Diversidade, potencial toxigênico e patogenicidade de espécies de Fusarium isolados em arroz

Abstract

Neste estudo, 144 amostras de sementes de arroz oriundas de áreas de produção de sementes dos estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina e Goiás, cultivadas em três safras, foram analisadas quanto a presença de Fusarium. Colônias de espécies do complexo Fusarium graminearum (FGSC) foram identificadas em 43% das 110 amostras da safra 2011/12 com incidência média de 0,7% e colônias de outras espécies do gênero em 77% das amostras com incidência média de 3,6%. Quinze amostras com variada incidência de Fusarium, apresentaram concentração média da micotoxina deoxinivalenol (DON) de 5.750 μg/kg. Em uma coleção de 144 isolados purificados de Fusarium obtidos das sementes de arroz infectadas, foram identificadas, por métodos moleculares (genotipagem multilocus e similaridade com sequencias do gene TEF1-alfa), quatro complexos de espécies: F. fujikuroi (FFSC) F. chlamydosporum (FCSC), F. graminearum (FGSC) e F. incarnatum-equiseti (FIESC). Dentre os 96 isolados do FGSC, a espécie-genótipo tricoteceno predominante foi F. asiaticum-NIV (68/96), seguido de F. graminearum-15-ADON (14/96), F. cortaderiae-NIV (13/96) e um F. meridionale-NIV. Isolados de F. asiaticum oriundos do arroz e F. graminearum oriundos do trigo, quando cultivados em grãos de arroz, produziram a micotoxina predita pela genotipagem, NIV e 15-ADON, respectivamente No entanto os isolados de F. asiaticum do trigo produziram DON e seus acetilados, discordando da genotipagem (NIV). Nos ensaios de patogenicidade em plantas de arroz, o isolados de F. asiaticum do arroz mostraram-se mais agressivos do que F. asiaticum e F. graminearum do trigo. Já no trigo, os isolados F. asiaticum do arroz foram os menos agressivos. Esses resultados suportam a hipótese que adaptação ao hospedeiro pode influenciar na distribuição das espécies do complexo. Na análise de tricotecenos nas sementes dos ensaios de patogenicidade no arroz, somente os isolados de F. chlamydosporum produziram DON (800 a 900 μg/kg). Nas inoculações em trigo, somente os isolados F. asiaticum oriundo do trigo produziram a micotoxina nivalenol. Os resultados deste estudo contribuem para o aumento do conhecimento sobre a diversidade de espécies de Fusarium em arroz e alertam sobre a alta contaminação com tricotecenos por um complexo de espécies toxigênicas.

In this study, 144 samples of rice seeds obtained from seed-growing areas of the states of Rio Grande do Sul, Santa Catarina and Goiás, during three seasons, were assessed for the presence of Fusarium. Fungal colonies resembling species of the Fusarium graminearum species complex (FGSC) were identified in 43% of 110 samples from the 2011/12 season with mean incidence of 0,7%. Also, colonies of other species of the genus were found in 77% of the samples with mean incidence of 3,6%. Fifteen seed samples that showed various Fusarium incidence levels had high levels of deoxynivalenol (DON) mycotoxin (mean = 5.750 μg/kg) and its acetylates. In a collection of 144 purified isolates obtained from the infected seeds, 19 species grouped in four species complexes were identified using molecular analysis (multilocus genotyping targeting FGSC and sequences of TEF1-alfa): F. fujikuroi species complex (FFSC), F. chlamydosporum species complex (FCSC), F. graminearum species complex (FGSC) and F. incarnatum-equiseti species complex (FIESC). Among the four phylogenetic species-trichothecene genotype within the FGSC, F. asiaticum-NIV was the most prevalent (68/96), followed by F. graminearum-15-ADON (14/96), F. cortaderiae-NIV (13/96) and one F. meridionale-NIV. F. asiaticum isolates from rice and F. graminearum from wheat produced the same trichothecene predicted by the PCR assay, NIV and 15-ADON, respectively Nevertheless, F. asiaticum isolates from wheat did not produce NIV as predicted by the genotyping. In the pathogenicity assay in rice, F. asiaticum isolates from rice were more aggressive than F. asiaticum and F. graminearum isolates from wheat. In wheat, F. asiaticum from rice were the least aggressive isolates. The trichothecene analysis in seeds from the pathogenicity assays showed that only isolates of the FCSC produced DON (800 a 900 μg/kg). In wheat, only F. asiaticum from wheat produced NIV. Results of this study contributes to expand the knowledge on the diversity of Fusarium affecting rice seeds and raise concern about the high contamination of rice with trichothecenes possibly produced by a complex of toxigenic species. Also, it corroborates with the hypothesis that host preference possibly regulates distribution of species within the FGSC complex.