Reprodução Sexuada em Pyricularia oryzae

Sexual Reproduction in Pyricularia oryzae

Resumos

A brusone é causada pelo fungo Ascomyceto Pyricularia oryzae, sendo a doença mundialmente mais importante do arroz. Além do arroz, P. oryzae causa a brusone em trigo no Brasil, no Paraguai e na Bolívia. A alta variabilidade genético-patotípica observada em populações locais de P. oryzae, é possivelmente responsável pela baixa durabilidade da resistência de cultivares de arroz e trigo a referida doença, e talvez também seja determinante em eventos de 'mudança de hospedeiro' pelo patógeno. Esta revisão tem por objetivo apresentar aspectos relevantes da reprodução sexuada de P. oryzae, bem como informações sobre mecanismos de regulação do ciclo reprodutivo sexual do patógeno por meio dos genes mating type e feromônios, num sistema de reconhecimento específico. O conhecimento da biologia reprodutiva e da importância da reprodução sexuada em P. oryzae é essencial para o manejo da brusone baseado em resistência durável.

brusone; peritécio; variabilidade genética; Magnaporthe oryzae

Blast is caused by the Ascomycete Pyricularia oryzae and is the most important disease affecting rice in the world. Besides rice, wheat is affected by blast caused by P. oryzae in Brazil, Paraguay and Bolivia. The high genetic-pathotypic variability observed in local populations of P. oryzae is probably responsible for the low resistance durability of rice and wheat cultivarsto this disease and may also be determinant in eventsof 'host shift' by the pathogen. This review aims to present important aspects of the sexual reproduction of P. oryzae, as well as information about the regulatory mechanisms of the pathogen sexual cycle by the genes mating type and pheromones in a specific recognition system. Understanding the reproductive biology and the importance of P. oryzae sexual cycle is essential for blast disease management based on durable resistance.

blast disease; perithecium; genetic variability; Magnaporthe oryzae

A brusone é causada pelo fungo Ascomyceto Pyricularia oryzae Cavara, sendo a mais importante doença do arroz no mundo (55). A brusone do trigo é recente, tendo emergido no Brasil no Estado do Paraná em 1985 (22), e ocorre também no Paraguai e na Bolívia (15). O fungo é hemibiotrófico, e causa sintomas em todas as partes das plantas, como manchas elípticas em folhas (55) e branqueamento gradual de espigas (22). A severidade da doença varia muito de acordo com as condições climáticas e com as cultivares utilizadas, e as perdas podem chegar a quase 100 % (19,22).

A alta variabilidade do fungo contribui para a frequente perda de resistência em cultivares de arroz e trigo (39), e em conjunto com mudanças nos agro-ecossistemas, também contribui com o fenômeno de 'mudança de hospedeiro'. O trabalho de Couch et al. (10) aponta evidências de que linhagens infectivas ao arroz emergiram a partir de isolados de Setaria, na China, seguido de especialização em plantas daninhas comuns ao arroz. Stuckenbrok & Mcdonald (45) sugerem que o mesmo tenha ocorrido para favorecer a emergência da brusone do trigo no Sul do Brasil. Existem evidências de que a reprodução sexuada seja a principal fonte de variabilidade de P. oryzae (36,40).

Espécies de Pyricularia foram nomeadas em sua fase sexual como Magnaporthe spp. (9, 21) por muitos anos, mas recentemente tem sido resolvida a utilização apenas do nome Pyricularia tanto para a fase assexuada como para a fase sexuada, seguindo o Novo Código Internacional de Nomenclatura para Algas, Fungos e Plantas (30, 46).

O reconhecimento dos indivíduos sexualmente compatíveis é regulado por genes mating type (48) e feromônios (43). A indução do desenvolvimento de peritécios negros com longos pescoços e ascas unitunicadas contendo oito ascósporos tri-septados pode ser realizada por pareamento de indivíduos compatíveis in vitro ou em plantas, em tecidos senescentes (20, 44). Esta observação pode levar à hipótese de que o teleomorfo ocorra em restos de cultura. No entanto, esta e outras questões permanecem ainda não esclarecidas.

São escassos os estudos sobre o papel da reprodução sexuada na estrutura genética de populações de P. oryzae, bem como na biologia reprodutiva do patógeno envolvendo morfogênese, fatores reguladores e métodos de indução.

Compatibilidade sexual em populações de Pyricularia oryzae

Uma vez que P. oryzae é heterotálico (ou auto-incompatível) (27), sua fase perfeita só é possível quando ocorre o cruzamento entre dois indivíduos de tipos sexualmente compatíveis (mating types) e que sejam férteis. Isso ocorre quando a estrutura receptora ('feminina') chamada ascogônio está apta a receber o(s) núcleo(s) do indivíduo compatível doador ('macho'), por meio de conídios ou hifas (Figura 1A e B). É possível ainda que estes núcleos possam ser oriundos de microconídios unicelulares e fusiformes produzidos em fiálides (60).

Figura 1
Esquema ilustrativo do ciclo sexual de Pyricularia oryza e com etapas da morfogênese e a e sua regulação gênica em P. oryzae e/ou outros Ascomycota. A, Presença de indivíduos compatíveis, Mat1-1 e Mat1-2 (27);B, Desenvolvimento das estruturas 'masculinas' (hifas e/ou conídios, 'doadores') e 'femininas' (ascogônios, 'receptores'); C, Envelopamento do ascogônio, originando o protoperitécio (34, 35); D, Fertilização: plasmogamia e transferência nuclear precedidos de reconhecimento por meio de feromônios MF1-1 e MF2-1 (43) em receptores específicos de indivíduos compatíveis (25, 29), desencadeado uma transdução de sinais (31, 33) por meio de proteínas G (16, 41), MAP quinases (34), transferases, proteases, e fatores de transcrição, entre estes, genes MAT (26, 48), para a indução da expressão de genes necessários à morfogênese sexual.E, Desenvolvimento do protoperitécio em peritécio imaturo com hifas ascógenas fertilizadas (34, 35) muitas vezes dependente da expressão de genes MAT (7, 32), de feromônios(7, 17) e/ou de proteínas G (16).F, Ascosporo gênese: cariogamia e meiose em hifas ascógenas, seguido de mitoses pós-meióticas, divisão celular, novas mitoses, e septação, para origem de ascósporos tetra-celulares (57); evento muitas vezes dependente da expressão de genes MAT (17),de feromônios (49), e/ou de proteínas G (16), ou seja, sem a expressão destes genes pode ocorrer esterilidade.G, Peritécio maduro e liberação dos ascósporos por meio de deliquescência de ascas, com origem de novos indivíduos pela germinação de células terminais (57).

A fase sexuada de P. oryza normalmente não é observada naturalmente (20). No entanto, muitos estudos sugerem que isolados patogênicos ao arroz podem se reproduzir sexuadamente, devido à presença de talos geneticamente compatíveise fêmeas férteis em populações do fungo na Índia (12), em Bangladesh (42), e no sudeste da Ásia (40), centros de origem do arroz. O primeiro relato de elevados níveis de fertilidade (24 a 52%) em isolados provenientes de arroz, em diferentes regiões da Índia, foi feito por Dayakar et al. (12).

No Brasil, isolados de arroz avaliados por Urashima et al. (50) desenvolveram peritécios in vitro, mas não produziram ascósporos e não apresentaram compatibilidade sexual com isolados de outros hospedeiros testados. Quanto aos isolados patogênicos a plantas de trigo, ambos os tipos compatíveis foram detectados no campo (4, 50), compatíveis sexualmente com outros isolados de trigo, cevadinha (Bromus catharticus Vahl), alpiste (Phalaris canariensis L.) e triticale (X. triticosecal Wittmack) (18).

O idiomorfo Mat1-1 predominou nas populações amostradas nos Estados do Mato Grosso do Sul, Paraná e São Paulo. Por outro lado, Maciel et al. (36) encontraram populações de isolados de trigo com diferentes distribuições dos idiomorfos Mat1-1 e Mat1-2: no Centro-Oeste (4:1), no Triângulo Mineiro (30:1), em São Paulo (1:0), e no Paraná (15:1). Tendo analisado a estrutura populacional do patógeno (com base em onze microssatélites e testes de patogenicidade) estes autores propuseram que as populações de P. oryzae possuem um sistema reprodutivo misto, onde a reprodução sexuada é seguida da dispersão clonal.O favorecimento da dispersão clonal de P. oryzae pela seleção de indivíduos Mat1-1 com um gene de resistência à estrobilurina foi recentemente descrito para populações do Distrito Federal, e dos Estados de Goiás, Minas Gerais, Mato Grosso do Sul, Paraná, Rio Grande do Sul e São Paulo (5).

Morfogênese do peritécio de Pyricularia spp.

A fase perfeita de Pyricularia foi primeiramente descrita como Ceratosphaeria grisea, por Hebert (21), por meio de cruzamentos entre isolados de capim-colchão (Digitaria horizontalis Willdenow), em meio Sachs´ Agar com grãos de cevada e bainhas de arroz e incubados a 25ºC sob luz fluorescente contínua.

Os peritécios de Pyricularia spp. podem estar isolados ou em grupos, fundidos ou não, parcialmente ou totalmente imergidos no substrato, com longos rostros salientes a partir da superfície, hialinos a escurecidos com a idade (Figuras 2 e 3), contendo longas perífises filiformes e deliquescentes. As ascas se originam na base do pescoço, cilíndricas a subclavadas, unitunicadas e com uma fina parede e um opérculo na extremidade superior. Os ascósporos são hialinos, fusiformes, tri-septados, moderadamente curvados, com glóbulos de óleo usualmente presentes, e provavelmente a liberação ocorre pela deliquescência da asca. Podem germinar a partir de uma, ou de ambas as células terminais (Figura 1 G)(21).

Figure 2
Indução in vitro de produção de peritécios de Pyricularia oryzae pelo pareamento de isolados compatíveis Mat1-1 e Mat1-2, patogênicos ao trigo (A, C e D) e ao arroz (B), em meio de aveia incubados sob iluminação fluorescente e negra (próxima à UV) combinadas de forma contínua a 22 °C por 30 dias. A, imagem em esteriomicroscópio de peritécios dispersos em várias regiões da placa (setas); B, imagem em esteriomicroscópio deperitécios alinhados na região de encontro das colônias (seta); C, imagem em microscópio eletrônico de varredura: vários protoperitécios se desenvolvendo de forma agrupada; D, imagem em microscópio de luz de peritécios encontrados imersos no meio de cultura, apresentando longos pescoços (setas), removidos por meio de escarificação.

Figure 3
Indução da produção de peritécios de Pyricularia oryzaeisolados de trigo emhastes senescentes de plantas de arroz (A) e trigo (B),por meio de inoculação com suspensão conidial mista contendo isolados compatíveis Mat1-1 e Mat1-2.A, imagem em microcópio de luz de peritécios desenvolvidos agrupados e parcialmente submersos nos tecidos vegetais (seta); B, imagem de microscopia eletrônica de varredura: corte transversal de haste, com colonização micelial interna e peritécio com pescoço longo (seta).

Hifas vegetativas uninucleadas dão origem a hifas ascógenas binucleadas, que formam o crozier (Figura 1 F). Eventualmente, é possível também observar dois núcleos em células de hifas vegetativas mais velhas (57).

A fertilização ocorre quando o(s) núcleo(s) do indivíduo doador chega(m) aos ascogônios do indivíduo receptor, estruturas localizadas no interior de protoperitécios. Muitas espécies de Ascomycota possuem tricógines, prolongamentos que saem dos ascogônios e se projetam para o exterior dos protoperitécios. Os tricógines recebem núcleos de indivíduos doadores por meio de plasmogamia com o tubo germinativo de conídios ou de hifas. No entanto, esta estrutura ainda não foi caracterizada em Pyricularia spp., necessitando maior elucidação sobre como ocorre sua fertilização, talvez pela entrada de tubos germinativos e/ou hifas nos protoperitécios, onde estão as hifas ascógenas (Figura 1 D), ou ainda chegando ao ascogônio antes mesmo de seu envelopamento. O núcleo doado migra para o ascogônio (Figura D e E), onde poderá se recombinar com núcleo do indivíduo receptor na meiose (Figura 1 F), o que caracteriza o início do ciclo de reprodução sexuada (8). Após, cada um dos quatro núcleos gerados sofrem mitose pós-meiótica, resultando assim nos oito núcleos dos oito ascósporos encontrados em cada asca (Figura 1 F). Novas mitoses ocorrem dentro dos ascósporos, seguido de septação e, ao final, ascósporos com quatro células uninucleadas, à medida que ocorre a maturação final do peritécio (Figura 1 G) (57).

O protoperitécio é uma estrutura esférica a sub-esférica que se desenvolve envolvendo os ascogônios (Figura 1 C), e resulta na origem do peritécio maduro (Figura 1 G). Sua morfogênese em Neurospora crassa Shear & B.O. Dodge (descrita por meio de microscopia eletrônica de varredura (34)) foi dividida nas fases de formação da hélice ascogonial, expansão do protoperitécio, e emergência do tricógine. O anel ascogonial é estabilizado de forma helicoidal por meio matriz extracelular (MEC). Ramificações de novas células as cogoniais envelopam a hélice,com um envelopamento adicional de hifas ramificadas do envelope original e hifas vizinhas, originando o protoperitécio, com uma capa compacta estabilizada por meio de MEC. Este se expande e origina elongações chamadas de tricógines, marcando a maturação do protoperitécio. Para amorfogênese do peritécio de N. crassa, a fusão com células detipos sexuais compatíveis é requerida. Foi possível caracterizar para Sordaria macrospora Auers wal das fases ascogonial, protoperitecial, e peritecial (35). Ao menos treze tipos de células especializadas e morfologicamente distintas foram classificados em três classes, hifas, células conglutinadas, e esporos. Ainda não existe uma análise descritiva em classes de células para os tecidos sexuados de Pyricularia spp.. A seguir, uma discussão sobre vários fatores genéticos reguladores da compatibilidade e da morfogênese sexual.

Estrutura e função de genes relacionados ao ciclo sexual em Pyriculariaoryzae e em outros Ascomycota

O locus onde estão localizados os genes mating type(MAT) em P. oryzae é chamado Mat1, localizado no cromossomo três. Possui dois idiomorfos, Mat1-1, o qual codifica os transcritos Mat1-1-1, Mat1-1-2 e Mat1-1-3, e Mat1-2, o qual codifica os transcritos Mat1-2-1 e Mat1-2-2 (26,48). Os genes MAT1-1-3 e MAT1-2-2 possuem, respectivamente, as ORFs MAT1-1-3a e MAT1-1-3b, e MAT1-2-2a e MAT1-2-2b, determinadas por splicingalternativo (26).

A proteína deduzida do transcrito Mat1-1-1 inclui um motivo α-box, que é conservado como produto de Mat1-1 em vários fungos Ascomycota (48). Este gene define o idiomorfo Mat1-1, e evidências suportam que sua proteína α é um fator de transcrição que se liga ao DNA via domínio α conservado. Seu gene correspondente em Saccharomyces cerevisae Meyen ex E.C. Hansen é MATα1p, um co-ativador transcricional essencial para a expressão de genes mating type - específicos, bem como de feromônios e receptores de feromônios (25).

Por outro lado, a proteína deduzida de MAT1-2-1 contém o motivo GAM-box de ligação ao DNA, que é conservado em produtos Mat1-2 de vários Ascomycota, e caracteriza o idiomorfo Mat1-2 (48). O domínio GAM (Grupo de Alta Mobilidade) possui uma sequência com afinidade a DNA encontrada em proteínas cromossomais não-histonas e fatores de transcrição. As ORFs MAT1-1-3a e MAT1-2-2a (26) também codificam para o domínio GAM. Análises estruturais e filogenéticas de GAM-box de MAT1-1-3 e MAT1-2-1 de Podospora anserina (Rabe nh.) Niessl mostraram que estas proteínas são muito dissimilares entre si e que provavelmente se ligam ao DNA de maneira muito diferente (1,2).

Quanto ao transcrito de MAT1-1-2, SMR1 de P. anserina, foi verificado que seu domínio conservado HPG possui resíduos de histidina, prolina e glicina. Mutações de substituição de triptofano para alanina promoveram completa inibição do desenvolvimento de peritécios, nos estádios iniciais (7). Estudos de localização celular de SMR1 com GFP indicaram sua localização no citoplasma, mas sua função permanece não elucidada (7).

A interação entre os transcritos dos genes MAT pode ocorrer (24) ou não (1) em diferentes Ascomycota, sem função conhecida para o ciclo sexual.

A importância do locus MAT na reprodução sexuada parece ser diferente em diferentes fungos (6). O nocaute combinado de MAT A-1 (MAT1-1-1) e MAT A-3 (MAT1-1-3) em N. crassareduziu a fertilidade, sem efeitos no corpo de frutificação e na compatibilidade vegetativa (17). Já o nocaute de MAT1-1-1 e MAT1-2-1 afetou a fertilidade de P. anserina (14). Em S. macrospora, o nocaute de SMTA-2 (MAT1-1-2) ou a dupla-deleção SMTA-2/3 (deleção de MAT1-1-1 e MAT1-1-3), teve como consequência o subdesenvolvimento do ascocarpo (32). As análises de qRT-PCR nestes mutantes revelaram que a proteína SmtA-1 atua como um regulador positivo da expressão de genes de precursores de feromônios ppg1 e ppg2, e SmtA-2 teve um efeito negativo na expressão de ppg2. Já isolados ΔMAT1-2-1 de Fusarium verticillioides (Sacc.) Nirenberg tiveram regulação negativa na expressão de precursores e receptores de feromônio (29), e a importância do locus Mat1-2 no ciclo sexual de Fusarium graminearum Schwabe foi verificada por Lee et al. (33), quando observaram que sua deleção reduziu significativamente a quantidade de transcritos de inúmeros genes relacionados direta ou indiretamente com o ciclo sexuado.

Kang et al. (27) transformaram isolados de P. oryzae de um mating type com um cosmídeo linearizado contendo o gene MAT do mating type oposto, resultando assim num isolado que continha ambos, ou seja, um transformado homotálico, tanto para isolado Mat1-1 quanto para isolado Mat1-2. Todavia, tanto ascósporos quanto conídios destes indivíduos transformados não reproduziram a característica homotálica, apresentando um mating type ou outro.

Além dos genes MAT, a regulação do reconhecimento específico dos indivíduos de tipo sexual oposto ocorre por meio de feromônios e seus receptores específicos, cuja interação desencadeia uma transdução de sinais para estimular a expressão de outros genes importantes para o ciclo sexual (43). A partir deste reconhecimento é iniciada uma rota de sinalização celular que envia sinais ao núcleo, onde, juntamente com diversos fatores de transcrição, induzem a expressão de genes relacionados à reprodução sexuada (Figura 1 D*). Os principais componentes da rota MAPquinasede resposta a feromônios já elucidados para S .cerevisae, Schizosaccharomyces pombe Lindnere N. crassa, foram citados por Kim et al. (31): proteínas regulatórias mating type; fatores mating(precursores de feromônios); proteínas G; proteínas MAP quinase; fatores de transcrição; transferases; endoproteases; e aminopeptidases. Após o sequenciamento do genoma de P. oryzae, verificou-se que diversos destes componentes possuem genes de alta similaridade com genes relacionados em S. cerevisae (13). A reprodução sexuada de Aspergillus nidulans (Eidam) G. Winter foi correlacionada com o aumento da expressão dos genes MAT e de genes-chave da rota de sinalização de feromônios MAP quinase (37).

Genes precursores de feromônios já foram caracterizados para S. cerevisae (11), Cryphonectria parasitica (Murrill) M.E. Bar (59), P. oryzae (43), S. macrospora (38) e N. crassa (3).

Shen et al. (43) identificaram os genes Mating factors, MF1-1 e MF2-1 como precursores de feromônios em P. oryzae. O gene MF1-1 codifica para um polipeptídio de 26 aminoácidos, e possui terminação CAAX, encontrado em genes de feromônios de S. cerevisae. O gene MF2-1 contém sítios potenciais de protease Kex2, e sequências repetidas dipeptídicas na região N-terminal, como em S. cerevisae e C. parasitica.

A deleção de MF1-1 em C. parasitica causa esterilidade em 'doadores' (machos), sem efeitos no ciclo vegetativo (49). No entanto, foi verificado que o gene precursor de feromônio MFA-1 de N. crassa também pode afetar o crescimento filamentoso (31). A regulação da reprodução sexual pode sofrer influência das condições do ambiente, mas, além disso, existe um controle intrínseco do organismo, que obedece a um 'relógio molecular'. Foi verificado que a expressão de MF1-1 em C. parasitica pode variar de acordo com estímulos do ambiente, como a composição do substrato onde o fungo se encontra, e com a idade do isolado (49). A expressão de precursores de feromônios de N. crassa apresentou padrão circadiano (3).

As proteínas G são mediadoras em respostas a sinais do ambiente. São compostas pelas subunidades α, β e ϒ, e seus genes são requeridos para formação de corpos de frutificação, como observado para A. nidulans (41). O gene MAGB em P. oryzaeé codifica a subunidade α da proteína G, cujo silenciamento levou a defeitos na formação deperitécios, apressórios e conídios, e no crescimento celular (16).

Métodos para a indução do ciclo sexual de Pyricularia oryzae

Frequentemente os estudos sobre a fase sexuada de Pyricularia spp. são conduzidos in vitro, desde sua primeira caracterização (21) até os dias atuais (51) (Tabela 1). Itoi et al. (23) desenvolveram um método ainda bastante utilizado (Tabela 1), o método de "cultivo-em-triângulo". Baseia-se no pareamento equidistante entre peças de micélio de três indivíduos em uma mesma placa, onde dois são testadores (conhecidamente férteis), um de cada tipo sexual, e o outro isolado, avaliado quanto à compatibilidade com um dos dois testadores. Linhas duplas de peritécios com ascósporos viáveis na interface entre duas colônias indicam fertilidade, e o lado onde isso ocorre indica a qual tipo sexual pertence o isolado avaliado. No entanto, nem todos os isolados de P. oryzae apresentam este comportamento. Em pareamento de isolados de arroz (linhagens 70-15 e 40-91), linhas de peritécios foram observadas, como no método de Itoi et al. (23) (Figura 2 B), mas quando isolados de trigo são pareados (linhagens 50-46 e 33-1), os peritécios se originaram dispersos de forma irregular nas placas (Figura 2 A, C e D). Provavelmente isto não deva ser uma regra para todos os isolados de arroz ou de trigo, e não são conhecidos os fatores que determinam este comportamento. Assim, sugere-se, neste caso, primeiramente identificar o tipo sexual dos isolados por meio de PCR (47), seguido de pareamentos com duplas de indivíduos compatíveis, para localização de testadores (hermafroditas férteis) de Mat1-1 e de Mat1-2.

Tabela 1
Métodos para indução da produção de peritécios de Pyriculariaspp.

Hospedeiro(s)	País(es) de origem dos isolados	Método	Testador(es)	Condições de luz/temperatura	Referência
Digitaria saguinalis	EUA	Pareamento em Sachs’agarcom grãos de cevada e palha de arroz	-	25°C/luz fraca/21 dias	(21)
Eleusine coracana	Japão	2mL suspensão com fragmentos miceliais sobre bainhas de arroz desinfestadas, em Sachs’agar	-	20°C/ luz 330-780nm/fotoperíodo 12hrs (550erg/cm2/seg) /20-30 dias	(28)
Eleusine coracana	Japão	“Cultivo-em-triângulo” com peças de micélio em meio de aveia	G10-1, P2-6 (Mat1-1), Z2-1, Z5-1, Z7-1 (Mat1-2)	28°C/luz branca/10dias; Seguindo de 20 dias sob luz negra (perto da UV)	(23)
Oryza sativa	Guiana Francesa e Mali	Suspensão mista de conídios injetada em plantas de arroz	Guy11(Mat1-2) e ML25 (Mat1-1)	Plantas inoculadas sob 20°C/ luz branca/15 dias; bainhas com lesões transferidas para câmara úmida a 20°C/luz branca/15dias	(44)
E. coracana, Brachiaria plantaginea, Setaria italica, Triticuma estivatum	Japão, Brasil	“Cultivo-em-triângulo” com peças de micélio em meio de aveia (distância de 4cm) (23)	G10-1 (Mat1-1), Z2-1 (Mat1-2)	25°C/escuro/7 dias; seguido de 20 dias sob luz branca contínua/20°C	(50)
O. sativa	China	Suspensão mista de conídios injetada em plantas de arroz (44)	CHNOS0101-3B-2 (Mat1-2), 3B-4 (Mat1-1) e 3B-5 (Mat1-2)	Diferentes protocolos testados, a partir de Silue e Notteghem (44)	(20)
E. coracana, O. sativa	Índia, Guiana Francesa	“Cultivo-em-triângulo” com peças de micélio em meio de aveia (distância de 5cm) (23)	Guy11, KA-3, KA-9, KA-7	27°C/escuro/7 dias; seguido de 20 dias sob luz branca contínua/22-24°C	(53)
E. coracana, O. sativa	Índia, Guiana Francesa	plugs de micélio em meio de aveia (distância de 2cm)	Guy11, KA-3, KA-9, KA-7	20-22°C/luz branca contínua (40W)/20 dias	(12)
T. aestivatum	Brasil	“Cultivo-em-triângulo” com peças de micélio em meio de aveia (distância de 4cm) (23)	Bp3a e Br118.2D; Br7 e Br8; Br35 e Br48	22°C/luz branca contínua /30 dias	(4)
E. coracana, O. sativa, T. aestivatum	Uganda, Índia, Guiana Francesa, Brasil	peças de micélio em meio de aveia (distância de 4cm)	KA-3, KA-7, KA-9, Guy-11, BR-48, e BR-116.5	27°C/fotoperíodo 12hrs/7 dias; seguido de 20 dias sob luz branca contínua (76µE m-2 s-1)/20°C	(54)
Stenotaphrum secundatum, Festuca arundinacea	EUA, Guiana Francesa	Placa com meio de aveia dividida em 8 setores radiais com peças alternados em testadores e avaliados	Guy11 (Mat1-2), 2539 (Mat1-1)	25°C/luz branca contínua /28 dias	(47)
T. aestivatum, Hordeum vulgare, X. triticosecale, Brachiaria plantaginea, O. sativa e várias outras Poaceas	Brasil: MS, PR e SP	“Cultivo-em-triângulo” com peças de micélio em meio de aveia (distância de 4cm) (23)	Isolados parentais	22°C/luz branca contínua /28 dias	(18)
Lolium multiflorum, O. sativa	Tailândia, China	peças de micélio em meio de aveia (distância de 3cm)	Hermafroditas: TH12 (MAT1-1) e TH16 (MAT1-2); CHL43 (MAT1-1) e CHL42 (MAT1-2)	20°C/luz branca contínua /20 dias	(58)
T. aestivum x Tricicosecale, L. multiflorum, O. sativa	Brasil	“Cultivo-em-triângulo” com peças de micélio em meio de aveia (23)	Br8	22°C/luz branca contínua /20 dias	(51)

Métodos para a indução do ciclo sexual de P. oryzae em plantas também já foram desenvolvidos. Silue & Notteghem (44) e Hayashi et al. (20) observaram a formação de peritécios em bainhas senescentes de folhas de arroz por meio da injeção de conídios em suspensões mistas com linhagens Mat1-1 e Mat1-2, patogênicas ao arroz. Repetiu-se este procedimento (20) com sucesso em plantas de arroz (Figura 3 A) e trigo (Figura 3 B) inoculadas com isolados de trigo. Foram observados peritécios superficiais, parcialmente submersos (Figura 3 A) e internos (Figura 3 B) aos tecidos senescentes de hastes cortadas e incubadas em câmara úmida sob 20 ºC e luz fluorescente contínua por 30 dias. O desenvolvimento dos ascocarpos em tecidos senescentes pode levar à hipótese de que o teleomorfo de P. oryzaeocorra durante a fase necrotrófica, provavelmente em restos de cultura. No entanto, esta questão permanece ainda não esclarecida, sendo potencialmente fundamental em termos de manejo da brusone.

Diversas técnicasde indução do ciclo sexual já foram desenvolvidas (Tabela 1), e as condições ideais de luz, temperatura e nutrientes variam para isolados de diferentes origens geográficas e hospedeiros (56). Maior número de peritécios foi observado com temperatura de incubação de 20ºC para isolados de capim-colchão dos EUA, e 22 a 25ºC, para isolados de capim-pé-de-galinha (Eleusine indica (L.) Gartner) do Japão (56). A luz é essencial para a produção consistente de peritécios, e baixos comprimentos de onda (próximo à UV) são mais eficientes (56). O meio de aveia, comparado aos meios batata-sacarose e Sach'sagarcom bainhas de arroz, apresentou maior número de peritécios (56).

Cruzamentos in vitro com obtenção de descendentes podem ser úteis em estudos genéticos. Valent et al. (52) realizaram pareamentos com isolado de arroz e de capim-chorão (Eragrostis curvula (Schrad.) Nees), tendo utilizado o isolado de arroz como o parental recorrente em seis gerações. Por meio de estudos de patogenicidade e virulência da progênie, foi observado que os parentais possuem diferentes controles genéticos quanto à habilidade de infectar arroz.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Muitas são as questões ainda não esclarecidas no ciclo sexual de Pyricularia oryzae, tais como: distribuição de idiomorfos em diversas populações; estudos populacionais com obtenção de progênies da reprodução sexuada; o evento de fertilização; as funções específicas dos genes MAT e feromônios no reconhecimento dos indivíduos, na morfogênes e sexual e na fertilidade; ocorrência da fase sexuada em tecidos vegetais; diferentes condições de indução in vitro. Assim, este objeto de estudos é desafiador, com amplas possibilidades a serem exploradas.

AGRADECIMENTOS

À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), à Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG), à Fundação de Pesquisa São Paulo (FAPESP 2013/10655-4), e ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq/MCT-PP 307361/2012-8).

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  Jul-Sep 2015

Histórico

• Recebido
  18 Dez 2014
• Aceito
  09 Jun 2015