RESUMO Populações do patógeno da mela da soja (Rhizoctonia solani AG-1 IA) são altamente diferenciadas geneticamente ao longo de um gradiente latitudinal nas mais importantes regiões de cultivo de soja do Brasil. Entretanto, os processos evolutivos que guiaram a adaptação regional são ainda desconhecidos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a importância relativa da variação genética neutra e da seleção natural sobre a divergência e adaptação regional de populações de R solani AG-1 IA da soja. Para tanto, comparou-se a diferenciação fenotípica por caracteres quantitativos (QST) e a diferenciação genética neutra (baseada em dados de microssatélites) entre três pares de populações (FST). Como medidas de respostas fenotípicas do fungo (caracteres quantitativos), estimou-se a tolerância ao estresse de temperatura e a tolerância a um fungicida cúprico de amplo espectro de ação (oxicloreto de cobre) sob condições ótimas (25 °C) e de temperatura elevada (33,5 °C). No geral houve aumento da variância genética com um efeito positivo sob a herdabilidade para tolerância ao fungicida cúprico na temperatura de estresse. As diferenças genéticas entre populações foram os principais determinantes da adaptação térmica em R. solani AG-1 IA (h2 > 0.70). A análise da estrutura genética neutra (FST) indicou subdivisão entre os três pares de populações. Embora a comparação de FST com os dados QST entre pares de populações não tenha seguido um único padrão, a maioria dos valores de QST estimados não diferiram significativamente de FST, indicando que, para os caracteres quantitativos estudados, a neutralidade (ou evolução neutra) teve importante papel na adaptação regional das populações do patógeno.

ABSTRACT Populations of the soybean leaf blight pathogen (Rhizoctonia solani AG-1 IA) are highly genetically differentiated along a latitudinal gradient in the major soybean growing regions of Brazil. However, the evolutionary processes leading to regional adaptation are still unknown. The objective of this study was to evaluate the relative importance of neutral genetic variation and natural selection on the divergence and regional adaptation of populations of the soybean-infecting pathogen R. solani AG-1 IA. Therefore, we compared the phenotypic differentiation in quantitative traits (QST) and the neutral genetic differentiation (FST, based on microsatellites data) among three pairs of populations. As measures of phenotypic responses of the fungus (quantitative traits), we estimated the tolerance to temperature stress and the tolerance to a broad-spectrum fungicide (copper oxychloride) under optimal (25 °C) and high temperature conditions (33.5 °C). In general there was an increase in genetic variance with a positive effect on the heritability for tolerance to copper fungicide under temperature stress. The genetic differences among populations were the main determinants of thermal adaptation in R. solani AG-1 IA (h2 > 0.70). The analysis of neutral genetic structure (FST) indicated subdivision between the three pairs of populations. Although population pairwise comparisons between FST and QST values did not follow a single pattern, the majority of QST values did not differ significantly from FST, indicating that, for the quantitative characters studied, neutrality (or neutral evolution) had a major role in the regional adaptation of R. solani AG-1 IA populations.

RESUMO A mancha areolada de Thanatephorus é uma das doenças mais importantes da seringueira (Hevea brasiliensis) na Amazônia. Apesar disso, questão importante sobre o real posicionamento filogenético deste patógeno ainda não foi respondida. Neste estudo, nós analisamos os padrões de variação genética em seqüências da região ITS-5.8S do rDNA de uma população de T. cucumeris (fase assexuada = Rhizoctonia solani AG 2-2) associado à mancha areolada da seringueira amostrada em Belém (Pará), Manaus (Amazonas) e Xapuri/Rio Branco (Acre) na Amazônia, e comparando-a filogeneticamente com membros do complexo AG 2 descritos mundialmente. Este estudo representa um passo importante para revelar a etiologia da fase assexuada de T. cucumeris da seringueira. Filogeneticamente, por análise Bayesiana, encontramos suporte para nomear um novo grupo de anastomose de R. solani associado à mancha areolada da seringueira: o AG 2-2 Hb. Este grupo constitui-se numa unidade evolutiva independente em relação aos subgrupos mundiais do AG 2-2 analisados. Na genealogia gênica construída por análise coalescente, observou-se que a população de R. solani AG 2-2 Hb de Belém é relativamente mais velha que as demais populações analisadas. O ancestral comum de todas as três populações analisadas está associado com a mancha foliar do maracujazeiro (Passiflora edulis), em Belém e tem cerca de 0,8 unidades evolutivas coalescentes de idade. Nenhum haplótipo da região ITS-5.8S do AG 2-2 Hb de Belém foi observado em outras regiões. Entretanto, a população de Manaus compartilhou dois, de seus quatro haplótipos, com aqueles observados em Xapuri / Rio Branco, no Acre, indicando fluxo gênico.

ABSTRACT Thanatephorus target spot is one of the most important diseases of rubber tree (Hevea brasiliensis) in the Amazon. However, an important question about the actual phylogenetic placement of this pathogen has not been answered yet. In this study, we analyzed the patterns of genetic variation in sequences of the ITS-5.8S rDNA region from a population of T. cucumeris (asexual phase = Rhizoctonia solani AG 2-2) associated with the rubber tree target spot sampled in Belém (Pará), Manaus (Amazonas) and Xapuri/Rio Branco (Acre), phylogenetically comparing with worldwide described members of AG 2. This study represents an important step to reveal the etiology of the asexual phase of T. cucumeris in the rubber tree. Phylogenetically, based on Bayesian analyses, we found support to nominate a new group of R. solani anastomosis associated with rubber tree target spot: AG 2-2 Hb. This group consisted of an independent evolutionary unit in relation to the worldwide described sub-groups of AG 2-2. Considering the gene genealogy built by coalescent analysis, we observed that the population of R. solani AG 2-2 Hb from Belém was relatively older than the other two analyzed populations. The common ancestor of all three populations is associated with passion-fruit (Passiflora edulis) foliar blight in Belém and has about 0.8 coalescent evolutionary units of age. No haplotype of the ITS-5.8S region of AG 2-2 Hb from Belém was observed in any other region. However, the population from Manaus shared two of its four haplotypes with those observed in Xapuri/Rio Branco, Acre, indicating gene flow.

RESUMO Muitos fitopatógenos de ampla distribuição geográfica como os fungos fitopatogênicos do gênero Rhizoctonia, estão sujeitos a extremas flutuações de temperatura em seus habitats. Para sobreviver a tais flutuações térmicas, esses organismos desenvolveram a habilidade de regular seus valores fenotípicos para adaptações térmicas bem como a outras variações ambientais específicas. O objetivo do presente estudo foi determinar o efeito do estresse térmico na evolucionabilidade para crescimento micelial de duas populações hospedeiro-distintas de Rhizocctonia solani AG-1 IA infectando arroz (OS6) ou Urochloa (BBT1) e compará-las a uma população de R. oryzae-sativae de arroz (OS5), espécie adaptada a temperaturas mais elevadas. As populações foram submetidas a duas temperaturas de crescimento: 25°C e 35°C (temperatura ótima e de estresse para R. solani AG-1 IA). Baseando-se em medidas do crescimento micelial, estimaram-se os coeficientes de variância genotípica (IG), variância ambiental (IE) e herdabilidade no sentido amplo (h2) como medidas de evolucionabilidade. Enquanto a população OS5 de R. oryzae-sativae foi pouco influenciada pelo estresse térmico, a 35oC detectou-se redução de h2 nas populações BBT1 e OS6 de R. solani AG-1 IA. Entretanto, os valores relativamente altos de h2 a 35oC (0,63 ± 0,07) indicaram que tanto a população BBT1 quanto a OS6 de R. solani AG-1 IA têm potencial de adaptação ao estresse térmico.

ABSTRACT A large number of widely distributed plant pathogens such as the phytopathogenic fungi of the genus Rhizoctonia are subject to extreme temperature fluctuations in their habitats. To survive such thermal fluctuations, these organisms have developed the capability of regulating their phenotypic values for specific thermal adaptations and to other specific environmental variations. The objective of this study was to determine the effects of thermal stress on the evolvability for mycelial growth in two host-distinct populations of Rhizoctonia solani AG-1 IA infecting either rice (OS6) or Urochloa (BBT1), and to compare them with a population of R. oryzae-sativae from rice (OS5), a species adapted to higher temperatures. The populations were subjected to two growth temperatures: 25°C and 35°C (optimal and stress temperatures for R. solani AG-1 IA). Based on mycelial growth, estimates of genotypic variance (IG), environmental variance (IE) and broad sense heritability (h2) were determined as measures of evolvability. The population OS5 of R. oryzae-sativae was almost not influenced by temperature stress, while at 35oC there was a reduction in h2 for the populations BBT1 and OS6 of R. solani AG-1 IA. However, the relatively high h2 values for mycelial growth at 35oC (0.63 ± 0.07) indicate that both populations BBT1 and OS6 of R. solani AG-1 IA have potential for adaptation to temperature stress.

RESUMO Esta pesquisa propõe a utilização de um método baseado em leitor automatizado de microplacas para detectar resistência a fungicidas triazóis (IDM) e estrobirulinas (IQe) em populações do fungo hemibiotrófico fitopatogênico Pyricularia graminis-tritici (Pygt) do trigo. A disponibilidade de método acurado, mais rápido e eficiente para a detecção da redução da sensibilidade a fungicidas contribuiria para facilitar a tomada de decisão sobre o manejo químico da brusone do trigo no país. Há informação sobre redução da sensibilidade de triazóis no controle da brusone do trigo e evidências da ocorrência generalizada de redução da sensibilidade à estrobilurinas em populações do patógeno no Brasil. O método de microplaca foi acurado em discriminar a variação fenotípica na sensibilidade entre isolados do patógeno aos fungicidas IDM tebuconazol e epoxiconazol e ao fungicida IQe azoxistrobina. Economicamente, ambos os métodos representam alto custo, portanto, é necessário comparar a eficiência desses métodos. O método de microplacas foi mais eficiente no uso de recursos, com custo operacional total 33% inferior ao do método de placas de Petri. Em conjunto, os fatores acurácia, rapidez e eficiência no uso de recursos indicaram que o método de microplaca pode ser utilizado no monitoramento da resistência a fungicidas em populações do fungo da brusone do trigo no agroecossistema brasileiro.

ABSTRACT This study proposes the application of a method based on an automated microplate reader to detect resistance to triazole (DMI) and strobilurin (QoI) fungicides in populations of the plant pathogenic hemibiotrophic fungus Pyricularia graminis-tritici (Pygt) from wheat. Availability of an accurate, more rapid and efficient method to detect eventual reduction in sensitivity to fungicides could contribute to facilitate the decision making on chemical management of wheat blast in the country. There are reports of reduction in the sensitivity of triazoles to control wheat blast and evidence of widespread reduction in the sensitivity to strobilurins in populations of the pathogen in Brazil. The microplate method was accurate in discriminating the phenotypic variation in sensitivity among isolates of the pathogen to the DMI fungicides tebuconazole and epoxiconazole and to the QoI fungicide azoxystrobin. Economically, both methods represent high cost, therefore, the efficiency of these methods should be compared. The microplate method was more efficient in the use of resources, with a total operating cost 33% inferior to that of the Petri dish method. Together, the factors accuracy, celerity and efficiency in the use of resources indicated that the microplate method can be used to monitor resistance to fungicides among populations of the wheat blast fungus in the Brazilian agroecosystem.

RESUMO Espécies do gênero Rhizoctonia estão associadas ao complexo de manchas da bainha do arroz, sendo que R. oryzae-sativae, em particular, causa a mancha agregada da bainha. Neste estudo objetivou-se determinar o potencial adaptativo de duas populações de Rhizoctonia oryzae-sativae à cultura do milho, uma das culturas comerciais amplamente cultivadas no estado de São Paulo e que pode ser utilizada em rotação com o arroz irrigado. Não há relatos da doença em milho no Brasil. Foram inoculados, em plantas de milho, isolados de duas populações de R. oryzae-sativae e determinou-se componentes de evolucionabilidade ou do potencial adaptativo de uma população (i.e., medidas de resposta à seleção) como os coeficientes de variância genotípica (IG), variância ambiental (IE) e a herdabilidade (h2) para os níveis de agressividade da doença. Comparou-se também a diferenciação fenotípica por caracteres quantitativos (QST) e a diferenciação genética neutra (baseada em dados de microssatélites) nas duas populações (FST). Experimentos similares usando plantas de arroz inoculadas com as duas populações do patógeno foram conduzidos como controle. Os isolados das populações de R. oryzae-sativae foram patogênicos e apresentaram variação na agressividade ao milho, com predominância de baixa herdabilidade para este atributo. Os valores estimados de QST não diferiram significativamente de FST indicando que a neutralidade teve importante papel na adaptação regional de populações do patógeno.

ABSTRACT Rhizoctonia species are associated with rice sheath-blight complex, and R. oryzae-sativae, in particular, causes aggregate sheath spot. This study aimed to determine the adaptive potential of two populations of R. oryzae-sativae to maize, one of the cash crops widely grown in São Paulo State and that could be used in rotation with irrigated rice. There is no report of the disease on maize in Brazil. Isolates of two populations of R. oryzae-sativae were inoculated in maize plants and components of evolvability or adaptive potential of a population (i.e., estimates of response to selection) were determined, such as genotypic variance coefficients (IG), environmental variance (IE) and heritability (h2) for the disease aggressiveness levels. Phenotypic differentiation based on quantitative traits (QST) was also compared with neutral genetic differentiation (based on microsatellite data) in the two populations (FST). Similar experiments using rice plants inoculated with the two populations of the pathogen were used as controls. Isolates from R. oryzae-sativae populations were pathogenic and had varied aggressiveness in maize, and low heritalibity predominated for this trait. The estimated values of QST did not differ significantly from those of FST, indicating that neutrality played an important role in the regional adaptation of the pathogen populations.