Marcadores moleculares e fenotípicos para avaliação da variabilidade genética em isolados monopóricos e polispóricos de Bipolaris sorokiniana

Abstract

A Mancha marrom é uma das principais doenças do trigo, causada pelo fitopatógeno Bipolaris sorokiniana, responsável por grandes perdas econômicas no cultivo do trigo em todo mundo. Este fungo apresenta uma grande diversidade morfológica, fisiológica e genética. O objetivo do trabalho foi utilizar marcadores moleculares e fenotípicos para avaliar a variabilidade genética em isolados monopóricos e polispóricos de Bipolaris sorokiniana de sementes de trigo oriundos do Brasil e outros países. A caracterização molecular envolveu as metodologias URP-PCR, PCR-RFLP, REP-PCR, BOX-PCR, ERIC-PCR assim como testes isoenzimáticos e de patogenicidade. A análise de patogenicidade revelou que isolados polispóricos são mais severos para as sementes que para as partes aéreas das plantas quando comparados com os monospóricos. A caracterização isoenzimática e molecular através das técnicas URP-PCR, PCR-RFLP, REP-PCR, BOX-PCR, ERIC-PCR exibiram uma grande diversidade intra-populacional. REP-PCR e ERIC-PCR revelaram maior diversidade entre os isolados, com uma similaridade inferior a 70%. No entanto, as amplificações realizadas com o BOX-PCR apresentaram um perfil com uma maior similaridade. Com os resultados obtidos a partir das amplificações com BOX-PCR um par de primers foi desenhado a partir de um fragmento comum a todos os isolados e que foi capaz de amplificar um produto único ao gênero Bipolaris sp. entre as amostras testadas. Com a realização de mais ensaios com outros microrganismos é possível que o mesmo possa ser utilizado como um marcador deste gênero. A técnica de PCR-RFLP utilizando as enzimas HaeIII, HinfI, HhaI, EcoRI e HindIII apresentaram perfis de restrição com variação no número de fragmentos e no peso molecular. Uma possível explicação para à variabilidade observada em todas as técnicas utilizadas pode ser atribuída à condição multinucleada das células de B. sorokiniana bem como a heterocariose, que pode levar a recombinação mitótica e ao polimorfismo.

The brown spot is a major disease of wheat caused by the pathogen Bipolaris sorokiniana, responsible for large economic losses in wheat cultivation worldwide. This fungus has a wide morphological, physiological and genetic diversity. The main objective of this work was to characterize monosporic and polisporic B. sorokiniana isolates of wheat seeds from Brazil and other countries. Pathogenicity tests were conducted to evaluate the feasibility of virulence genes as well as different molecular methodologies were tested as: URP-PCR, PCR-RFLP, REP-PCR, BOX-PCR, ERIC-PCR and isoenzyme patterns of the isolates. The pathogenicity assay reveals that the polysporic isolates caused a more severe disease to seeds than to aerial parts of the plants when compared to single spore isolates. Isoenzyme and molecular characterization through the URP-PCR, PCR-RFLP, REP-PCR, BOX-PCR, ERIC-PCR techniques showed a large intra-population diversity among the isolates. REP and ERIC-PCR revealed greater diversity among the isolates with a similarity below 70%. However, the amplification results using with BOX- PCR showed a highest similarity. The PCR-RFLP using HaeIII, HinfI , HhaI , EcoRI and HindIII restriction enzymes showed a profile variation between all isolates in relation to the number and molecular weight of the fragments. However the results obtained with BOX- PCR amplifications a higher similarity was obtained. With this result a primer was designed, based on a fragment common to all isolates, and the amplifications using these primers produced a unique fragment with the Bipolaris genus among others isolates tested. More phytopatogeneic isolates must be tested in order to confirme the specificity for Bipolaris sp. With the PCR-RFLP assay, using the enzymes HaeIII, HinfI, HhaI, EcoRI e HindIII, variability was observed among the restriction patterns realated to the number of fragments and molecular weight. One possible explanation for the observed variability in all techniques used may be attributed to the condition of multinucleated cells of B. sorokiniana and the heterokaryosis which can lead to mitotic recombination and polymorphis.