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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Caracterização de novas espécies de Streptomyces associadas à sarna da batata no Brasil
Title Alternative: Characterization of new Streptomyces species associated with potato scab in Brazil
Author: Corrêa, Daniele Bussioli Alves, 1985-
Advisor: Destéfano, Suzete Aparecida Lanza
Abstract: Resumo: A sarna da batata é uma doença de ocorrência generalizada nas regiões produtoras do Brasil, tornando-se um fator limitante no cultivo dessa cultura. Essa doença afeta a qualidade da batata por lesões na superfície do tubérculo, que diminuem seu valor comercial ou impedem a comercialização. Diferentes espécies do gênero Streptomyces são causadoras dessa doença e o levantamento das espécies patogênicas presentes em regiões produtoras do Brasil é um fator primordial para a realização de medidas de manejo. O presente trabalho teve por objetivo a caracterização de 57 linhagens de Streptomyces, consideradas possíveis novas espécies associadas à sarna da batata no Brasil, por meio de taxonomia polifásica. Foi realizada a caracterização morfológica, bioquímica, patogênica (genes nec1, tomA e txtAB e testes de patogenicidade in vitro em rabanete e batata) e molecular (primers específicos para S. acidiscabies, S. scabiei e S. turgidiscabies, PCR-RFLP do gene atpD, análises de multilocus - genes atpD, gyrB, recA, rpoB, trpB e do gene 16S RNAr) das linhagens. Utilizando-se as técnicas de PCR-RFLP do gene atpD e análise de sequências dos genes atpD e rpoB as linhagens foram, inicialmente, separadas em 20 grupos genéticos (G1 a G20). Esses grupos apresentaram alta heterogeneidade com relação à morfologia da cadeia de esporos, à produção de pigmentos e ao aspecto e coloração das colônias e dos esporos, bem como na utilização de diferentes fontes de carbono. Das 57 linhagens analisadas, 24 (35,3%) apresentaram amplificação dos três genes de patogenicidade avaliados, seis (8,8%) não apresentaram nenhum dos genes e 38 (55,9%) apresentaram diferentes combinações com ausência de um ou mais genes. Todas as linhagens mostraram-se patogênicas ao rabanete causando sintomas de necrose, inchaço radial e/ou nanismo da parte aérea e raiz, no entanto, apresentaram diferenças no grau de virulência. As linhagens mais virulentas também foram avaliadas em testes de patogenicidade em fatias de batata e a agressividade das mesmas, determinada pela extensão e profundidade da necrose, foi dependente da cultivar testada, sendo que todas as variedades avaliadas foram suscetíveis. A relação filogenética das linhagens foi estabelecida junto às principais espécies de Streptomyces fitopatogênicas e a maioria dos grupos genéticos ficou alocada em ramos distintos e/ou com baixos valores de similaridade de sequências. O grupo G11 ficou filogeneticamente próximo de S. scabiei e suas genomoespécies e o G7 próximo de S. turgidiscabies/S. reticuliscabiei, porém, esses grupos não apresentaram amplificação com primers espécie-específicos e apresentaram características morfológicas diferentes. Os dados moleculares, associados às características morfológicas, bioquímicas e patogênicas das linhagens, permitiram a confirmação de que os grupos genéticos representam pelo menos 34 novas espécies de Streptomyces fitopatogênicas no Brasil. Os polimorfismos nas sequências do gene atpD permitiram o desenvolvimento de primers específicos para as espécies S. caviscabies/S. setonii (Cavis1F/Cavis4R) e S. scabiei (ScADF2/ScADR1). A especificidade desses primers foi confirmada em experimentos de amplificação utilizando-se DNAs de outras espécies de Streptomyces causadoras da sarna da batata. O nível de sensibilidade da técnica de PCR utilizando-se os primers Cavis1F/Cavis4R foi de 0,1 pg. Ainda, nas análises de AFLP, a combinação de primers E21/M16 foi selecionada como marcador molecular para estudos taxonômicos dentro do grupo de espécies de Streptomyces fitopatogênicas

Abstract: Potato scab is a widespread disease in growing areas in Brazil, becoming a limiting factor in potato production. This disease affects potato quality due to injuries on the tuber surface decreasing its market value or precluding its commercialization. Several species of the genus Streptomyces causing potato scab are known and the survey of pathogenic species present in the Brazilian producing areas is the most important factor for performing management measures. This study aimed to characterize 57 strains of Streptomyces, considered possible new species associated with potato scab in Brazil, through polyphasic taxonomy. The morphological, biochemical, pathogenic (nec1, tomA and txtAB genes and in vitro pathogenicity tests on radishes and potatoes) and molecular characterization (species-specific primers for S. acidiscabies, S. scabiei and S. turgidiscabies, PCR-RFLP of atpD gene, multilocus sequence analysis of atpD, gyrB, recA, rpoB and trpB genes and 16S rRNA gene sequence analysis) of the strains were performed. Using PCR-RFLP of atpD gene technique and sequence analysis of atpD and rpoB genes, the strains were initially separated into 20 genetic groups (G1 to G20). These groups showed high heterogeneity in their spore chains morphology, pigment production and the appearance and color of the colonies and spores, as well as the utilization of different carbon sources. From a total of 57 strains evaluated, 24 (35.3%) showed presence of the three pathogenicity genes, six (8.8%) showed no amplification of the genes and 38 (55.9%) showed absence of one or more genes. All strains were pathogenic on radish causing symptoms of necrosis, radial swelling and/or stunting of shoot and roots, however, they showed differences in virulence level. The most virulent strains were evaluated in pathogenicity test on potato tubers slices and the aggressiveness of the strains, determined by the extent and depth of necrosis, was dependent on the cultivar of potato used, and all evaluated varieties were susceptible. The phylogenetic relationship of the strains has been established with respect to the main species of plant pathogenic Streptomyces and most groups were allocated in different branches and/or with low sequence similarity values. G11 group was closely related to S. scabiei and its genomospecies and G7 was allocated with S. turgidiscabies/S. reticuliscabiei, but they showed no amplification in experiments using species-specific primers and different morphological features were observed. The molecular data, associated with morphological, biochemical and pathogenic characteristics of the strains, allowed confirmation that these genetic groups represent at least 34 new species of phytopathogenic Streptomyces in Brazil. The polymorphisms in the atpD gene sequences allowed the development of species-specific primers for S. caviscabies/S. setonii (Cavis1F/Cavis4R) and S. scabiei (ScADF2/ScADR1). The specificity of these primers was confirmed by amplification experiments using DNA from other Streptomyces species causing potato scab. Sensitivity level of the PCR technique using the Cavis1F/Cavis4R primers was 0.1 pg. Further, in AFLP analyzes, E21/M16 primers set was selected as molecular marker for taxonomic studies within the group of plant pathogenic species of Streptomyces
Subject: Análise de sequências gênicas por multilocus
Batata
Streptomyces - Patogenicidade
Polimorfismo de fragmento de restrição
RNA ribossômico 16S
Editor: [s.n.]
Citation: CORRÊA, Daniele Bussioli Alves. Caracterização de novas espécies de Streptomyces associadas à sarna da batata no Brasil. 2015. 1 recurso online ( xxv, 151 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/317294>. Acesso em: 27 ago. 2018.
Date Issue: 2015
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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