Molecular and morphological characterization, with inference about recombination, for Alternaria species related to early blight of potato and tomato | Caracterização molecular e morfológica, com inferência sobre recombinação, de espécies de Alternaria relacionadas à pinta preta de batateira e tomateiro

Alternaria solani sempre foi considerado o agente causal da pinta preta em tomateiro e batateira no Brasil. Entretanto, após o estudo da estrutura genética da população desse patógeno, concluiu-se haver evidências de linhagens clonais associadas às plantas hospedeiras. Dada a possibilidade de ocorrência de mais de uma espécie relacionada à pinta preta em batateira e tomateiro no Brasil, conduziram-se estudos para identificar estes patógenos, com base em morfologia e dados moleculares. De amostras coletadas nas principais regiões produtoras do Brasil, A. tomatophila e A. cretica foram identificadas nas amostras provenientes de tomateiro, A grandis foi identificada em todas as amostras de batateira, enquanto A. solani não ocorreu em nenhuma amostra. Filogeneticamente, as espécies dentro de cada hospedeiro são muito próximas e análises de máxima parcimônia, máxima verossimilhança e neighbor-joining não permitiram a sua separação. Entretanto, A. solani e A. grandis são distinguíveis de A. tomatophila e A. cretica. Em vista da filogenia das espécies de Alternaria, conduziram-se trabalhos para verificar evidências de recombinação inter e intraespecífica. A formação de barreira de incompatibilidade entre indivíduos tipo selvagem ocorreu em apenas 21% dos pareamentos, predominantemente entre isolados de A. tomatophila e A. grandis. Com a utilização de mutantes nit foi possível demonstrar o fenômeno de heterocariose entre indivíduos de uma mesma espécie, o que possibilita alta variabilidade genética. Com base no marcador AFLP, comprovou-se alta variabilidade genética (Hd=0,94) entre isolados de Alternaria spp. Genes de mating type foram amplificados e sua distribuição e frequência na população foram determinadas. Os dois idiomorfos (MAT1-1 e MAT1-2) estão amplamente distribuídos no Brasil. Frequências similares dos dois idiomorfos foram encontradas na população de A. grandis. Utilizaram-se sequências dos genes Alt a 1, Gpd, MAT1-2 para análise filogenética com o objetivo de verificar a ocorrência de híbridos. Dois possíveis híbridos (AS012 e AS248) foram identificados na população de A. grandis. Estudou-se, ainda, o relacionamento de 12 espécies de Alternaria provenientes de solanáceas utilizando seqüências dos genes Alt a 1, Gpd e EF. Grupos foram formados e as espécies de tomateiro e de batateira formaram clados distintos. Dados de características morfológicas e de sequências foram empregados para verificar se espécies morfológicas correspondem a espécies filogenéticas. Valores positivos de suporte de Bremer ocorreram somente nos nós que separam A. crassa A. capsici e A. grandis A solani. Concluiu-se que mais de uma espécie de Alternaria é responsável pela doença no Brasil. Há fortes evidências de recombinação na população de A. grandis, a qual é prevalente em epidemias de pinta preta em batata.

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Alternaria solani has been reported as the causal agent of potato and tomato early blight (EB) in Brazil. However, recent population genetic studies revealed host-associated lineages and there was evidence of more than one Alternaria species related to the disease. Studies were conducted to identify, based on morphological and molecular data, the possible species associated with EB on potato and tomato. Samples were collected in the main producing regions of Brazil and based on morphological data; A. tomatophila and A. cretica were identified in samples from tomato plants and A. grandis in samples from potato. A. solani was not present in any of the samples. Phylogenetically, species within each host were similar and reconstruction using different methods did not allow their separation. However, A. solani and A. grandis are distinguishable from A. tomatophila and A. cretica. Due to the phylogeny of the Alternaria species, the evidence of inter and intraspecific recombination was investigated. The barrage zone formation between wild type individuals occurred in only 21% of the pairings, predominantly among isolates of A. tomatophila and A. grandis. Using nit mutants it was possible to demonstrate the occurrence of heterokaryosis between individuals of the same species. High genetic variability (Hd = 0.94) was detected using AFLP marker which is expected in a recombinant population. Additionally, the mating type genes were amplified for both A. tomatophila and A. grandis and both idiomorphs (MAT1-1 and MAT1-2). The two idiomorphs are widely distributed and occur at equal frequency among isolates of A. grandis. When sequences of the Alt a 1, GPD, MAT1-2 genes were used for phylogenetic analysis, two putative hybrids (AS012 and AS248) were identified in the A. grandis population. Finally, a phylogenetic analysis was conducted to study the relationship of 12 species of Alternaria from Solanaceae using sequences of the Alt a 1, GPD, and EF genes and also morphological characters. Species causing EB on tomato and potato were placed in distinct clades. Positive values of Bremer support occurred only in the node that separates A. crassa - A. capsici, and A. grandis and A. solani, but there was no correspondence between DNA sequence and morphological data phylogeny. More than one species cause EB on potato and tomato in Brazil and there is strong evidence of recombination in the population of A. grandis, the prevalent species causing EB on potato.