Caracterização morfológica, filogenia e relação patógeno-hospedeiro de isolados de Colletotrichum associados à ocorrência de antracnose em feijoa [Acca sellowiana (O. Berg) Burret] no Sul do Brasil

Abstract

Feijoa ou goiabeira-serrana (Acca sellowiana O. Berg) é uma Myrtaceae que ocorre naturalmente no sul do Brasil e Uruguai. Esta espécie está passando pelo processo de domesticação em seu centro de origem e embora não seja amplamente conhecida, apresenta grande potencial econômico. O fungo fitopatogênico pertencente ao gênero Colletotrichum é o agente causal da antracnose, principal doença encontrada nos pomares dessa frutífera. Esse fungo pertence à classe dos Coelomycetes e, segundo relatos, pode causar até 100% de perda em pomares. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo caracterizar, morfológico e geneticamente, o agente causal da antracnose em frutos de feijoa. A pesquisa visa, também, verificar a amplitude da sua gama de hospedeiros através da realização de inoculações cruzadas entre isolados e frutos de feijoa (Acca sellowiana), goiabeira comum (Psidium guajava), macieira (Malus domestica) das variedades Fuji e Gala e morangueiro (Fragaria ananassa). Os isolados de Colletotrichum foram coletados em 17 diferentes locais, nos estados de Santa Catarina (SC) e Rio Grande do Sul (RS), formando um conjunto de 40 colônias monospóricas. Para verificar os padrões morfológicos, dos isolados, foram analisadas características como: Índice de crescimento micelial (ICM), comprimento (C), largura (L), relação C/L e formato de conídios e apressórios. A análise filogenética multigênica foi baseada no sequenciamento de DNA de seis locos: espaçador interno transcrito (ITS) e genes Glyceraldehyde-3-fosfato- desidrogenase (GAPDH), calmodulina (CAL), actina sintase (ACT), quitina sintetase (CHS) e ß-tubulina 2 (TUB). Dados morfológicos mostraram que a taxa de crescimento micelial (mm / dia) das 40 colônias, variou de 7,5 mm / dia a 10,2 mm / dia; o comprimento dos conídios (C) variou de 13,8 µm a 19,4 µm; a largura (L) variou de 4,0 µm a 5,6 µm; e a relação C / L variou de 2,5 µm a 4,2 µm. O tamanho dos apressórios variou de 7,2 µm a 10,8 µm de comprimento; de 5,4 µm a 8,0 µm, para largura, e de 1,1 µm para 1,5 µm, para C / L. Os isolados produziram conídios cilíndricos ou fusiformes, e apressórios globulares, ovalados e irregulares. As análises filogenéticas multi-gene revelaram que os sintomas de antracnose observados, nos pomares e populações naturais de feijoa, são causados pelo fungo fitopatogênico da espécie Colletotrichum theobromicola. Os resultados morfológicos se alinharam à espécie descrita pelos dados moleculares. As inoculações cruzadas, visando conhecer a gama de hospedeiros da espécie C. theobromicola, obtiveram maior sucesso na infecção de frutos perfurados do que em frutos não perfurados, de todas as espécies frutíferas testadas. Adicionalmente, isolados destas três espécies, inoculados em frutos de feijoa também conseguiram causar infecção, independentemente do método de inoculação. Estas conclusões, juntamente com dados sobre o estilo de vida dos isolados, permitirão maiores e melhores inferências sobre o estabelecimento e manejo de pomares comerciais. Resultados como os obtidos nessa pesquisa, também se mostram importante do que diz respeito ao estabelecimento de programas de melhoramento genético, controle de doenças e atividades de biovigilância.

Abstract: The feijoa or pineapple-guava (Acca sellowiana Berg), goiabeira-serrana in portuguese, is a fruit belonging to the Myrtaceae family, with natural occurrence in south of Brazil and Uruguay. This specie is in domestication process in its origin and diversity center. Anthracnose is the biggest feijoa disease in southern Brazil and is caused by the genus fungus Colletotrichum. This fungus belongs to the Coelomycetes class and it is one of the main factors that limit the commercial exploitation of feijoa fruit, causing in many cases, loss of 100 % in orchards. Thus, the present work intend to characterize, morphologically and genetically, the anthracnose causal agente in feijoa fruit. The research also wants to verify the amplitude of its host range by performing cross-inoculations between isolates and fruits of feijoa (Acca sellowiana), common guava (Psidium guajava), apple (Malus domestica) of Fuji and Gala varieties and strawberry (Fragaria ananassa). Colletotrichum isolates were collected from 17 different sites in the Santa Catarina state (SC) and Rio Grande do Sul state (RS), forming a set of 40 monosporic colonies. To verify the isolates morphological patterns, characteristics were analyzed as: mycelial growth index (ICM), length (C), width (L), C / L ratio and conidia and appressorium shape. Multigenic phylogenetic analysis was based on DNA sequencing of six loci: transcribed internal spacer (ITS) and Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH), calmodulin (CAL), actin synthase (ACT), chitin synthetase (CHS) and ß-tubulin 2 (TUB). Morphological data showed that the mycelial growth rate (mm / day) of the 40 colonies ranged from 7.5 mm / day to 10.2 mm / day; the length of conidia (C) ranged from 13.8 µm to 19.4 µm; the width (L) ranged from 4.0 µm to 5.6 µm; and the C / L ratio ranged from 2.5 µm to 4.2 µm. The appressoria size ranged from 7,2 µm to 10,8 µm in length; from 5.4 µm to 8.0 µm for width and from 1.1 µm to 1.5 µm for C / L. The isolates produced cylindrical or fusiform conidia and globules, nailed and irregular appressories. Multi-gene phylogenetic analyzes revealed that the anthracnose symptoms observed in orchards and natural feijoa populations are caused by the phytopathogenic fungus Colletotrichum theobromicola specie. The morphological results aligned with the species described by the molecular data. The cross inoculations to know the host range of C. theobromicola species, were more successful in the infection of perforated fruits than in non-perforated fruits of all tested fruit species. Additionally, isolates of these three species inoculated in feijoa fruits also caused infection, regardless of the inoculation method. These findings, together with lifestyle data from the isolates, will allow for greater and better inferences about the establishment and management of commercial orchards. Results such as those obtained in this research are also important regarding the establishment of genetic improvement programs, disease control and biovigilance activities.