Diversidade de patótipos e estrutura de populações de Magnaporthe oryzae no Sul do Brasil

Abstract

A brusone, causada por Magnaporthe oryzae, é a principal doença da cultura do arroz no Brasil e no mundo. O manejo efetivo da doença pode ser obtido com o uso de cultivares resistentes. A alta variabilidade genética e a capacidade de adaptação do patógeno, por pressão de seleção, no entanto, tem diminuído o tempo de vida útil decultivares plantadas extensivamente por vários anos. Este estudo objetivou caracterizar a diversidade patogênica e a estrutura populacional de uma população contemporânea de M. oryzae do Sul do Brasil. Para tal, uma população de 224 isolados foi obtida de folhas e panículas sintomáticas coletadas em 17 municípios dos Estados do Rio Grande do Sul - RS (147 isolados) e Santa Catarina - SC (77 isolados) na safra 2012/13. Todos os isolados foram inoculados em uma série internacional de oito cultivares diferenciadoras e uma séria brasileira de oito cultivares de arroz irrigado. Uma subamostra de 192 isolados foi submetida a genotipagem com dez marcadores microssatélites. No total, foram identificados 75 patótipos pela série internacional e 38 patótipos pela série nacional. Os dois patótipos mais prevalentes foram o IH-1(23 isolados), encontrado somente no RS, e o BF-4 (38 isolados). Em SC, o patótipo mais prevalente foi o IB-46 (21 isolados) Já para os patótipos brasileiros, houve o predomínio do BD-15 (34 isolados) no estado do RS e BF-4 (38 isolados) em SC. Com base nos padrões gerados pelos microssatélites, os isolados foram agrupados em quatro subpopulações, ou linhagens, distintas. Duas linhagens, encontradas no RS, foram compostas uma por isolados da cultivar Puitá INTA CL e outra por isolados da cultivar Guri INTA CL. Uma terceira linhagem agrupou isolados apenas de Santa Catarina e, por último, uma linhagem agrupou isolados distribuídos nos dois estados e em diferentes cultivares. Não houve associação entre as linhagens e os patótipos brasileiros ou internacionais. O número de patótipos internacionais identificados neste estudo é o maior até então relatado em uma região produtora do Brasil. As informações geradas podem ser úteis para os programas de melhoramento na busca de fontes de resistência considerando as populações distintas nas regiões produtoras do sul do Brasil.

Blast, caused by Magnaporthe oryzae, is the main disease of rice in Brazil and worldwide. The disease is effectively managed with the use of resistant varieties. The high genetic variation and adaptation due to selection pressure in the pathogenic populations affects the durability of the resistance when a few and genetically uniform varieties are grown over large areas and many years. This study aimed to characterize the pathogenic diversity and population genetic structure in a contemporary population of M. oryzae from Southern Brazil. For such, 224 isolates were obtained from symptomatic leaves and panicles collected across 17 municipalities of Rio Grande do Sul (RS, 147 isolates) and Santa Catarina (SC, 77 isolates) states during the 2012/13 season. All isolates were inoculated in a set of eight differential international varieties and another set of eight differential Brazilian varieties or irrigated rice. A subsample of 192 isolates was genotyped using ten microsatellite markers. In total, 75 and 38 pathotypes were identified based on the international and Brazilian differential sets, respectively. The most prevalent pathotypes were IH-1 (23 isolates), found only in RS, and BF-4 (38 isolates) In SC, the most prevalent pathotype was the IB-46 (21 isolates). For the Brazilian pathotypes, BD-15 was the most prevalent in RS state (34 isolates) and BF-4 was the most prevalent in SC (38 isolates). The molecular analysis showed that the microsatellites markers were highly polymorphic, revealing high variation within and among the four populations structured by cultivar and geography. Two lineages were found solely in one of two varieties: Puitá INTA CL and Guri INTA CL. A third lineage was found only for isolates from SC State. Finally, a fourth lineage was composed of isolates spread out through both states and several varieties. No association was found between the lineages and the groups of international or Brazilian pathotypes. The number of international pathotypes identified in this study is the largest reported in a production region of Brazil. The information from this study may be useful for breeding programs targeting sources of resistance taking into account the current profile of the populations of the rice blast pathogen from Southern Brazil.