. Fungicide resistance may be due to mutations of genes encoding fungicide targets (qualitative fungicide resistance) or to different mechanisms that are induced by sub-lethal fungicide stress. These mechanisms result in different and varying levels of resistance (quantitative fungicide resistance). We discuss whether or not extensive use of fungicides in agricultural environments is related to the occurrence of fungicide resistance in clinical environments. Furthermore, we provide recommendations of how development of fungicide resistant pathogen populations may be prevented or delayed.

A ocorrência de resistência a fungicidas é uma das mais importantes conseqüências da agricultura moderna. Este fato pode ser resultado de mutações em genes codificadores de resistência a fungicidas (resistência quantitativa) ou a diferentes mecanismos que são induzidos por stresse devido a doses subletais dos produtos utilizados. Estes mecanismos produzem diferentes e variados níveis de resistência (resistência quantitativa). Também é discutido se o uso extensivo de fungicidas em ambientes agricultáveis é relacionado ou não com a ocorrência de resistência em ambientes clínicos. Além disso, também são fornecidas recomendações de como prevenir ou mesmo retardar o desenvolvimento de resistência a fungicidas em patógenos.