Resistência do trigo à brusone, manejo químico e diversidade de Magnaporthe grisea

Abstract

A brusone do trigo, causada pelo fungo Magnaporthe grisea, embora de ocorrência esporádica devido às exigências climáticas específicas, tais como alta umidade e temperatura é uma doença muito severa, acarretando em elevadas perdas de produtividade. O Capítulo 1 desta dissertação descreve a reação de 147 genótipos de trigo comum e sintético à doença em condições de campo, visando resistência e tolerância à brusone. Tolerância foi definida como resiliência quanto à produção, mesmo com reação suscetível. A intensidade da doença variou entre os plantios, sendo baixa em 2010 e elevada incidência em 2011. A grande maioria dos materiais avaliados foi suscetível à doença. Apenas 3,4% dos genótipos apresentaram reação de resistência (incidência nas espigas menor que 5 %), enquanto outros 16 % dos genótipos foram moderadamente resistentes. Genótipos resistentes incluem Melchior, Safira, Jesuita, CASW94Y00116S (ciclo médio) e Trintecinco (ciclo longo). Os materiais de ciclo curto foram os que apresentaram os maiores percentuais de doença nas espigas. Com relação à tolerância, destacaram-se os materiais BH1146 e PF909 (ciclo curto) e África 43 (ciclo médio).O Capítulo 2 teve como objetivo verificar a eficiência de fungicidas sintéticos e de métodos alternativos de controle da brusone do trigo, em quatro experimentos de campo. Dois experimentos, análogos e repetidos em 2010 e em 2011, examinaram o efeito de aplicações de silicato de Ca e Mg em duas cultivares de trigo com diferentes níveis de resistência de campo à brusone, BRS-264 (Altamente Suscetível) e BR-18 Terena (Moderadamente Resistente). Foram determinadas a incidência e a severidade da brusone (utilizando uma escala de notas). Dois outros experimentos, análogos e instalados nas mesmas épocas, examinaram o efeito de aplicação de fosfito de K e de fungicidas sintéticos no controle da doença na cv. BR- 264. No ano de 2010 a intensidade média da doença foi bastante inferior que a observada em 2011, mas a cv. BR-18 apresentou consistentemente menor incidência e severidade em 2010 e 2011, respectivamente. Em 2010 foi encontrada interação significativa (p ≤ 0,05) entre os genótipos e a aplicação de Si quanto à incidência de brusone e apenas BRS-264 apresentou significativa redução da incidência com aplicações de Si, via sulco ou via foliar. Quanto à severidade em 2010, não houve interação genótipo e Si, e menores severidades também foram observadas com Si via sulco e via foliar. No ano de 2011 não houve interação significativa (p > 0,05) entre genótipos e Si, e a aplicação de Si via foliar resultou em menores severidades da doença. Com relação ao uso de fosfito e de fungicidas, em 2010, todos os tratamentos apresentaram controle superior à testemunha (p ≤ 0,05) tanto para incidência quanto para severidade. Em 2011, a aplicação de fosfito resultou em resposta intermediária, não se distinguindo dos tratamentos com fungicidas sintéticos nem da testemunha (p > 0,05). Em média, os fungicidas apresentaram apenas 34 % de controle da brusone. No Capítulo 3, estimou-se a diversidade genética de 40 isolados monospóricos de Magnaporthe de trigo e de arroz, coletados na região central do país. Foram empregados 25 marcadores microssatélites com fluorescência para a genotipagem. A análise filogenética separou dois grandes grupos, um constituído apenas por isolados oriundos de cultivares de trigo e outro de apenas de cultivares de arroz. A similaridade genética entre os isolados de M. grisea provenientes de plantas de arroz e de trigo foi de apenas 3 %. Em conclusão, este estudo indica que fontes de resistência ou tolerância a brusone são raras no germoplasma de trigo, embora alguns materiais potencialmente úteis tenham sido identificados. Além disso, constata-se que o controle atual da brusone do trigo no Cerrado necessita da integração de várias ferramentas de manejo, uma vez que as opções químicas, genéticas e alternativas apresentaram apenas efeitos parciais em condições ambientais favoráveis. Por fim, este trabalho indica diferenças fundamentais entre os isolados de trigo e de arroz, o que sugere significativo isolamento genético e possível origem filogenética distinta entre essas populações. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

DISSERTATION ABSTRACT Wheat blast, caused by Magnaporthe grisea, is a severe disease, causing significant yield losses. The disease occurs sporadically, due to specific climatic conditions, such as high temperature and humidity. Dissertation Chapter 1 describes the field reaction of 147 wheat lines and commercial cultivars to blast, aiming to identify disease resistance and tolerance (i.e., yield resilience in susceptible genotypes). Disease intensity varied among years, was low in 2010 and very high in 2011. The great majority of genotypes was susceptible to the disease. Only 3.4 % were resistant (ear incidence < 5 %), while another 16 % were classified as moderately resistant. Resistant genotypes included Melchior, Safira, Jesuita, CASW94Y00116S (intermediate cycle) and Trintecinco (late maturing cycle). Early maturing genotypes had the highest disease incidence in the ears. Genotypes BH1146 e PF909 (early) and África 43 (intermediate) were distinguished as tolerant. Chapter 2 aimed to estimate the efficiency of synthetic fungicides and alternative methods of wheat blast control, by means of four field experiments. Two similar experiments, replicated in 2010 and 2011, examined the effect of Ca and MG silicates in two wheat cultivars with different levels of field resistance to blast, BRS-264 (Highly Resistant) and BR-18 Terena (Moderately Resistant). Blast incidence and severity (with a disease scale) were determined. Two other separate experiments, carried out concunently in 2010 and 2011, investigated the effect of K phosphite and fungicide applications on disease control in cv. BRS-264. Overall disease intensity was much lower in 2010 than in 2011, but cultivar BR-18 consistently displayed lower incidence and severity values in 2010 and 2011, respectively. In 2010, a significant (p ≤ 0.05) interaction was found between genotypes and Si for incidence, and only BRS-264 showed a significant incidence reduction by Si applications via planting furrow or via leaf applications. For severity in 2010, there was no genotype x Si interaction and lower severities were again observed by Si applications in the planting furrow or by foliar applications. In 2011, no significant (p > 0.05) genotype x Si interaction was found, and foliar Si applications resulted in lower disease severity. In the fungicide-phosphite experiment, in 2010 all treatments reduced disease component to the non-treated control plots (p ≤ 0.05), both in incidence and severity. In 2011, the K phosphite treatment was intermediate, not significantly different from synthetic fungicides, nor from the untreated control. (p > 0.05). Overall, synthetic fungicides were not rather inefficient for wheat blast control, reducing disease levels by only 34 %. Finally, Chapter 3 estimated the genetic diversity among 40 monosporic wheat and rice isolates of Magnaporthe grisea, collected in commercial fields in the Brazilian Mid-West. Twenty-five fluorescent microsatellite markers were employed for genotyping and the filogenetic analysis separated two great groups, one comprising only isolates from wheat and another with only rice isolates. Genetic similarity among Magnaporthe grisea isolates collected on rice or wheat plants was only 3 %. In conclusion, this study indicates that sources of resistance or tolerance to blast are relatively rare in the wheat germoplasm, even if some potentially promising materials have been identified. Furthermore, these data shows that present control of wheat blast in the Brazilian Mid-West necessitates the integration of several complementary methods, once no single chemical, genetic or alternative option is sufficient for disease control in climate conditions conducive to the disease. Finally, this work indicates fundamental differences among wheat and rice isolates, suggesting genetic isolation and a probable distinct phylogenetic origin of these two populations.