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Genetic variations among the isolates of Bipolaris Maydis based on phenotypic and molecular markers / Variações genéticas entre os isolados de Bipolaris Maydis podem ser baseadas em marcadores fenotípicos e moleculares / Genetic variations among the isolates of Bipolaris Maydis based on phenotypic and molecular markers

Nadeem, A.; Hussain, S.; Fareed, A.; Fahim, M.; Iqbal, T.; Ahmad, Z.; Saeedullah, ; Karim, R.; Akbar, A..
Brazilian Journal of Biology 2024, Volume 84 elocation e253147

Resumo em português

Resumo A ferrugem das folhas de maydis, causada por Bipolaris maydis, é uma doença importante da cultura do milho em Khyber Pakhtunkhwa (KP), Paquistão. Quinze isolados do patógeno, coletados em KP, foram estudados quanto à variabilidade com base em marcadores fenotípicos e moleculares. Variabilidade significativa entre os isolados foi observada quando avaliada por meio de características fenotípicas, como crescimento radial, concentração de esporos, sensibilidade a fungicida e virulência. Os isolados foram classificados em seis grupos de cultura com base na cor, textura e margens da colônia. A morfologia dos conídios também foi variável. Estes eram retos ou ligeiramente curvos e de cor marrom-claro a escuro. O teste de fungicida mostrou variação significativa no grau de sensibilidade ao carbendazim. O isolado Bm8 exibiu crescimento radial máximo em placas com adição de carbendazim. Por outro lado, o isolado Bm15 apresentou o menor crescimento radial. As variações no padrão de virulência dos isolados foram evidentes quando uma variedade de milho suscetível Azam foi inoculada com esporos de B. maydis. A variabilidade genética entre os isolados também foi estimada por RAPD, bem como sequenciamento da região ITS. O dendrograma RAPD agrupou todos os isolados em dois grupos principais. A distância genética média variou de 0,6% a 100%, indicando uma lacuna genética diversa entre os isolados. A distância genética máxima foi encontrada entre os isolados Bm9 e Bm10 e também entre Bm2 e Bm8. Por outro lado, os isolados Bm13 e Bm15 estavam a uma distância genética mínima. O dendrograma filogenético baseado no sequenciamento da região ITS agrupou todos os isolados em um único aglomerado principal. Os agrupamentos em ambos os dendrogramas não se correlacionam com a distribuição geográfica nem com as características morfológicas.

Resumo em inglês

Abstract Maydis leaf blight, caused by Bipolaris maydis, is an important disease of maize crop in Khyber Pakhtunkhwa (KP) Pakistan. Fifteen isolates of the pathogen, collected across KP, were studied for variability based on phenotypic and molecular markers. Significant variability among the isolates was observed when assessed using phenotypic traits such as radial growth, spore concentration, fungicide sensitivity and virulence. The isolates were classified into six culture groups based on colour, texture and margins of the colony. Conidial morphology was also variable. These were either straight or slightly curved and light to dark brown in colour. Fungicide test showed significant variation in the degree of sensitivity against Carbendazim. Isolate Bm8 exhibited maximum radial growth on carbendazim spiked plates. Conversely, isolate Bm15 showed the lowest radial growth. Variations in virulence pattern of the isolates were evident when a susceptible maize variety Azam was inoculated with spores of B. maydis. Genetic variability amongst the isolates was also estimated by RAPD as well as sequencing of ITS region. The RAPD dendrogram grouped all the isolates into two major clusters. Average genetic distance ranged from 0.6% to 100%, indicating a diverse genetic gap among the isolates. Maximum genetic distance was found between isolates Bm9 and Bm10 as well as Bm2 and Bm8. Conversely, isolates Bm13 and Bm15 were at minimum genetic distance. Phylogenetic dendrogram based on sequencing of ITS region grouped all the isolates into a single major cluster. The clusters in both the dendrogram neither correlate to the geographical distribution nor to the morphological characteristics.