Morte de ponteiros e podridão de raízes da erva-mate causadas por espécies de Fusarium no sul do Brasil

Orientador: Prof. Dr. Álvaro Figueredo dos Santos

Coorientadores: Dr. Celso Garcia Auer, Prof. Dr. Dauri José Tessmann, Dr. Tiago Miguel Jarek

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa : Curitiba, 31/07/2023

Inclui referências

Área de concentração: Produção Vegetal

Resumo: A erva-mate (Ilex paraguariensis (St. Hil.) é o principal produto florestal não madeireiro da região Sul do Brasil, sendo uma cultura de grande importância social, econômica e ambiental. A erva-mate é atacada por vários patógenos e entre esses, destaca-se o gênero Fusarium, causador da podridão de raízes, principal doença da cultura. Entretanto, as espécies envolvidas na etiologia dessa doença ainda não são totalmente conhecidas, dado o pequeno número de isolados caracterizados. Além disso, nos anos de 2021 e 2022, observou-se um fenômeno de morte de ponteiros de erva-mate, no município de União da Vitória, estado do Paraná, tanto em viveiros como em plantas adultas. Durante os procedimentos de isolamento realizados para identificar o agente causal dessa doença, foi constatada uma associação frequente de Fusarium com o tecido afetado. Essa doença já havia sido relatada; no entanto, as espécies envolvidas, bem como a patogenicidade dessas espécies de Fusarium às brotações de erva-mate nunca foram estudadas. Com isso, os objetivos deste estudo foram: Confirmar a patogenicidade dos isolados de Fusarium em brotações de erva mate, realizar a caracterização morfológica e filogenética visando a identificação dos isolados e desenvolver metodologia de inoculação de Fusarium spp. em folhas e brotos destacados de erva-mate. Os isolados foram oriundos de plantas adultas sintomáticas, de áreas produtoras de erva-mate dos municípios de União da Vitória, Cruz Machado e Colombo, estado do Paraná, e Venâncio Aires e Espumoso, estado do Rio Grande do Sul. Os isolados de Fusarium obtidos de brotos sintomáticos foram caracterizados por morfologia (conidiogênese, esporodóquios, macro e microconídios, clamidósporos, tipo de micélio aéreo e cor), sendo para isso, cultivados em meios de cultura específicos para cada avaliação, e filogenia molecular multilocus (RNA polimerase II subunidade, fator de elongação 1-? e ß-tubulina). Os isolados obtidos de raízes foram caracterizados por morfologia. Para confirmar a capacidade desses isolados de Fusarium em causar doença em brotações de ervamate, procedeu-se a inoculação em folhas destacadas, sob condições controladas, bem como em brotos de plantas adultas à campo, e reisolamento em meio Batata Dextrose Ágar (BDA), cumprindo os postulados de Koch. Com o objetivo de obter um método que permitisse comparar a agressividade dos isolados, bem como reproduzir melhor os sintomas observados no campo, aprimorou-se o método de inoculação em folhas destacadas e, desenvolveu-se metodologia para inoculação de Fusarium em brotos destacados. As espécies F. guttiforme e F. mexicanum, foram identificadas como agentes causais da morte de ponteiros em erva-mate. Este é o primeiro relato de F. guttiforme e F. mexicanum causando doença em brotos de erva-mate. Além dessas espécies identificadas, envolvidas com a etiologia desta doença, outros isolados do complexo F. fujikuroi e complexo F. graminearum também estão. Os complexos Fusarium solani e F. oxysporum foram identificados associados à podridão de raízes, estes isolados foram patogênicos quando inoculados em folhas destacadas. Os métodos de inoculação em folhas e brotos destacados de erva-mate foram adequados para estudos de patogenicidade. Essas informações serão úteis no desenvolvimento de medidas de controle das doenças

Abstract: Yerba mate (Ilex paraguariensis (St. Hil.) is the main non-timber forest product in the southern region of Brazil, holding significant social, economic, and environmental importance. Yerba mate is attacked by several pathogens and among these, the genus Fusarium stands out, causing root rot, the main disease of the crop. However, the species involved in the etiology of this disease are not yet fully known, given the small number of characterized isolates. Furthermore, in the years 2021 and 2022, a phenomenon of dieback in yerba mate shoots was observed, in the municipality of Union of Vitória state of Paraná, in both nurseries and adult plants. During isolation procedures conducted to identify the causal agent of this disease, a frequent association with Fusarium was noted in the affected tissue. Although this disease had been previously reported, the species involved, as well as the pathogenicity of these Fusarium species to the shoots of yerba mate, had never been studied. Therefore, the objectives of this study were to confirm the pathogenicity of Fusarium isolates on yerba mate shoots, conduct morphological and phylogenetic characterization aiming at identification of the isolates, and develop a methodology for inoculating Fusarium spp. on detached yerba mate leaves and shoots. The isolates were obtained from symptomatic adult plants in yerba mate-producing areas of the municipalities of União da Vitória, Cruz Machado, and Colombo in the state of Paraná, and Venâncio Aires and Espumoso in the state of Rio Grande do Sul. The Fusarium isolates obtained from symptomatic shoots were characterized by morphology (conidiogenesis, sporodochia, macro and microconidia, chlamydospores, type of aerial mycelium and color), being cultivated in specific culture media for each evaluation, and multilocus molecular phylogeny (RNA polymerase II subunit, elongation factor 1-? and ß-tubulin). The isolates obtained from roots were characterized by morphology. To confirm the ability of these Fusarium isolates to cause disease in yerba mate shoots, inoculation was carried out on detached leaves, under controlled conditions, as well as in shoots of adult plants in the field, and reisolation on Potato Dextrose Agar (PDA) medium, fulfilling Koch's postulates. With the objective of obtaining a method that would allow comparing the aggressiveness of the isolates, as well as better reproducing the symptoms observed in the field, the method of inoculation in detached leaves was improved and a methodology was developed for inoculation of Fusarium in detached shoots. The species F. guttiforme and F. mexicanum were identified as causal agents of die back in yerba mate. This is the first report of F. guttiforme and F. mexicanum causing disease in yerba mate shoots. In addition to these identified species involved in the etiology of this disease, other isolates of the F. fujikuroi complex and F. graminearum complex are also present. Fusarium solani and F. oxysporum species complexes were identified associated with root rot, these isolates were pathogenic when inoculated on detached leaves. Inoculation methods on leaves and detached shoots of yerba mate were adequate for pathogenicity studies. This information will be useful in the development of disease control measures