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Desvendando a origem local da brusone do trigo (Magnaporthe oryzae) no Centro Sul do Brasil e evidências da emergência de resistência a fungicidas estrobilurinas em populações do patógeno

Resumo

Nesta proposta de pesquisa estudaremos a origem do fungo Ascomiceto Magnaporthe oryzae (anamorfase Pyricularia oryzae), que tem distribuição mundial como patógeno do arroz mas que, no último século, emergiu como patógeno importante adaptado ao trigo no sul do Brasil e já se espalhou para outros países que cultivam trigo na América do Sul, como Bolívia e Paraguai. Nosso principal objetivo é desvendar a emergência de populações de M. oryzae adaptadas ao trigo no Centro-Sul do Brasil, objetivamos responder às seguintes questões: De onde é que as populações de M. oryzae que infectam o trigo se originaram? Nossa hipótese é de que as populações do patógeno no Brasil tiveram uma origem de novo a partir de populações endêmicas de M. oryzae que infectam outras espécies de Poaceas nativas (invasoras de áreas de trigo) no país. Serão comparadas populações simpátricas de M. oryzae adaptadas ao trigo e de Poaceas nativas invasoras de áreas de trigo no Brasil buscando-se evidências de ausência de subdivisão genética e especialização entre as populações de M. oryzae. Objetivamos, também, elucidar a estrutura genética da população de M. oryzae da brusone do trigo no Brasil em larga escala geográfica. Nosso principal objetivo é responder às seguintes perguntas: As populações geograficamente distintas de M. oryzae do trigo são geneticamente subdivididas? Como se distribui a diversidade gênica e genotípica entre as populações regionais de M. oryzae, 25 anos após as primeiras epidemias de brusone no Brasil? Qual o sistema reprodutivo predominante de M. oryzae no país? (isto é, essencialmente clonal, essencialmente sexual, ou misto?) Serão comparadas populações de M. oryzae amostradas de campos de trigo de oito estados na região Centro-Oeste, Sudeste e Sul do Brasil para se testar a hipóteses de que não há subdivisão entre as populações patógeno e de que o patógeno apresenta um sistema reprodutivo misto. Para abordar estas questões, serão determinados os padrões contemporâneos de fluxo gênico entre populações utilizando-se análises clássicas do fluxo gênico e análises coalescentes de migração histórica. Para se inferir sobre o sistema reprodutivo predominante de M. oryzae no país serão determinados: a diversidade genética das populações, a distribuição de idiomorfos dos tipos de acasalamento (mating types MAT1-1 e MAT1-2) e o equilíbrio gamético. Usando tais medidas de parâmetros genético-populacionais clássicos (como a magnitude e a extensão do fluxo gênico e a inferência sobre o sistema reprodutivo predominante do fungo) buscaremos estimar o potencial evolutivo de M. oryzae como importante fitopatógeno do trigo no agroecossistema brasileiro. Finalmente, como aspecto aplicado desta pesquisa, buscaremos evidências sobre a emergência de resistência a estrobilurinas (fungicidas inibidores de quinona - QoI) em populações de M. oryzae. A emergência de resistência estrobilurinas é considerado fenômeno comum no mundo, porém não há qualquer informação no Brasil sobre sua ocorrência em patógenos do trigo, incluindo-se M. oryzae. Objetivamos testar a hipótese de que a população de M. oryzae do trigo no centro-sul do Brasil continua sensível à estrobilurinas ou a hipótese alternativa de que o uso extensivo do fungicida por vários anos levou a emergência de resistência em populações do patógeno. Assim, usando marcador do tipo PCR-RFLP, investigaremos a ocorrência da mutação G143A no gene citocromo b (cyt b) que confere resistência ao fungicida estrobilurina. Queremos também determinar se a resistência foi selecionada várias vezes, de forma independente, como resultado do uso de generalizado de estrobilurinas no trigo. Para isso, será determinado se a mutação G143A no cyt b esta presente em mais de um antecedente genético do patógeno. (AU)

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Publicações científicas (11)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
POLONI, NADIA MARIA; CARVALHO, GISELLE; NUNES CAMPOS VICENTINI, SAMARA; FRANCIS DORIGAN, ADRIANO; NUNES MACIEL, JOAO LEODATO; MCDONALD, BRUCE A.; INTRA MOREIRA, SILVINO; HAWKINS, NICHOLA; FRAAIJE, BART A.; KELLY, DIANE E.; KELLY, STEVEN L.; CERESINI, PAULO C. Widespread distribution of resistance to triazole fungicides in Brazilian populations of the wheat blast pathogen. PLANT PATHOLOGY, v. 70, n. 2 OCT 2020. Citações Web of Science: 0.
CERESINI, PAULO CEZAR; CASTROAGUDIN, VANINA LILIAN; RODRIGUES, FABRICIO AVILA; RIOS, JONAS ALBERTO; AUCIQUE-PEREZ, CARLOS EDUARDO; MOREIRA, SILVINO INTRA; CROLL, DANIEL; ALVES, EDUARDO; DE CARVALHO, GISELLE; NUNES MACIEL, JOAO LEODATO; MCDONALD, BRUCE ALAN. Wheat blast: from its origins in South America to its emergence as a global threat. MOLECULAR PLANT PATHOLOGY, v. 20, n. 2, p. 155-172, FEB 2019. Citações Web of Science: 5.
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PRISCILA SANTOS CASADO; GISELLE DE CARVALHO; PAULO CEZAR CERESINI; VANINA LILIAN CASTROAGUDÍN; OMAR JORGE SABBAG; SAMARA NUNES CAMPOS VICENTINI; JOÃO LEODATO NUNES MACIEL. Método eficiente, baseado em leitores de microplaca, para detecção de resistência a fungicidas triazóis (IDM) e estrobirulinas (IQe) em populações do patógeno da brusone do trigo. Summa Phytopathologica, v. 44, n. 3, p. -, Set. 2018.
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ISLAM, M. TOFAZZAL; CROLL, DANIEL; GLADIEUX, PIERRE; SOANES, DARREN M.; PERSOONS, ANTOINE; BHATTACHARJEE, PALLAB; HOSSAIN, MD. SHAID; GUPTA, DIPALI RANI; RAHMAN, MD. MAHBUBUR; MAHBOOB, M. GOLAM; COOK, NICOLA; SALAM, MOIN U.; SUROVY, MUSRAT ZAHAN; SANCHO, VANESSA BUENO; NUNES MACIEL, JOAO LEODATO; NHANIJUNIOR, ANTONIO; CASTROAGUDIN, VANINA LILIAN; DE ASSIS REGES, JULIANA T.; CERESINI, PAULO CEZAR; RAVEL, SEBASTIEN; KELLNER, RONNY; FOURNIER, ELISABETH; THARREAU, DIDIER; LEBRUN, MARC-HENRI; MCDONALD, BRUCE A.; STITT, TIMOTHY; SWAN, DANIEL; TALBOT, NICHOLAS J.; SAUNDERS, DIANE G. O.; WIN, JOE; KAMOUN, SOPHIEN. Emergence of wheat blast in Bangladesh was caused by a South American lineage of Magnaporthe oryzae. BMC Biology, v. 14, OCT 3 2016. Citações Web of Science: 73.
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CASTROAGUDIN, VANINA L.; CERESINI, PAULO C.; DE OLIVEIRA, SAMANTA C.; REGES, JULIANA T. A.; MACIEL, JOAO L. N.; BONATO, ANA L. V.; DORIGAN, ADRIANO F.; MCDONALD, BRUCE A. Resistance to QoI Fungicides Is Widespread in Brazilian Populations of the Wheat Blast Pathogen Magnaporthe oryzae. PHYTOPATHOLOGY, v. 105, n. 3, p. 284-294, MAR 2015. Citações Web of Science: 27.
SAMANTA CRISTIENE DE OLIVEIRA; VANINA LILIÁN CASTROAGUDÍN; JOÃO LEODATO NUNES MACIEL; DANILO AUGUSTO DOS SANTOS PEREIRA; PAULO CEZAR CERESINI. Resistência cruzada aos fungicidas IQo azoxistrobina e piraclostrobina no patógeno da brusone do trigo Pyricularia oryzae no Brasil. Summa Phytopathologica, v. 41, n. 4, p. 298-304, Dez. 2015.
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NUNES MACIEL, JOAO L.; CERESINI, PAULO C.; CASTROAGUDIN, VANINA L.; ZALA, MARCELO; KEMA, GERRIT H. J.; MCDONALD, BRUCE A. Population Structure and Pathotype Diversity of the Wheat Blast Pathogen Magnaporthe oryzae 25 Years After Its Emergence in Brazil. PHYTOPATHOLOGY, v. 104, n. 1, p. 95-107, JAN 2014. Citações Web of Science: 56.

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