Caracterização de isolados de Phaeocytostroma sacchari associados à cana-de-açúcar em diferentes regiões do Brasil

Abstract

Phaeocytostroma sacchari é o agente causal da podridão da casca da cana-de-açúcar e também tem sido associado à síndrome do murchamento desta cultura, ainda sem causa definida, resultando em redução do açúcar total recuperável (ATR) e perdas de produtividade. Este estudo teve como objetivo caracterizar morfocultural e molecularmente 31 isolados de P. sacchari oriundos dos principais estados produtores do setor sucroenergético no Brasil: São Paulo (SP), Goiás (GO) e Minas Gerais (MG), buscando compreender suas relações filogenéticas, populacionais e possíveis variações regionais. Foram avaliados o índice de velocidade de crescimento micelial (IVCM), coloração das colônias, altura e abundância do micélio, comprimento e largura dos conídios. As análises incluíram ANOVA, componentes principais (ACP), sequenciamento da região ITS (primers ITS5 e ITS4) para identificação da espécie dos isolados, análise filogenética por inferência bayesiana e a técnica de Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP) para avaliar diversidade e estrutura genética, com posterior análise pelos softwares STRUCTURE 2.3.4 e DARwin 6.0.21. Para isso, foram escolhidas as 8 combinações mais polimórficas para serem aplicadas nos isolados. A maioria dos isolados apresentou colônias com micélio aéreo, abundante, branco no anverso e creme e marrom-esverdeado no reverso da placa, conídios piriformes, elipsoidais e arredondados, com média de comprimento de 1,93 μm e largura de 0,72 μm. Observou-se elevada plasticidade fenotípica e homogeneidade genética entre os isolados, sem correlação com a origem geográfica, sugerindo fluxo gênico entre as populações. O IVCM no terceiro dia e as medidas dos conídios foram as variáveis mais discriminantes. As sequências ITS confirmaram a identidade dos isolados como P. sacchari, embora com formação de clado distinto de outras sequências da espécie, sugerindo variação intragenômica. A análise de AFLP detectou polimorfismos genômicos e identificou K = 3 grupos genéticos com alto compartilhamento de alelos. O grande número de amostras em São Paulo pode ter contribuído para um viés amostral, refletindo a sub-representação de outras regiões.

Phaeocytostroma sacchari is the causal agent of sugarcane stalk rot and has also been associated with the wilt syndrome of this crop, whose cause remains undefined, leading to a reduction in recoverable sugar (ATR) and productivity losses. This study aimed to morphoculturally and molecularly characterize 31 isolates of P. sacchari from the main sugar-energy producing states in Brazil: São Paulo (SP), Goiás (GO), and Minas Gerais (MG), in order to understand their phylogenetic and population relationships and investigate possible regional variations. The following traits were evaluated: mycelial growth rate index (IVCM), colony coloration, mycelium height and abundance, conidial length and width. Analyses included ANOVA, principal component analysis (PCA), ITS region sequencing (primers ITS5 and ITS4) for species identification of the isolates, phylogenetic analysis using Bayesian inference, and the Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP) technique to assess genetic diversity and structure. The eight most polymorphic primer combinations were selected and applied to the isolates, with subsequent analysis performed using STRUCTURE 2.3.4 and DARwin 6.0.21 software. Most isolates showed colonies with aerial, abundant, white mycelium on the front and cream to greenish-brown on the reverse of the plate, with pyriform, ellipsoidal, and rounded conidia, averaging 1.93 μm in length and 0.72 μm in width. High phenotypic plasticity and genetic homogeneity were observed among the isolates, with no correlation to geographic origin, suggesting gene flow between populations. IVCM on the third day and conidial measurements were the most discriminating variables. ITS sequences confirmed the identity of the isolates as P. sacchari, although they formed a distinct clade from other sequences of the species, suggesting intragenomic variation. AFLP analysis revealed genomic polymorphisms and identified K = 3 genetic groups with high allele sharing. The large number of samples from São Paulo may have contributed to a sampling bias, reflecting underrepresentation of other regions.