Apple diseases in Southern Brazil : monocycle and quiescent infections of Neonectria f ruit rot and fungicide sensitivity of Colletotrichum spp. from apple flowers and fruitlets

Orientadora: Prof. PhD Louise Larissa May De Mio

Coorientadores: Prof. PhD Guido Schnabel, Prof. PhD Walmes M. Zeviani

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia -Produção Vegetal. Defesa : Curitiba, 01/06/2021

Inclui referências

Área de concentração: Produção Vegetal

Resumo: O presente estudo teve como objetivo preencher algumas lacunas no conhecimento sobre diversos aspectos das principais doenças do sul do Brasil, Cancro Europeu e podridão de Neonectria em frutos causada por Neonectria ditissima, e mancha foliar de Glomerella e podridão amarga causada por Colletotrichum spp. Os objetivos específicos de cada capítulo desta tese foram: i) avaliar se infecções quiescentes por infecção natural nos pomares estão ocorrendo em maçãs comercializadas e caracterizar infecções quiescentes por N. ditissima nesses frutos; ii) avaliar a germinação e infecção de ascósporos de N. ditissima e os componentes monocíclicos da podridão de Neonectria em frutos de maçã e pera; iii) identificar espécies de Colletotrichum de flores e frutos de raleio de maçã 'Eva' em pomares do estado do Paraná, avaliar sua sensibilidade a ciprodinil, tebuconazol, iprodiona e fluazinam e determinar a sensibilidade de linha de base desses isolados a benzovindiflupir e natamicina; iv) avaliar e comparar a sensibilidade in vitro com estimativa de EC50 de isolados de Colletotrichum melonis e C. nymphaeae de macieiras no estado do Paraná ao fungicida QoI piraclostrobina, bem como caracterizar fenotipicamente os isolados. Nossos resultados indicam que Neonectria ditissima está presente em infecções quiescentes em frutos comercializados, e que o fungo é capaz de colonizar e formar estruturas reprodutivas após permanecer quiescente por meses sob condições controladas em câmaras frias. Em relação à germinação in vitro de N. ditissima, com o mesmo período de molhamento, a germinação de conídios foi sempre superior à de ascósporos em qualquer temperatura. A temperatura ótima para a germinação de ambos os esporos varia em diferentes períodos de umidade, e a faixa é menor para ascósporos do que para conídios. Em relação à inoculação de esporos sexuais e assexuais em frutos de maçã com ferimento, os ascósporos foram capazes de causar podridão de Neonectria nos frutos, mas a doença desenvolveu-se mais lentamente do que as infecções por conídios, comprovado por período de incubação mais longo, período de latência não observado e menor taxa de crescimento da lesão. Conídios e ascósporos inoculados na abertura calicinar de frutos 'Gala' maduros não causaram doença. Em relação à inoculação de dois isolados de N. ditissima em maçãs e peras, a doença na pera 'Rocha' tem períodos de incubação e latência mais curtos do que os da maçã 'Gala' e maior AACPD, o que representa um desenvolvimento de monociclo mais rápido. Colletotrichum melonis e C. nymphaeae pertencentes ao complexo C. acutatum foram as espécies predominantemente isoladas de flores e frutos de raleio em pomares 'Eva' do Paraná. Ciprodinil, fluazinam e benzovindiflupir mostraram boa eficácia in vitro na inibição do crescimento micelial de C. melonis e C. nymphaeae. Tebuconazol é um dos poucos produtos já registrados para controle de Colletotrichum spp. em maçãs e ainda pode ser usado no manejo, uma vez que não foi encontrada falta de sensibilidade. Natamicina apresentou efeito intermediário no crescimento micelial das espécies de Colletotrichum testadas. Iprodiona não apresentou boa eficácia in vitro contra o patógeno. A maioria dos isolados testados de Colletotrichum spp. apresentaram fenótipo de baixa sensibilidade à piraclostrobina, devendo ser investigada a presença de mutações.

Abstract: The present study aimed to fill some gaps in knowledge on several aspects of the main diseases of southern Brazil, European canker and Neonectria fruit rot caused by Neonectria ditissima, and Glomerella leaf spot and bitter rot caused by Colletotrichum spp. The specific objectives of each chapter of this thesis were: i) assess if quiescent infections from natural infection on the orchards are occurring in commercial apple fruit and characterize N. ditissima quiescent infections in Brazilian commercial fruit; ii) evaluate N. ditissima ascospore germination and monocyclic components of Neonectria fruit rot on apple and pear; iii) identify Colletotrichum species from 'Eva' apple flowers and fruitlets in Paraná state orchards, evaluate their sensitivity to cyprodinil, tebuconazole, iprodione, and fluazinam and determine the baseline sensitivity of these isolates to benzovindiflupyr and natamycin; iv) evaluate and compare the in vitro sensitivity with EC50 estimation of Colletotrichum melonis and C. nymphaeae isolates from apple trees in Paraná state to the QoI fungicide pyraclostrobin, as well as to characterize the isolates phenotypically. Our results indicate that Neonectria ditissima is present in quiescent infections in commercial fruit, and that the fungus is able to colonize and form reproductive structures after remaining quiescent for months under controlled conditions in cold chambers. Regarding in vitro germination of Neonectria ditissima, with the same wetness period, conidia germination was always higher than ascospores at any temperature. The optimal temperature for germination of both spores varies in different wetness periods, and the range is lower for ascospores than for conidia. In relation to the inoculation of sexual and asexual spores in detached wounded apple fruit, ascospores were able to cause Neonectria fruit rot but the disease developed slower than conidia infections, proven by longer incubation period, no observed latent period, and lower lesion growth rate. Conidia and ascospores inoculated at the calyx-end of ripe 'Gala' fruit did not cause disease. Regarding inoculation of two Neonectria ditissima isolates in apples and pears, the disease on 'Rocha' pear fruit has shorter incubation and latent periods than those of 'Gala' apple and higher AUDPC, which represent a faster monocycle development. Colletotrichum melonis and C. nymphaeae from the C. acutatum species complex were predominantly recovered from flowers and fruitlets in 'Eva' orchards from Paraná. Cyprodinil, fluazinam and benzovindiflupyr showed good in vitro efficacy in the mycelial growth inhibition of C. melonis and C. nymphaeae. Tebuconazole is one of the few products already registered for Colletotrichum spp. control in apples and can still be used in the management since no isolate with reduced sensitivity was found. Natamycin showed intermediate effect on the mycelial growth of the Colletotrichum species tested. Iprodione did not present good in vitro efficacy against the pathogen. Most Colletotrichum spp. isolates tested presented low sensitive phenotype to pyraclostrobin, and the presence of mutations should be investigated.