Expansão da pústula da ferrugem em três cultivares do cafeeiro

Rust pustule expansion in three coffee cultivars

Resumos

A expansão da lesão é considerada importante componente epidemiológico em vários patossistemas. Com o propósito de avaliar a expansão da pústula da ferrugem (Hemileia vastatrix) em três cultivares de cafeeiro e o valor das respectivas taxas de expansão da lesão (TEL) sob condições controladas delineou-se este estudo. O experimento foi instalado em câmaras de crescimento de plantas com temperatura de 20±2 ºC e umidade relativa de 70%. Foram inoculadas vinte plantas de cada uma das cultivares Acaiá, Catuaí e Rubi, de três meses de idade, com 0,5mg/mL da suspensão de urediniósporos. Após 42 dias da inoculação, sete pústulas foram marcadas aleatoriamente, em 7 plantas de cada cultivar e, em seguida, fotografadas na face abaxial da folha, com câmara digital, durante 15 dias, para posterior mensuração da área, utilizando o programa Image Tool da UTHSCA. Todas as imagens digitalizadas foram padronizadas em 4,0 x 4,0 cm. Ao final do experimento, foi avaliada a produção de urediniósporos/cm² de pústula, em hemacitômetro. As curvas de progresso da expansão da pústula nas três cultivares foram ajustadas ao modelo exponencial. A TEL foi de 0,14, 0,16 e 0,16 mm²/dia e o número de urediniósporos produzidos foi de 918,6, 929,3 e 934,8/cm² de pústula, para as cultivares Acaiá, Catuaí e Rubi, respectivamente. Não houve diferenças, entre as três cultivares, consideradas suscetíveis, em relação à TEL e à produção final de urediniósporos. Estes resultados podem contribuir para maior compreensão dos possíveis mecanismos que atuam no aumento da severidade da ferrugem do cafeeiro, sem que ocorram novas infecções.

Hemileia vastatrix; Coffea arabica; taxa de expansão da lesão

Lesion expansion is considered an important epidemiological component in various pathosystems. To evaluate rust pustule expansion (Hemileia vastatrix) in three coffee cultivars and the respective lesion expansion rates (LER) under controlled conditions, the following assay was carried out. The experiment was installed in plant growth chambers at a temperature of 20 ± 2 ºC and relative humidity of 70 %. Twenty three-month-old plants of each cultivar were inoculated with 0.5 mg/mL of a uredospore suspension. Seven pustules from each cultivar were randomly marked on the 42nd day after inoculation in the abaxial leaf surface. They were photographed daily with a digital camera for 15 days, for later area estimation using the UTHSCA Image Tool program. Every digital image was standardized at 4.0 x 4.0 cm. The production of uredinospores/cm² in the lesion was evaluated by placing the uredinospores in microtubes containing 1mL of water with 0.05% Tween 80 at the end of the experiment. Concentration was determined using a hemacytometer. The curves of pustule expansion progression in the three cultivars were adjusted to the exponential model. The rates of lesion expansion were 0.14, 0.16 and 0.16 mm²/day and the number of urediniospores produced was 918.6, 929.3 and 934.8/cm² for the cultivars Acaiá, Catuaí and Rubi, respectively. There were no differences between the three susceptible cultivars, in relation to the rates of lesion expansion and the final production of urediniospores. These results may contribute to better knowledge of possible mechanisms that act to increase rust severity, without the occurrence of new infections.

Hemileia vastatrix; Coffea arabica; expansion rate

COMUNICAÇÕES COMMUNICATIONS

Expansão da pústula da ferrugem em três cultivares do cafeeiro

Rust pustule expansion in three coffee cultivars

Maria E. Salustiano; Edson A. Pozza; Antônio C. Ferraz Filho; Paulo E. Souza

Departamento de Fitopatologia da Universidade Federal de Lavras, Cx. Postal 3037, CEP 37200-000, Lavras, MG, Brasil, e-mail: [e-mail]

RESUMO

A expansão da lesão é considerada importante componente epidemiológico em vários patossistemas. Com o propósito de avaliar a expansão da pústula da ferrugem (Hemileia vastatrix) em três cultivares de cafeeiro e o valor das respectivas taxas de expansão da lesão (TEL) sob condições controladas delineou-se este estudo. O experimento foi instalado em câmaras de crescimento de plantas com temperatura de 20±2 ºC e umidade relativa de 70%. Foram inoculadas vinte plantas de cada uma das cultivares Acaiá, Catuaí e Rubi, de três meses de idade, com 0,5mg/mL da suspensão de urediniósporos. Após 42 dias da inoculação, sete pústulas foram marcadas aleatoriamente, em 7 plantas de cada cultivar e, em seguida, fotografadas na face abaxial da folha, com câmara digital, durante 15 dias, para posterior mensuração da área, utilizando o programa Image Tool da UTHSCA. Todas as imagens digitalizadas foram padronizadas em 4,0 x 4,0 cm. Ao final do experimento, foi avaliada a produção de urediniósporos/cm² de pústula, em hemacitômetro. As curvas de progresso da expansão da pústula nas três cultivares foram ajustadas ao modelo exponencial. A TEL foi de 0,14, 0,16 e 0,16 mm²/dia e o número de urediniósporos produzidos foi de 918,6, 929,3 e 934,8/cm² de pústula, para as cultivares Acaiá, Catuaí e Rubi, respectivamente. Não houve diferenças, entre as três cultivares, consideradas suscetíveis, em relação à TEL e à produção final de urediniósporos. Estes resultados podem contribuir para maior compreensão dos possíveis mecanismos que atuam no aumento da severidade da ferrugem do cafeeiro, sem que ocorram novas infecções.

Palavras-chaves adicionais:Hemileia vastatrix, Coffea arabica, taxa de expansão da lesão.

ABSTRACT

Lesion expansion is considered an important epidemiological component in various pathosystems. To evaluate rust pustule expansion (Hemileia vastatrix) in three coffee cultivars and the respective lesion expansion rates (LER) under controlled conditions, the following assay was carried out. The experiment was installed in plant growth chambers at a temperature of 20 ± 2 ºC and relative humidity of 70 %. Twenty three-month-old plants of each cultivar were inoculated with 0.5 mg/mL of a uredospore suspension. Seven pustules from each cultivar were randomly marked on the 42^nd day after inoculation in the abaxial leaf surface. They were photographed daily with a digital camera for 15 days, for later area estimation using the UTHSCA Image Tool program. Every digital image was standardized at 4.0 x 4.0 cm. The production of uredinospores/cm² in the lesion was evaluated by placing the uredinospores in microtubes containing 1mL of water with 0.05% Tween 80 at the end of the experiment. Concentration was determined using a hemacytometer. The curves of pustule expansion progression in the three cultivars were adjusted to the exponential model. The rates of lesion expansion were 0.14, 0.16 and 0.16 mm²/day and the number of urediniospores produced was 918.6, 929.3 and 934.8/cm² for the cultivars Acaiá, Catuaí and Rubi, respectively. There were no differences between the three susceptible cultivars, in relation to the rates of lesion expansion and the final production of urediniospores. These results may contribute to better knowledge of possible mechanisms that act to increase rust severity, without the occurrence of new infections.

Additional keywords:Hemileia vastatrix, Coffea arabica, expansion rate.

A expansão da lesão ou da pústula ocorre na maioria dos patossistemas (Berger et al., 1997) e seu reconhecimento como variável epidemiológica teve início com os trabalhos de Lapwood (1961) em batateira, avaliando a requeima cujo agente etiológico é Phytophthora infestans (Mont.) de Bary. A maior conseqüência da expansão da lesão em uma epidemia é o aumento da severidade da doença, dificultando sua avaliação, além de incrementar a produção de inóculo em curto espaço de tempo (Berger et al., 1997). A taxa de expansão da lesão (TEL), ou seja, a diferença entre o tamanho de uma mesma área necrosada ao longo de um determinado intervalo de tempo é a medida mais comumente empregada para se quantificar essa variável. As mudanças na TEL podem ser determinadas por fatores como a temperatura (Lui & Kushalappa, 2003), a resistência da cultivar, o manejo da cultura (Metha, 1981) e a aplicação de fungicidas, (Mayton et al., 2001), porém em alguns patossistemas, pode ocorrer expansão, mesmo em condições desfavoráveis (Emge et al., 1975). Suassuna et al. (2004) observaram diferenças significativas nos valores da TEL para diferentes isolados de P. infestans provenientes das culturas do tomate e da batata. Segundo esses autores, as diferenças ocorreram devido à agressividade, à especificidade dos isolados e também ao fato de terem sido obtidos de folhas da batateira ou do tomateiro. A TEL foi consideravelmente maior em batata inoculada com isolados provenientes da mesma cultura. As mais rápidas TEL médias foram de 0,053 cm²/h e 0,121cm²/h, para P. infestans em tomate e batata, respectivamente. Mesmo pústulas de fungos biotróficos podem crescer. Segundo Emge et al. (1975), a área de esporulação de Puccinia striiformis Westend. em trigo apresentou expansão significativa, enquanto para a ferrugem do feijoeiro, Uromyces appendiculatus (Pers.) Unger, o crescimento efetivo foi do halo amarelo ao redor da pústula cerca de cinco a 15 vezes maior em relação à lesão (Berger et. al., 1995).

O estudo da expansão da pústula e da TEL pode contribuir para a compreensão da produção de inóculo, da colonização de tecido sadio e para comparar cultivares. O tamanho inicial da lesão e sua subseqüente expansão foram utilizados, por melhoristas de plantas e fitopatologistas, para selecionar cultivares resistentes a vários patógenos, além de inferir quanto à sua agressividade (Johnson & Taylor, 1976). Em doenças policíclicas, monitorar a TEL pode contribuir para definir o momento ideal da pulverização de fungicidas (Berger et al., 1997).

Diante disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar se ocorre a expansão da pústula da ferrugem (Hemileia vastatrix Berk. et Br.) em três cultivares de cafeeiro e qual o valor da TEL.

Para a realização do experimento, 20 mudas das cultivares Acaiá, Catuaí e Rubi foram cultivadas em sacos de polietileno com 833 cm³ de substrato em câmara de crescimento a 20 ºC e fotoperíodo de 12 horas. Quando as plantas completaram três meses de idade com seis pares de folhas, foram inoculadas. A suspensão de urediniósporos foi composta de 0,5 mg/mL e 0,05% de Tween 80 e aplicada com pequeno pulverizador manual na face abaxial de todas as folhas de cada uma das plantas.

O inóculo de H. vastatrix foi coletado em cafeeiros das cultivares Acaiá, Catuaí e Rubi, em campos experimentais da UFLA, retirados com cápsula de gelatina tamanho 00 e, logo em seguida, peneirados a 100 mesh. A viabilidade dos urediniósporos foi preservada segundo técnica descrita por Zambolim (1973).

Após a inoculação, as plantas foram cobertas com sacos de polietileno preto por 72 horas a 20 ºC para constituir câmara úmida (Zambolim 1973). Após 42 dias da inoculação, com o surgimento das pústulas, deu-se início à coleta de dados. Em cada cultivar, foram selecionadas sete plantas e nelas foram marcadas aleatoriamente sete lesões, sendo uma lesão/folha/planta, constituindo as repetições. A cada 24 horas, essas pústulas foram fotografadas com câmara digital durante 15 dias. As imagens digitalizadas foram padronizadas em 4,0 x 4,0 cm, posteriormente, as áreas das lesões foram mensuradas, em cm² utilizando-se o programa Image Tool da UTHSCA (University of Texas, San Antonio). Ao final do experimento, a produção de urediniósporos nas pústulas mensuradas foi avaliada, retirando-os com cápsulas de gelatina. Esses urediniósporos foram armazenados em microtubos contendo 1 mL de água e 0,05% de Tween 80 até a contagem. A concentração foi determinada em hemacitômetro e transformada em número de urediniósporos/cm² de pústula.

O experimento foi conduzido em parcela subdividida, no delineamento inteiramente casualizado, constituído, nas parcelas, pelas três cultivares (Acaiá, Catuaí e Rubi) e, nas subparcelas, pelos períodos de avaliação (15 dias de avaliações diárias). Os dados foram submetidos ao teste de 'Shapiro Wilk' para analisar a normalidade na distribuição de erros no programa SAS (programa SAS (Statistical Analysis System, versão 8). Diante da ausência de normalidade, os dados foram transformados em log₁₀ (x+1). Procedeu-se, então, à análise de variância. Quando significativo no teste F, os dados foram ajustados aos modelos de regressão lineares e não lineares exponencial, logístico, gompertz e monomolecular (Campbell & Madden, 1990), da expansão das pústulas em função do tempo, utilizando-se o PROC NLIN do programa SAS. Para comparar as cultivares em relação a TEL, foi utilizado o teste t. A escolha do melhor modelo foi baseada no maior valor do coeficiente de determinação (R²), no menor quadrado médio do resíduo e pela ausência de padrão no gráfico dos resíduos. Para análise do número de esporos/cm² , foram utilizados o PROC GLM e o teste de Tukey ao nível de 5% utilizando-se o programa SAS.

Os maiores valores do coeficiente de determinação (R² ), os menores valores de quadrado médio do resíduo (QMErro) e os gráficos de dispersão dos resíduos sem tendências foram encontrados com o modelo exponencial, para as três cultivares (Tabela 1). Assim, as curvas de expansão das pústulas foram ajustadas a esse modelo (Figura 1). Embora tenha sido ajustada ao modelo exponencial, a TEL foi pequena, de 0,0014, 0,0016 e 0,0016 cm² /dia, ou seja, 0,14, 0,16 e 0,16 mm²/dia, para as cultivares Acaiá, Catuaí e Rubi, ao longo de 15 dias, respectivamente. A maioria das taxas de expansão da lesão, ou mais especificamente da pústula, para fungos biotróficos, foi relatada com baixos valores, de 0,002 a 0,07, mm²/dia, para as ferrugens da folha do trigo (Puccinia recondita f.sp. tritici Johnson) (Lehman & Shaner, 1997), embora, para a ferrugem (P. graminis f.sp. tritici Erikss. & Henning) do colmo do trigo, uma exceção quando compara-se as demais, a TEL tenha sido de até 19 mm²/dia (Emge, 1975). Porém, quando se compara a fungos necrotróficos, geralmente a TEL é maior, a exemplo de 1,8 para podridão cinzenta (Botrytis cinerea Pers.) no caule do tomateiro (O'Neill et al., 1997) ou de 3 a 45,2 mm²/dia para requeima (P. infestans) em batata (Suassuna et al., 2004). A pequena TEL para ferrugens deve-se ao fato de a lesão mensurada representar somente a área de reprodução do patógeno ou seus sinais, diferente do necrotrófico, quando a lesão geralmente representa a maioria da área de colonização e de reprodução. De acordo com o teste t, não houve diferença da TEL entre as três cultivares, provavelmente pelo fato de as três cultivares serem suscetíveis à ferrugem (Pereira et al., 2002). O número médio de uredosporos produzidos foi de 918,6, 929,3 e 934,8/cm² de pústula, em uma única amostragem para as cultivares Acaiá, Catuaí e Rubi, respectivamente. Segundo McCain & Hennen (1984), uma lesão da ferrugem do cafeeiro pode produzir de 300 a 400.000 uredosporos ao longo de 3 a 5 meses. Também não houve diferença para a produção de uredosporos entre as cultivares, possivelmente devido à reação de cultivares.

As pústulas da ferrugem do cafeeiro expandiram nas três cultivares estudadas ao longo de 15 dias. Apresentaram similaridade quanto à expansão da pústula no tempo, na velocidade de crescimento e na produção de novos urediniósporos, que servirão de fonte de inoculo no próximo ciclo da doença. Estes resultados podem contribuir para melhor entendimento dos possíveis mecanismos que atuam no aumento da severidade da ferrugem do cafeeiro, sem que ocorram novas infecções.

Recebido 07 Abril 2006 - Aceito 16 Janeiro 2007 - FB 6045

Autor para correspondência: Edson A. Pozza

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  14 Jun 2007
• Data do Fascículo
  Abr 2007

Histórico

• Aceito
  16 Jan 2007
• Recebido
  07 Abr 2006