Antracnose da erva-mate : identificação e patogenicidade de isolados de Colletotrichum nymphaeae e resistência do hospedeiro

Orientador: Prof. Dr. Álvaro Figueredo Dos Santos

Coorientadores: Prof. Dr. Celso Garcia Auer e Prof. Dr. Dauri José Tessmann

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia - Produção Vegetal. Defesa : Curitiba, 28/07/2023

Inclui referências

Área de concentração: Produção Vegetal

Resumo: A cultura da erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) desempenha um papel de destaque na região sul do Brasil, sendo a principal espécie florestal não madeireira com importância socioeconômica. No entanto, doenças fúngicas afetam sua produtividade e qualidade. A antracnose é um problema fitossanitário com danos significativos em mudas de viveiros e em ervais estabelecidos. Em relação à etiologia desta doença, ainda há dúvidas sobre qual a espécie de Colletotrichum é causadora da antracnose, assim como faltam informações sobre estratégias de controle da doença. Diante disso, os objetivos do presente estudo foram: identificar a espécie de Colletotrichum causadora da antracnose da erva-mate com base na caracterização morfológica, patogênica e molecular, a partir de isolados oriundos de regiões produtoras dos estados do Rio Grande do Sul e do Paraná; desenvolver metodologia de inoculação e avaliar a agressividade de isolados de C. nymphaeae na erva-mate; e avaliar a resistência de clones de erva-mate ao patógeno. Para realização do estudo foram obtidos isolados de C. nymphaeae de amostras de folhas e caules com sintomas de antracnose, oriundos de viveiros e ervais dos estados do Paraná e Rio Grande do Sul. A patogenicidade foi confirmada seguindo-se os postulados de Koch. A caracterização cultural foi feita com avaliação das colônias no verso e reverso das placas de Petri com meio batata-dextrose-ágar (BDA) e os conídios e apressórios foram avaliados e classificados quanto às suas dimensões e forma. As colônias apresentaram variações de cores de salmão a acinzentado. Os conídios foram classificados como fusiformes (11,95 - 3,12 µm) e os apressórios como levemente lobados e arredondados (7,26 - 4,62 µm). A análise molecular foi realizada com base na região ITS-rDNA e genes GAPDH e TUB2 e as árvores filogenéticas foram inferidas pelo método da análise bayesiana e máxima verossimilhança. A inoculação do patógeno foi realizada em folhas jovens e maduras nas faces adaxial e abaxial, com os seguintes procedimentos: 1) Testemunha, apenas água esterilizada; 2) Inoculação com um disco de meio BDA contendo micélio; 3) Inoculação com suspensão de conídios; e, 4) Inoculação com disco de papel e suspensão de conídios. Os tratamentos foram avaliados com e sem ferimentos das folhas da hospedeira, em temperatura 25 ºC e fotoperíodo de 12h. A avaliação da agressividade de isolados e a resistência de clones de erva-mate à antracnose foi realizada por meio da determinação do tamanho da lesão, presença e quantidade de acérvulos formados na lesão. Conclui-se que, a espécie Colletotrichum nymphaeae (Pass) Aa. é patogênica à Ilex paraguariensis e está envolvida na etiologia da antracnose da erva-mate no Sul do Brasil. Este estudo mostrou indícios da presença de resistência à C. nymphaeae em clones de erva-mate. Pois, em folhas destacadas, dois clones de erva-mate não apresentaram sintomas quando inoculados com o patógeno. O método de inoculação de C. nymphaeae com o uso de disco de meio de cultura com micélio na face adaxial de folhas jovens com ferimentos foi adequado para os estudos de patogenicidade e resistência.

Abstract: The culture of yerba mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) plays a prominent role in the southern region of Brazil, being the main non-timber forest species with socio economic importance. However, fungal diseases affect its productivity and quality. Anthracnose is a phytosanitary problem causing significant damage to nursery seedlings and established yerba mate plantations. Regarding the etiology of this disease, there are still doubts about the species of Colletotrichum that causes anthracnose. Moreover, information on disease control strategies is lacking. Therefore, the objectives of the present study were to: identify the Colletotrichum species causing anthracnose in yerba mate based on morphological, pathogenic, and molecular characterization of isolates from producing regions in the states of Rio Grande do Sul and Paraná; develop an inoculation methodology and assess the aggressiveness of C. nymphaeae isolates on yerba mate; and evaluate the resistance of yerba mate clones to the pathogen. For the study, Colletotrichum sp. isolates were obtained from samples of leaves and stems with anthracnose symptoms, collected from nurseries and yerba mate plantations in the states of Paraná and Rio Grande do Sul. Pathogenicity was confirmed following Koch's postulates. Cultural characterization was performed by evaluating colonies on the front and back of Petri dishes containing potato dextrose agar (PDA), and conidia and appressoria were evaluated and classified based on their dimensions and shape. Colonies exhibited variations in color from salmon to gray. Conidia were classified as fusiform (11.95 - 3.12 µm), and appressoria were slightly lobed and rounded (7.26 - 4.62 µm). Molecular analysis was conducted based on the ITS-rDNA region and GAPDH and TUB2 genes, and phylogenetic trees were inferred using Bayesian and maximum likelihood analyses. Pathogen inoculation was performed on young and mature leaves on the adaxial and abaxial surfaces, following these procedures: 1) Control, using only sterilized water; 2) Inoculation with a disk of PDA containing mycelium; 3) Inoculation with conidial suspension; and 4) Inoculation with a paper disk and conidial suspension. Treatments were evaluated with and without host leaf injuries, at a temperature of 25°C and 12 hours of light and darkness. Aggressiveness of isolates and resistance of yerba mate clones to anthracnose were assessed by determining lesion size and the presence and quantity of acervuli formed in the lesion. The study concludes that Colletotrichum nymphaeae (Pass) Aa. is pathogenic to Ilex paraguariensis and is involved in the etiology of anthracnose in yerba mate in southern Brazil. Indications of resistance to C. nymphaeae were found in yerba mate clones. In detached leaves, two yerba mate clones showed no symptoms when inoculated with C. nymphaeae. The method of C. nymphaeae inoculation using a culture medium disk with mycelium on the adaxial surface of young leaves with injuries was suitable for the studies on pathogenicity and resistance."