Relevância da reprodução sexuada do Plasmopara viticola, agente causal do míldio da videira, na região Sul do Brasil

Abstract

O míldio, causado pelo oomiceto biotrófico Plasmopara viticola, é a principal doença da videira no sul do Brasil. O ciclo de vida do patógeno é divido na fase sexuada com a formação de oósporo e assexuada com a formação de zoósporo. Recentemente, foi confirmado que o P. viticola pode formar oósporos na região de altitude de Santa Catarina. No entanto, estudos que avaliem a formação dos oósporos em outras regiões vitivinícolas do sul do Brasil, bem como a influência dos genes de resistência e do ambiente na formação dos oósporos, são incipientes. Além do mais, não há estudos que comprovem a germinação dos oósporos de P. viticola no Brasil e a sua contribuição ao longo do ciclo da videira. Portanto, objetivou-se com o presente estudo determinar a relevância da reprodução sexuada do P. viticola, na ocorrência e epidemia do míldio da videira, na região Sul do Brasil. O estudo realizado está dividido em dois capítulos. No primeiro capítulo, foi verificado, por meio de análises microscópicas, a formação de oósporos de P. viticola nas principais regiões vitivinícolas do Sul do Brasil; foi determinada a influência combinada de genes de resistência e do ambiente na formação dos oósporos e avaliada a dinâmica da germinação dos oósporos de P. viticola em condições de campo. No segundo capítulo foi determinada, por meio de análises genético/moleculares, a diversidade genética do patógeno e a contribuição dos oósporos de P. viticola na epidemia do míldio durante ao longo do ciclo da videira, em duas regiões de altitude elevada de Santa Catarina. Os resultados obtidos comprovam a reprodução sexuada do P. viticola no sul do Brasil, uma vez que, oósporos foram formados em todas as principais regiões vitivinícolas do sul do país. Os oósporos germinam ao longo do ciclo da videira, com pico de germinação em laboratório no momento da brotação das videiras. A formação do oósporo é influenciada pela interação entre o hospedeiro e o ambiente e que os genes de resistência ao míldio, não foram eficazes para interromper por completo a formação da estrutura sexuada. As análises genético-moleculares, demonstraram que a reprodução sexuada do P. viticola é a principal fonte geradora de inóculo ao longo de todo o ciclo vegetativo e reprodutivo da videira. A maioria dos locos microssatélites estudados apresentou desvios no equilíbrio de Hardy-Weinberg, com excesso de homozigotos, que está possivelmente associado com a presença de alelos nulos nos marcadores microssatélites utilizados, cruzamentos endogâmicos e a reprodução mista do patógeno. Os resultados obtidos são fundamentais para a definição de estratégias de manejo do patógeno, relacionados tanto com desenvolvimento de novas cultivares com resistência duradoura ao P. viticola, quanto para o ajuste de sistemas de previsão da doença e manejo químico eficiente.

Abstract: Downy mildew, caused by the biotrophic oomycete Plasmopara viticola, is the main disease of grapevines in southern Brazil. The life cycle of the pathogen is divided into the sexual phase, with the formation of oospores, and the asexual phase, with the formation of zoospores. Recently, it was confirmed that P. viticola can form oospores in the highland region of Santa Catarina. However, studies that evaluate the formation of oospores in other wine-growing regions of southern Brazil, as well as the influence of resistance genes and the environment on the formation of oospores, are incipient. Furthermore, there are no studies showing that P. viticola oospores are able to germinate in Southern Brazil and their contribution throughout the grapevine cycle. Therefore, the objective of this work was to determine the importance of the sexual reproduction of P. viticola on the occurrence and epidemic of grapevine downy mildew in Southern Brazil. To achieve this, the work was divided into two chapters. In the first chapter, we evaluated, through microscopic analysis, the formation of P. viticola oospores in the main wine-growing regions of southern Brazil; the combined influence of resistance genes and the environment on the formation of the sexual structure; and determined the germination dinamics of P. viticola oospores under natural conditions. In the second chapter, we characterize, through genetic/molecular analyses, the genetic diversity of P. viticola, and the contribution oospores during the downy mildew epidemic along the grapevine's cycle, in two highland regions of Santa Catarina State. Our results demonstrate that P. viticola reproduces sexually in southern Brazil since oospores were formed in all the main wine-growing regions investigated. We also demonstrated that oospores germinate throughout the grapevine cycle, with peak germination in the laboratory at the time of grapevine sprouting. We also verified that oospore formation is influenced by the interaction between the host and the environment and that resistance genes were not effective in interrupting the formation of the sexual structure. Sexual reproduction of P. viticola is the main source of inoculum throughout the grapevine vegetative and reproductive cycle. Most of the microsatellite loci studied showed deviations from the Hardy-Weinberg equilibrium, with an excess of homozygotes, which is possibly associated with the presence of null alleles in the microsatellite markers used, inbreeding crosses, and mixed reproduction system of the pathogen. The results obtained are fundamental for defining pathogen management strategies, related to developing new cultivars with durable resistance to P. viticola and adjusting disease prediction systems and efficient chemical management.