O objetivo deste trabalho foi investigar diferentes mutações pontuais em três diferentes genes alvo (cyp51, cytb, sdh-c) de fungicidas de diferentes grupos químicos, aplicados para controle de ferrugem-asiática da soja.

Autores:  MÜLLER, M. A.1; STAMMLER, G.2; MAY DE MIO, L. L.1

 

Trabalho publicado nos Anais do evento e divulgado com a autorização dos autores.

Soja é uma das culturas mais produzidas no mundo e o Brasil é responsável por grande parte da produção mundial. Epidemias severas de ferrugem-asiática da soja (Phakopsora pachyrhizi) podem causar danos na produção. O principal método de controle de ferrugem da soja é o químico, pela aplicação de fungicidas. Os produtos mais utilizados pertencem aos grupos de inibidores de desmetilação (IDM’s), inibidores de quinona externa (IQe’s) e inibidores da succinato desidrogenase (ISDH’s).

Redução na sensibilidade de P. pachyrhizi à fungicidas em campo tem sido relatada (Godoy et al., 2017), e pode estar ligada a diversos mecanismos de resistência, como mutações pontuais nos genes alvo dos fungicidas. Os genes alvo dos fungicidas utilizados são diferentes entre os grupos, IDM’s IQe’s e ISDH’s, e as mutações são independentes. O aumento de uma mutação independente ocorre pela exposição do patógeno ao fungicida, que por sua vez é selecionado dentro de uma população por sobreviver à aplicação do fungicida. O desenvolvimento de mecanismos de resistência, como mutações em diferentes genes, para diversos fungicidas de diferentes grupos químicos é conhecido como “Resistência múltipla” (Brent; Hollomon, 2007).

Para o patossistema P. pachyrhizi em soja existem relatos de isolados com mutações nos genes cyp51 (Schmitz et al., 2013), cytb (Klosowski et al., 2015) e sdh-c Simões et al., 2017). Genótipos com resistência nos genes cyp51 e cytb são mais comumente encontrados (Klosowski et al., 2016) mas a resistência múltipla para estes três genes no mesmo isolado até o momento não foi relatada.

A hipótese deste trabalho é que o número e a frequência das aplicações de fungicidas dos grupos IDM’s, IQe’s e ISDH’s no Brasil, associados ao tipo de patógeno, pode acarretar a seleção de isolados de P. pachyrhizi com resistência múltipla aos três grupos. Portanto, o objetivo deste trabalho foi investigar diferentes mutações pontuais em três diferentes genes alvo (cyp51, cytb, sdh-c) de fungicidas de diferentes grupos químicos, aplicados para controle de ferrugem-asiática da soja.

Amostras de P. pachyrhizi foram coletadas de diferentes campos de produção. Em laboratório uma urédia coletada de folhas de soja, foi isolada e inoculada em folha sem infecção (mantida em casa de vegetação), e isolados provenientes desta metodologia foram denominados isolado monouredinial (191, 109 e 203). Em outra metodologia, em amostra do campo os urediniósporos foram coletados e inoculados em folha nova e, a partir disto, algumas urédias foram coletadas e novamente repicadas, esta amostra foi chamada de isolado populacional (149/17).

O DNA de P. pachyrhizi foi extraído a partir de esporos, usando o Kit de extração NucleoSpin DNA Plant II (Macherey-Nagel GmbH & Co. KG, Düren, Germany) de acordo com as instruções do fabricante.

A técnica de Pirosequenciamento, com o auxílio do software Pyrosequencing Assay Design software (Qiagen, Hilden, Germany), foi utilizada para detecção quantitativa das mutações F129L do gene cytb e mutações F120L+Y131H/F, K142R, I145F, I475T do gene cyp51 (Klosowski et al., 2015; Schmitz et al., 2013). Uma PCR em tempo real específica para P. pachyrhizi foi utilizada para a detecção quantitativa da mutação I86F no gene sdh subunidade c (Simões et al., 2017).

Indivíduos com diferentes características genotípicas foram encontrados nas análises genéticas das amostras e estão listados na Tabela 1. Estes contêm mutações ou são do tipo selvagem, também chamados wildtype, para cada um dos genes analisados. Nenhum isolado apresentou característica de tipo selvagem para todos os genes. O isolado monouredinial 203 apresentou múltipla resistência, com mutações nos três genes analisados.

Tabela 1. Genótipos de isolados de Phakopsora pachyrhizi coletados de diferentes safras e localidades do Brasil em relação a mutações em três diferentes genes alvo de fungicidas aplicados na cultura da soja.

É importante ressaltar que, como mutações pontuais não são o único mecanismo de resistência dos fungos aos fungicidas, o fato de um genótipo com mutação em vários genes ter sido encontrado, não garante que este será selecionado e que a frequência de indivíduos com esse genótipo se torne predominante na população. Como por exemplo a superexpressão do gene cyp51 que é um fator muito relevante na queda de eficiência dos fungicidas IDM’s (Schmitz et al., 2014), mecanismo que não foi avaliado para estes isolados.


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Além disso, quando ocorre uma adaptação do indivíduo ao fungicida, é possível que desvantagens evolutivas ocorram, tornando este isolado menos competitivo dentro da população e de condições adversas de ambiente. São necessários estudos de fitness e competitividade para que se possa fazer uma projeção do aumento destes genótipos nas populações a campo, e também estudos que relacionem a eficiência de diferentes grupos de fungicidas aos diferentes genótipos encontrados, para que se possa tomar medidas efetivas a campo.

O Comitê de Ação à Resistência de Fungicidas recomenda medidas de manejo da doença a campo que visam evitar ou atrasar a resistência de P. pachyrhizi aos fungicidas, como o uso de princípios ativos misturados e da alternância destes (FRAC, 2017).

Este trabalho identificou diferentes genótipos de P. pachyrhizi, e mutações foram encontradas em genes alvo de três diferentes grupos químicos de fungicidas aplicados na cultura da soja. O efeito destes genótipos na eficiência dos fungicidas a campo não foi estabelecido neste estudo.

Referências

BRENT, K. J.; HOLLOMON D. W. Fungicide resistance in crop pathogens: How can it be managed? Fugicide Resistance Action Committee (FRAC), n.1, p 1-55, 2007.

FRAC. Novas recomendações para o manejo da ferrugem asiática da soja. Fugicide Resistance Action Committee (FRAC- Brasil), 2017.

GODOY, C. V.; UTIAMADA, C. M.; MEYER, M. C.; CAMPOS, H. D.; LOPES, I. O. N.; FORCELINI, C. A.; PIMENTA, C. B.; JACCOUD FILHO, D. S.; MOREIRA, E. N.; BORGES, E. P.; DE ANDRADE JUNIOR, E. R.; SIQUERI, F. V.; JULIATTI, F. C.; FAVERO, F.; FEKSA, H. R.; ARAÚJO JÚNIOR, I. P.; JURCA GRIGOLLI, J. F.; NUNES JUNIOR, J.; BELUFI, L. M. R.; CARNEIRO, L. C.; DA SILVA, L. H. C. P.; SATO, L. N.; CANTERI, M. G.; VOLF, M. R. ; GOUSSAIN, M. ; DEBORTOLI, M. P.; MARTINS, M. C.; BALARDIN, R. S.; FURLAN, S. H.; MADALOSSO, T.; CARLIN, V. J.; VENANCIO, W. S. Eficiência de fungicidas para o controle de ferrugem-asiática da soja, Phakopsora pachyrhizi, na safra de 2016/17: Resultados sumarizados dos ensaios cooperativos. Embrapa Soja: Londrina-PR, 2017. 10p. (Embrapa Soja. Circular Técnica, 129).

SCHMITZ, H. K.; MEDEIROS, C. CRAIG, I. R.; STAMMLER, G. Sensitivity of Phakopsora pachyrhizi towards Qo inhibitors and demethylation inhibitors, and corresponding resistance. Pest Management Science, n. 70, p. 378-388, 2014.

KLOSOWSKI, A. C., MAY DE MIO, L. L.; MIESSNER, S.; RODRIGUES, R.; STAMMLER, G. Detection of the F129L mutation in the cytochrome b gene in Phakopsora pachyrhizi. Pest Management Science, n. 72, p. 1211-1215, 2015.

KLOSOWSKi, A. C., 2016. Sensibilidade de isolados de Phakopsora pachyrhizi aos fungicidas tebuconazol (inibidor da desmetilação) e azoxistrobina (inibidor da quinona externa). Tese (Doutorado em Produção vegetal). Universidade Federal do Paraná.

SIMÕES, K.; HAWLIK, A.; REHFUS, A.; GAVA, F.; STAMMLER, G.; First detection of a SDH variant with reduced SDHI sensitivity in Phakopsora pachyrhizi. Journal Plant Disease Prot, v. 125, p. 21-26, 2017.

Informações dos autores:  

1Universidade Federal do Paraná (UFPR);

2BASF SE.

Disponível em: Anais do VIII Congresso Brasileiro de Soja. Goiânia – GO, Brasil.

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