Estrutura populacional de isolados de Magnaporthe oryzae Couch & Kohn de arroz (Oryza sativa) no Brasil

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dc.contributor.advisor1Filippi, Marta Cristina
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0029536556461484pt_BR
dc.contributor.referee1Coelho, Alexandre Siqueira Guedes
dc.contributor.referee2Silva, Gisele Barata da
dc.contributor.referee3Lobo, Valácia Lemes da Silva
dc.contributor.referee4Araújo, Leila Garcês de
dc.creatorGonçalves, Fábio José
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/8020488117078011pt_BR
dc.date.accessioned2021-07-19T12:53:07Z
dc.date.available2021-07-19T12:53:07Z
dc.date.issued2013-02-18
dc.description.abstractRice blast is caused by Magnaporthe oryzae, an ascomycete which presents an accentuate variability, probably caused by mutation, parassexual recombination, Avr gene deletions and the movement of transposition elements (transposons and retrotransposons). This pathogen is rganized in populations composed of pathotypes with distinct virulence pattern, whose identification is based on the blast leaves reactions of national and international rice differential cultivars. The objectives of this work were to determine national and international pathotypes frequencies of M. oryzae isolates, collected from different brazilian rice producing regions; to identify the diversity index that better fits with M. oryzae population diversity; to detect the presence of some avirulence genes; and investigate the genetic variability of collected isolates using 18 microsatellite markers. National and international differential series and commercial rice cultivars were sown in trays and, 21 days after planting it were spray inoculated with a conidia suspension of M. oryzae, in greenhouse conditions. The plants were evaluated nine days after spray inoculation and notes 0 to 3 were considerate resistant (R) and 5 to 9 susceptible (S). The pathotypes were identified and the frequencies calculated. The indexes of Gleason, Shannon and Simpson were calculated over three successive years and analyzed by multiple linear regression with Factor Analysis throw means of principal components method and stepwise. For the genetic studies 494 isolates were grown in liquid culture medium, followed by mycelium filtration, frozen and lyophilized for DNA extraction, which was quantified, amplified and separated by electrophoresis. The polymorphism data, the Nei's genetic distance index and the AMOVA were calculated with Structure, Genetix and Arlequin softwares. AS results we had 523 pathotyped and the frequencies were IF 1 and BA 1 (18% and 12%) in Goiás; IA 45 and BI 1 (32% and 13%) in Mato Grosso do Sul; BD 16 (33%) in Mato Grosso; IA 45 1 and BF (20% and 11%) in Santa Catarina; IA 1 and BA 105 (33% and 22%) in Rio Grande do Sul; IA 1 and BA 126 (14% and 11%) in Tocantins; IE 1 (45%) and BC8, BD16 and BI 1( 25% each) in Para; IF 1 and 8 (52% and BC 40%) in Rondônia; IC 1 and IG 1(18% each) and BI 1 in Minas Gerais; According to Nei’s index the closest international group were C and D (0.080) and the most distant were groups A and F (0.477), among the national groups, the closest were (C) and (D) (0.014) and the most distance F and H (0.429). Based on the regressions results, Gleason index should be represented by R and E factors, and Shannon by factors N and R. Among the isolates which were compatible to cv. CO-39 (S) 86.7% were incompatible (R) to isolineas C 101 LAC (Pi-1/Avr-1), 81.5% to C 101 PKT (Pi-4a/Avr-4a) and (66.7%) C 101 A51 (Pi-2-Avr-2), for samples from both irrigated and upland conditions. The best grouping value for 494 isolates was K = 19. According to AMOVA analyses the variability among subpopulations was 62.87% and 37.13% within subpopulations. Among the 18 locos studied 16 were polymorphic, the markers Pyrms 077b-078 e Pyrms 319-320 were the best ones for detecting differences among the subpopulations with 80.50% and 80.34% of variation, respectively. The markers Pyrms099b-100b, Pyrms037-038 and Pyrms 409-410 were the best one for detecting differences within subpopulations with 70.16%, 67.06% and 63.98% of variation, respectively. The value of genetic differentiation of populations (FST) was 0, 62868 (p < 0.001) calculated by 10,000 random permutations. According to the Nei's Index, subpopulations 8 and 4 are the ones most distance (1,822) and subpopulations 15 and 19 are the closest (0.119). We concluded that, in Brazil the highest frequency were 45-IA and BA-1 pathotypes and, that the molecular markers used in this work were efficient to detect population structure organizing the 494 representative isolates of rice producing regions in 19 subpopulations, according to the cultivar’s origin of the isolate with a strong environment interactioneng
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dc.description.resumoA brusone, causada pelo fungo Pyricularia oryzae (Magnaporthe oryzae, teleomorfo), é a principal doença da cultura do arroz, podendo causar perdas de até 100% da produção em condições favoráveis ao desenvolvimento da doença. O fungo, apresenta alta variabilidade e organiza-se em populações que são compostas por patótipos ou raças fisiológicas com características de virulência distintas. Este trabalho objetivou realizar a caracterização fenotípica, de isolados de M. oryzae, a determinação das frequências de patótipos identificados com as diferenciadoras nacionais e internacionais; investigação da presença de alguns genes de avirulência, determinação do índice de diversidade que melhor refletisse a diversidade das populações de M. oryzae estudada e identificação da variabilidade genética de isolados coletados em regiões produtoras de arroz no Brasil, utilizando-se 18 marcadores microssatélites. Cultivares diferenciadoras e comerciais foram semeadas em bandejas, e aos 21 dias após plantio, foram inoculadas com suspensão de conídios de M. oryzae. De um total de 847 isolamentos monospóricoss 523 apresentaram capacidade de infectar suas cultivares de origem. Aos nove dias após inoculação, foram avaliadas e os dados submetidos a análise. Os índices de Gleason, Shannon e Simpson foram calculados ao longo dos três anos, calculou-se a analise de correlação e regressão linear múltipla. Para mitigar os efeitos de multicolinearidade, as regressões foram refeitas utilizando Análise de Fatores por meio do método Componentes Principais e stepwise. De todos os isolados, 494 foram selecionados por apresentarem capacidade de desenvolver lesões acima de três, em suas respectivas cultivares de origem. Os isolados foram crescidos em meio de cultura líquido, o micélio filtrado, congelado e liofilizado. O DNA dos isolados foi extraído, amplificado e submetido a eletroforese. Os dados de polimorfismo foram submetidos à análise pelo programa genético Structure Version 2.3 para determinar a existência de estrutura populacional ou não. A distância genética de Nei (1972) entre as sub populações foi determinada com o auxílio Genetix Version4.05.2 (2004), a análise de variância molecular com o programa Arlequim. Organizados de acordo com os grupos de patogenicidade, os isolados foram submetidos a uma análise para o cálculo do índice mínimo de Nei entre os grupos de patótipos, que indicaram que a distância entre os grupos internacionais C e D foi a menor e entre os grupos A e F foi a maior, e entre os grupos nacionais, C e D foi a menor e F e H foi a maior. Para ambos os dados (Nacionais e Internacionais), o índice de Gleason pode ser representado pelos fatores R e E, e Shannon pelos fatores N e R. As frequências de patótipos observadas, foram, para os Estado de Goiás, IF 1 e BA 1 (18% e 12%); Mato Grosso do Sul, IA 45 e BI 1 (32% e 13%); Mato Grosso IF 1 e BD 16 (ambos 33%); Santa Catarina, IA 45 e BF 1 (20% e 11%); Rio Grande do Sul, IA 1 e BA 105 (33% e 22%); Tocantins, IA 1 e BA 126 (14% e 11%); Pará, IE 1 (45%) e BC8, BD16 e BI 1 ambos com 25% de frequência; Rondônia, IF 1 e BC 8 (52% e 40%); Minas Gerais, IC 1 e IG 1 ambos com 18% e BI 1 (18%). Entre os isolados compatíveis (S) a CO 39, 86,7 % foram incompativeis (R) a cultivar C 101 LAC (Pi-1), portanto apresentando genes de avirulência Avr-1; 81,5 % a C 101 PKT (Pi-4a), com genes Avr-4a e 66,7% C 101 A51 (Pi-2), com genes Avr-2, tanto em isolados de terras altas quanto para de irrigado. Os patótipos mais frequentes no Brasil foram o IA 45 e BA 1. O melhor valor encontrado para o agrupamento dos 494 isolados de M. oryzae foi de K=19. Detectou-se uma variabilidade de 62,87 % entre as subpopulações e 37,13% dentro das subpopulações. Os marcadores Pyrms077b-078 e Pyrms319-320, apresentaram maior capacidade de detectar diferenças entre as populações com uma variação de 80.50 % e 80.34 % respectivamente, enquanto que Pyrms099b-100b, Pyrms037-038 e Pyrms409-410 detectaram diferenças dentro das populações com variações de 70,16 %, 67,06 % e 63,98 %, respectivamente. O valor de diferenciação genética das populações (FST) foi 0,62868 (p<0,001) com probabilidades calculadas por 10.000 permutações ao acaso. De acordo com o cálculo das distâncias genéticas de Nei, as subpopulações 8 e 4 são as mais distantes entre si (1.822) e as mais próximas 19 e 15 (0.119). Os marcadores SSR utilizados neste estudo indicaram uma tendência do agrupamento ter sido determinado por cultivar de origem do isolado, com destacada interação com o ambiente. Detectou-se que tanto as subpopulação 4 e 8, geneticamente distantes uma da outra como as subpopulações 1 e 10, geneticamente, são constituídas de patótipos em comum, porém em frequencias diferentes. Os marcadores utilizados neste trabalho foram eficientes para detectar estrutura populacional organizando os 494 isolados representativos das regiões produtoras de arroz no Brasil em 19 subpopulações.pt_BR
dc.identifier.citationGONÇALVES, F. J. Estrutura populacional de isolados de Magnaporthe oryzae Couch & Kohn de arroz (Oryza sativa) no Brasil. 2013. 130 f. Tese (Doutorado em Agronomia) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2013.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/11506
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentEscola de Agronomia - EA (RG)pt_BR
dc.publisher.initialsUFGpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Agronomia (EA)pt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectBrusonepor
dc.subjectPyricularia oryzaepor
dc.subjectPatótipospor
dc.subjectMarcadores molecularespor
dc.subjectBlasteng
dc.subjectOryza sativaeng
dc.subjectDiversityeng
dc.subjectResistanceeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLOpt_BR
dc.titleEstrutura populacional de isolados de Magnaporthe oryzae Couch & Kohn de arroz (Oryza sativa) no Brasilpt_BR
dc.title.alternativePopulational studies on Magnaporthe oryzae Barr. isolates collected from rice (Oryza sativa) field in Brasileng
dc.typeTesept_BR

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