Diversidade de populações de Xanthomonas phaseoli pv. manihotis do estado do Pará e reação de cultivares de mandioca à bacteriose | Diversity of populations of Xanthomonas phaseoli pv. manihotis from the state of Pará and reaction of cassava cultivars to bacteriosis

Cassava (Manihot esculenta Crantz) is a crop of food and industrial importance. However, one of the main diseases that may represent limitations for this crop is bacteriosis caused by the bacteria Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm), which is responsible for yield losses ranging from 30 to 80%. Therefore, selecting resistant cultivars is considered the best control strategy against this disease. However, the intensity of the disease can vary depending on the aggressiveness of the strain and there is currently no information available on the genetic diversity of Xpm isolates from the northern region of Brazil. Furthermore, the study of pathogen variability is an important tool to assist genetic improvement programs and epidemiological studies of the disease. Therefore, the objective of this work is to evaluate the genetic and pathogenic variability of Xpm isolates from the State of Pará using MLSA, MLVA, and rep-PCR techniques, as well as to assess the aggressiveness of the strains and select cassava cultivars resistant to bacteriosis in a greenhouse setting, utilizing selected cassava materials through genetic improvement programs. The tests were conducted in the Phytopathology Laboratory and the greenhouse facilities at Embrapa Amazônia Oriental. The results obtained from investigating Xanthomonas phaseoli pv. manihotis using the MLSA technique demonstrated that it was efficient in identifying and demonstrating that there is genetic variability through the opening of several clades among isolates of the same species. Conversely, REP-PCR effectively separated different species but provided limited information on the variability among Xpm isolates. The MLVA technique was considered the most effective method for demonstrating variability among isolates and the proximity relationships of strains from the same origin. The similarity of each VNTR dendrogram varied between 80 and 100%. Therefore, the present work makes it clear that isolates of the species Xanthomonas phaseoli pv. manihotis from the State of Pará present genetic diversity, but the polymorphism of the pathogens cannot be determined based on their places of origin, as different haplotypes are present in a dispersed form in several cassava-producing municipalities. All isolates tested in the BRS Poti cultivar induced the typical symptoms of the disease, demonstrating the existence of variability in the aggressiveness of the pathogen. The cultivar reaction results to Xpm demonstrated that all cassava materials exhibited symptoms with varying levels of incidence. Therefore, isolates of Xanthomonas phaseoli pv. manihotis present a significant genetic diversity, which suggests the occurrence of dissemination of these pathogens to several cassava-producing regions in the State of Pará and the exchange of genetic material between them resulting from mutation processes generating a variety of haplotypes for the species under study. Therefore, the MLVA technique was efficient in demonstrating the genetic distance between the isolates and quantifying the haplotypes present. However, the severity of the disease was not demonstrated by genetic variability or geographic origins, except for isolates Xam 17 and Xam 18, which obtained high genetic similarity in all molecular tests, in terms of disease severity and also originate from same municipality. Even in the face of highly aggressive isolates, 23 particularly resistant cultivars were selected for the State of Pará.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

A mandioca (Manihot esculenta Crantz) é uma cultura de importância alimentar e industrial. Entretanto, a bacteriose causada por Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm), pode representar limitação para esta cultura, sendo responsável por perdas de rendimento que variam de 30 a 80%. Assim, a seleção de cultivares resistentes é conhecida como a melhor estratégia de controle contra esta doença. Porém, a intensidade da doença pode variar conforme a agressividade da cepa e não há informações disponíveis sobre a diversidade genética de isolados de Xpm da região norte do Brasil. Além disso, o estudo da variabilidade do patógeno é uma ferramenta importante para auxiliar programas de melhoramento genético e estudos epidemiológicos da doença. Com isso, objetiva-se com este trabalho, avaliar a variabilidade genética e patogênica de isolados de Xpm do Estado do Pará por meio das técnicas de MLSA, MLVA, rep-PCR e pela agressividade das cepas, e selecionar cultivares de mandioca resistente à bacteriose em casa de vegetação utilizando materiais de mandioca selecionados em programas de melhoramento genético. Os ensaios foram realizados no Laboratório de Fitopatologia da Embrapa Amazônia Oriental e na casa de vegetação da mesma unidade. A técnica MLSA foi eficiente para identificar e demostrar que existe variabilidade genética entre isolados de Xpm mediante a abertura de vários clados entre os isolados da mesma espécie, enquanto a técnica REP-PCR separou eficientemente apenas as diferentes espécies, mas com pouca inferência sobre informações de variabilidade entre os isolados. A técnica MLVA foi considerado o melhor método para demonstrar a variabilidade entre os isolados e a relação de proximidade com cepas de mesma origem. A similaridade de cada dendograma VNTR variou entre 80 e 100%. Portanto, o presente trabalho torna evidente que os isolados da espécie Xpm do Estado do Pará apresentam diversidade genética, mas o polimorfismo dos patógenos não pode ser determinado pelos locais de origem, pois diferentes haplótipos estão presentes de forma dispersa em vários municípios produtores de mandioca. Os isolados testados na cultivar BRS Poti induziram sintomatologia típica da doença e foi demonstrada a existência de variabilidade na agressividade do patógeno. As reações das cultivares de mandioca à Xpm exibiram sintomas com níveis de incidência variados. Portanto, os isolados de Xpm apresentam uma grande diversidade genética, o que sugere a ocorrência de disseminação desses patógenos para várias regiões produtoras de mandioca do Estado do Pará e a troca de material genético entre eles decorrente de processos de mutações gerando variedade de haplótipos para a espécie em estudo. Diante disso, a técnica de MLVA foi eficiente para demonstrar a distância genética entre os isolados e quantificar os haplótipos presentes. Porém, a severidade da doença não apresentou correlação com a variabilidade genética e nem com as origens geográficas, com exceção para os isolados Xam 17 e Xam 18 que obtiveram alta similaridade genética em todos os testes moleculares, na severidade da doença e também são originários do mesmo município. Mesmo diante de isolados altamente agressivos foram selecionadas 23 cultivares classificadas como resistentes para o Estado do Pará.

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