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Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, Recife, vol. 4, p.214-239, 2007. TRANSMISSÃO DE FITOBACTERIOSES POR INSETOS ROSA DE LIMA RAMOS MARIANO* ELINEIDE BARBOSA DA SILVEIRA* MARIA DE FÁTIMA CORREIA PONTES FRANK MAGNO DA COSTA SARAH JACQUELINE CAVALCANTI DA SILVA Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife, Pernambuco. *Pesquisador CNPq _______________ RESUMO TRANSMISSÃO DE FITOBACTERIOSES POR INSETOS Bactérias fitopatogênicas são responsáveis por importantes doenças de cultivos econômicos e podem ser disseminadas por insetos, entre outros agentes. Dois tipos de relação patógeno-vetor podem ser identificados, a associação íntima e a contaminação acidental. O objetivo desta revisão foi analisar algumas fitobacterioses nas quais os insetos vetores têm papel importante, tais como: a murcha-bacteriana das cucurbitáceas (Erwinia tracheiphila), clorose-variegada dos citros e outras doenças causadas por Xylella fastidiosa, crestamento- bacteriano do caupi (Xanthomonas axonopodis pv. vignicola) e da mandioca (X. axonopodis pv. manihotis) e podridões-moles (Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum). Termos para indexação: bactérias fitopatogênicas, disseminação, insetos, Erwinia tracheiphila, Xylella fastidiosa, Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum. ABSTRACT PLANT BACTERIAL DISEASES TRANSMITTED BY INSECTS Plant pathogenic bacteria cause important diseases in economic crops and may be disseminated by insects among other agents. Two main kinds of vector-pathogen interaction may be found, the intimate association and the accidental contamination. This review aims to analyze some of the plant bacterial diseases in which insects play important role such as: bacterial wilt of cucurbits (Erwinia tracheiphila), citrus variegated chlorosis and other diseases caused by Xylella fastidiosa, bacterial blight of cowpea (Xanthomonas axonopodis pv. vignicola) and cassava (X. axonopodis pv. manihotis) and soft rots (Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum). 215 Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, vol. 4, p.214-239, 2007. R.L.R. MARIANO et al. Index terms: plant pathogenic bacteria, dissemination, insects, Erwinia tracheiphila, Xylella fastidiosa, Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum. 1. INTRODUÇÃO Bactérias fitopatogênicas são responsáveis por importantes doenças de cultivos econômicos e podem se disseminar ativamente, pela movimentação de células flageladas em curtas distâncias, ou passivamente. A disseminação passiva pode ser direta ou indireta. A direta é realizada pelo transporte de sementes, mudas ou órgãos de propagação vegetativa infectados ou infestados. A disseminação passiva indireta é feita por agentes como água, ventos, insetos, homem, animais silvestres, ferramentas e implementos agrícolas. Insetos podem disseminar bactérias fitopatogênicas à curta ou longa distâncias, dependendo do tipo de inseto, da associação inseto–fitobactéria e das condições ambientais, em particular o vento (Agrios, 2005). Além de disseminarem bactérias, os insetos também as introduzem em locais determinados no hospedeiro, onde podem se multiplicar. Em alguns casos, as bactérias fitopatogênicas persistem em insetos e dependem desses vetores específicos para sobrevivência e disseminação. Em outros casos, os insetos são importantes, mas não essenciais para a disseminação (Agrios, 2005). Dois tipos de relação patógeno–vetor podem ser identificados. No primeiro, que pode ser denominado associação íntima, o patógeno atravessa as membranas para entrar no corpo do vetor e pode se multiplicar internamente. Essencialmente, o vetor é infectado pelo patógeno e pode transmitir essa infecção pelo restante da vida, algumas vezes, inclusive, passando essa capacidade para a progênie. No segundo tipo, que pode ser denominado contaminação acidental, o patógeno é conduzido externamente, sobre o corpo, no aparelho bucal ou dentro do trato digestivo. O patógeno não transpõe as barreiras das membranas para entrar ou sair do vetor e não se multiplica dentro do mesmo. Neste caso, é dito que o vetor foi contaminado pelo patógeno (Lucas, 1998). A associação íntima inclui a transmissão de bactérias fitopatogênicas por insetos restritos a pequenos grupos de plantas (Venette, 1982). Exemplo desta associação é a transmissão de Pantoea stewartii (Smith) Mergaert et al. por Chaetonema pulicaria (Melsh.) e de Erwinia tracheiphila (Smith) Bergey et al. por Acalyma vittatum (Fabricius) e Diabrotica 216 Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, vol. 4, p.214-239, 2007. TRANSMISSÃO DE FITOBACTERIOSES POR INSETOS undecimpunctata howardii Barber. Segundo Carter (1962) E. tracheiphila é totalmente dependente das atividades dos coleópteros para sobrevivência, disseminação e inoculação, não existindo outro meio de transmissão. Já no caso de P. stewartii, C. pulicaria não é o único agente de disseminação, embora seja o principal. Não menos importante é o exemplo de contaminação acidental de Erwinia amylovora (Burril) Winslow por 100 ou mais espécies de insetos que a disseminam e contribuem para a importância da queima da macieira e da pereira (Harrison et al., 1980), ainda não destectada no Brasil. Quando a dispersão da bactéria fitopatogênica é altamente dependente do organismo vetor, o triângulo da doença se torna um tetraedro (Figura 1), sendo necessário o entendimento do comportamento do vetor e das interações do mesmo com o hospedeiro, fitobactéria e ambiente. Figura 1. — Tetraedro de doença causada por bactéria fitopatogênica intimamente associada a inseto vetor (Adaptado de Lucas, 1998). O objetivo da presente revisão foi analisar algumas fitobacterioses nas quais os insetos vetores têm papel importante. 2. MURCHA–BACTERIANA DAS CUCURBITÁCEAS – ERWINIA TRACHEIPHILA A murcha bacteriana causada por E. tracheiphila (Figura 2) é uma importante doença das cucurbitáceas, principalmente nas regiões onde os insetos vetores A. vittatum e D. undecimpunctata howardii estão presentes (Ellers–Kirk et al., 2000). A bactéria é transmitida apenas por vetores em campo, não sendo transmitida por 217 Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, vol. 4, p.214-239, 2007. R.L.R. MARIANO et al. semente, sendo incapaz de sobreviver no solo. Também, não penetra tecidos do hospedeiro por aberturas naturais, a exemplo dos hidatódios e estômatos (Agrios, 2005), embora Rand & Enlows (1916) tenham relatado infecção de plantas sadias após inoculação por aspersão. Figura 2. — Murcha–bacteriana das cucurbitáceas. (Fonte: http:// www.hort.purdue. edu/rhodcv/hort410/cucumb/bacwilt.jpg) Os vetores relatados para esta bactéria são o besouro listrado do pepino (A. vittatum) e o besouro manchado do pepino (D. undecimpunctata) (Rand & Enlows, 1916), os quais embora tenham capacidade de transmitir a bactéria e possuírem ciclos de vida bastante semelhantes, não são igualmente importantes no ciclo de vida de E. tracheiphila (Figura 3) (Fleischer et al., 1999; Day, 1996). O besouro manchado do pepino alimenta–se de outras culturas por exemplo o amendoim e milho, enquanto que o besouro listrado possui gama de hospedeiros mais restrita, alimentando–se, quase exclusivamente, de cucurbitáceas, quando atingem o estádio adulto. A fase larval deste inseto depende exclusivamente de cucurbitáceas para desenvolvimento (Day, 1996). Além de transmitir a doença às plantas sadias, estes insetos causam vários danos mecânicos às plantas incluindo destruição das plântulas, flores, folhas e raiz, devido a sua forma de alimentação (Ellers–Kirk et al., 2000). 218 Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, vol. 4, p.214-239, 2007. TRANSMISSÃO DE FITOBACTERIOSES POR INSETOS Figura 3. — Ciclo da murcha–bacteriana das cucurbitáceas causada por Erwinia tracheiphila (Et). (Fonte: Zitter & Kennelly, http:// vegetablemdonline.ppath.cornell.edu/factsheets/BWCyclePoster.htm) Cada inseto pode contaminar de três a quatro plantas sadias depois de ter sido infectado em uma planta doente. Há relatosde que alguns besouros do pepino são capazes de transmitir a doença, mesmo três a seis semanas após o contágio. No entanto, para que a infecção ocorra é necessário que haja uma película de água sobre os tecidos do hospedeiro, permitindo a locomoção da bactéria até a ferida e possibilitando a entrada no xilema (Rand & Enlows, 1916; Agrios, 2005). O controle da doença depende do manejo do vetor adulto para que a transmissão do patógeno cesse (Yao et al., 1996). Este controle pode ser feito utilizando–se inseticidas a exemplo do carbaril, metoxicloro e rotenona (Agrios, 2005), porém o manejo da larva também é viável. Ellers–Kirk et al. (2000) reduziram a sobrevivência larval em 57% ao introduzirem o nematóide entomopatogênico Steinernema sp. Outros trabalhos têm demonstrado a eficiência do uso de rizobactérias (Zehnder et al., 2001), plástico preto (Necibi et al., 1992), metabólitos microbianos (Reed et al., 1986; Johnson et al., 1993), plantas armadilhas (Pair, 1997), cultivares resistentes 219 Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, vol. 4, p.214-239, 2007. R.L.R. MARIANO et al. (Brust & Rane, 1995) e iscas hormonais (Fleischer & Kirk, 1994), para o controle do vetor. Zehnder et al. (2001) demonstraram que plantas de pepino tratadas com BPCP (Bactérias Promotoras de Crescimento de Plantas), apresentaram maior crescimento, produtividade e redução da murcha–bacteriana. Observou–se que estas plantas eram menos preferidas para alimentação por A. vittatum e D. undecimpunctata e posteriormente evidenciou–se que havia redução de compostos secundários tal como a cucurbitacina, um estimulador alimentar dos besouros. No entanto, também na ausência de vetores, as BPCP induziram resistência na planta a E. tracheiphila e outros patógenos (Zehnder et al., 2001). Em concordância, Moran (2001) demonstrou que em folhas de mudas com infecções bacterianas ou infestadas por D. undecimpunctata houve aumento de atividade da enzima peroxidase, ligada à defesa da planta, o que também sugere indução de resistência. 3. CLOROSE–VARIEGADA DOS CITROS (CITRUS SPP.) E OUTRAS DOENÇAS CAUSADAS POR XYLELLA FASTIDIOSA O gênero Xylella tem uma única espécie denominada Xylella fastidiosa Wells et al. Esta bactéria infecta várias espécies botânicas causando grandes perdas. As principais doenças causadas por X. fastidiosa são: clorose–variegada dos citros, requeima–das– folhas ou atrofia–dos–ramos do cafeeiro, escaldadura–das–folhas da ameixeira, mal– de–pierce da videira e doença phony do pessegueiro, sendo que as duas últimas não ocorrem no Brasil. A clorose–variegada dos citros foi relatada no Brasil em 1987 no município de Colina, SP e atualmente ocorre em todas as regiões citrícolas brasileiras. É também conhecida por “amarelinho” pelo sintoma de clorose foliar generalizada, que em casos de alta severidade confere um aspecto amarelado às plantas (Figura 4A). A doença afeta as variedades comerciais de laranja–doce (Citrus sinensis (L.) Osbeck) Pêra, Natal, Hamlin, Valência, Folha murcha, Baianinha e Barão, entre outras, sobre diferentes porta–enxertos (Carvalho et al., 1995). As principais perdas ocasionadas pela clorose–variegada dos citros são resultantes da redução do tamanho do fruto (Figura 4B), com reflexo direto na qualidade do mesmo, tornando–o imprestável ao mercado de consumo “in natura” (Negri, 1990). 220 Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, vol. 4, p.214-239, 2007. TRANSMISSÃO DE FITOBACTERIOSES POR INSETOS Figura 4. — Sintomas da clorose–variegada dos citrus em folhas e frutos (Fonte: http://www.fundecitrus.com.br/doencas/cvc.html) A requeima–das–folhas ou atrofia–dos–ramos do cafeeiro (Coffea spp.) foi relatada pela primeira vez em 1995, em São Paulo, SP, sendo, a partir de então, observada nas principais regiões produtoras de café do País (Paradela Filho et al., 1997). A doença caracteriza–se por encurtamento dos entrenós e, à medida que se agrava ocorre senescência foliar precoce na base dos ramos, resultando em pequeno número de folhas no ápice, redução de pecíolos e área foliar, com frutos menores e agrupados (Figura 5) (Paradela Filho et al., 1997). Figura 5. — Sintomas da requeima–das–folhas ou atrofia–dos–ramos em frutos e ramos de cafeeiro. (A) Ramo sadio à esquerda e ramo infectado à direita; (B) Morte de ramos laterais e aparecimento de varetas. (Fonte: Paradela Filho et al., 1999). A escaldadura–das–folhas da ameixeira (Prunus salicina Lindl.) apresenta sintomas de necrose marginal, queima de bordos e queda prematura de folhas, seca de ramos, declínio no vigor e na produção e, finalmente, morte prematura da planta (Figura 6). No Brasil, não se conhece a data precisa da ocorrência inicial, mas os 221 Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, vol. 4, p.214-239, 2007. R.L.R. MARIANO et al. primeiros relatos foram feitos a partir de 1974, em pomares comerciais nas imediações de Curitiba. No Paraná, causou a morte de milhares de ameixeiras e o abandono de pomares (Mohan et al., 1980). Figura 6. — Sintomas da escaldadura–das–folhas da ameixeira em frutos (A) e folhas (B) (Fonte: http://www6.ufrgs.br/agronomia/fitossan/ herbariovirtual/fotos). De acordo com Hopkins (1989) X. fastidiosa é transmitida de maneira natural para as plantas por cigarrinhas (Hemiptera: Cicadellidae) (Figura 7). Figura 7. — Ciclo da clorose–variegada dos citros causada por Xylella fastidiosa (Xf) (Fonte: http://www.ipm.ucdavis.edu/PD/pdrfp_attacha.html). 222 Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, vol. 4, p.214-239, 2007. TRANSMISSÃO DE FITOBACTERIOSES POR INSETOS Em se tratando de citros, as espécies de cigarrinhas envolvidas na transmissão da bactéria, são: Bucephalogonia xanthophis (Berg), Dilobopterus costalimai (Young), Acrogonia citrina (Marucci et al., 2002), Oncometopia sp., Plesiommata corniculata (Young), Homalodisca ignorata (Melichar) e Acrogonia virescens (Metcalf) (Roberto et al., 1996; Yamamoto et al., 2002). No entanto, o FUNDECITRUS (2007) citou outras espécies vetoras que são mostradas na Figura 8. Figura 8. — Algumas cigarrinhas vetoras da clorose–variegada dos citros: (A) Acrogonia citrina, (B) Oncometopia fascialis, (C) Bucephalogonia xanthophis, (D) Dilobopterus costalimais, (E) Plesiomata corniculata, (F) Homalodisca ignorata, (G) Acrogonia virescens e (H) Ferrariana trivittata (Fonte: http://www.fundecitrus. com.br/doencas/cvc.html). B. xanthophis, D. costalimai, H. ignorata e Oncometopia facialis (Signoret) (Cicadellidae) foram eficientes transmissoras experimentais de X. fastidiosa a partir de espécimes criados em laboratório, que adquiriram a bactéria sob confinamento em plantas de cafeeiro infectadas (Marucci, 2003). Em pessegueiro e videira, insetos da subfamília Cicadellinae são capazes de transmitir X. fastidiosa, destacando–se Draeculacephala minerva (Ball), Corneocephala fulgida (Nott.), Graphocephala atropunctata (Signoret), Homalodisca coagulata (Say) e Oncometopia nigricans (Walker), sendo que G. atropuncata está envolvida diretamente no processo da doença de Pierce, por ser a principal espécie de cigarrinha transmissora da bactéria para a videira (Purcell & Hopkins, 1996). Os insetos pertencentes à ordem Hemiptera possuem aparelho bucal do tipo sugador tetraqueta e, portanto, alimentam–se sugando seiva bruta carreada pelos vasos do xilema de plantas hospedeiras. Não seria surpreendente achar que todos os 223 Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, vol. 4, p.214-239, 2007. R.L.R. MARIANO et al. insetos que se alimentam de seiva do xilema são vetores de X. fastidiosa, porém é importante lembrar que nem todas as bactérias limitadas ao xilema são assim transmitidas, como é o caso de Leifsonia xyli (Davis et al.) Evtushenko et al. que não possui inseto vetor (Barbehenn, 1993). Na literatura, praticamente, não existem ou são escassas as informações sobre o comportamento da X. fastidiosa no interior das cigarrinhas e os mecanismos envolvidos no processo de transmissão (Alves, 2003). O entendimentodo mecanismo de transmissão da bactéria pelo vetor é importante não apenas para identificar o vetor, mas, também, para avaliar a resistência de uma cultivar, dados de campo e epidemiológicos (Alves, 2003). Estudos sobre colonização de cigarrinhas por bactérias limitadas ao xilema evidenciaram células bacterianas aderidas ao revestimento cuticular em várias partes do tubo digestivo anterior (estomodéu) dos vetores, incluindo o cibário (ou câmara de sucção), o pré–cibário e a abertura do esôfago. Portanto, se a bactéria se multiplicar no intestino, a transmissão pode persistir até que a mesma seja perdida no momento da ecdise do inseto pela perda do revestimento interno do tubo digestivo. Em se tratando de insetos na fase adulta, uma vez adquirindo a bactéria, estes permanecem infectivos por tempo indeterminado, pelo fato de não mais realizarem ecdise. Para uma boa eficiência de transmissão, X. fastidiosa requer menos de 100 células cultiváveis por inseto. Uma desvantagem do mecanismo de transmissão proposto é que não explica o porquê outros insetos que também se alimentam da seiva e que, portanto, entram em contato com a seiva infectada com X. fastidiosa, não sejam vetores. Estas informações sobre período latente, retenção de infectividade e distribuição da bactéria no vetor permitem inferir que o modo de transmissão de X. fastidiosa é do tipo propagativo, porém não circulativo (Brlansky et al., 1983). No Brasil, o manejo das doenças causadas por X. fastiodiosa é fundamentado principalmente no controle químico do inseto vetor com inseticidas sistêmicos do grupo dos neonicotinóides (Yamamoto; Roberto; Pria Junior, 2000), inseticidas de contato (Yamamoto et al., 2000) ou reguladores de crescimento de insetos (Prabhaker & Toscano, 2007). Uma outra forma de controle dos vetores de X. fastidiosa é o emprego de plantas iscas ou culturas armadilhas, sendo mais adequadas Aloysia virginata (Ruiz & Pav.) Juss., Croton urucurama Baill., Lantana camara L. e Vernonia condensata Baker, pois são atrativas às cigarrinhas e têm desenvolvimento rápido (Marques, 2006). No caso específico da clorose variegada dos citros são recomendados: uso de mudas sadias, poda de ramos com sintomas iniciais em plantas 224 Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, vol. 4, p.214-239, 2007. TRANSMISSÃO DE FITOBACTERIOSES POR INSETOS com mais de 2 anos e erradicação de plantas abaixo dessa idade, além de controle das cigarrinhas vetoras (FUNDECITRUS, 2007). 4. CRESTAMENTO–BACTERIANO DO CAUPI (XANTHOMONAS AXONOPODIS PV. VIGNICOLA) E DA MANDIOCA (X. AXONOPODIS PV. MANIHOTIS) Duas importantes doenças de plantas com distribuição mundial são o crestamento–bacteriano do caupi (Vigna unguiculata L. Walp), causado pela bactéria Xanthomonas axonopodis pv. vignicola (Burkholder) Dye, e o crestamento–bacteriano da mandioca (Manihot esculenta Crantz) causado por X. axonopodis pv. manihotis (Bondar) Vauterin et al. (Figura 9). Figura 9. — Crestamento–bacteriano da mandioca (A) e do caupi (B). (Fontes: www.doa.go.th/fieldcrops/cas/pest/p.01.htm e www.bspp.org.) Em caupi, a semente contaminada é o maior agente de disseminação do crestamento bacteriano. Restos de cultura e plantas invasoras não parecem ser fontes importantes de inóculo, mas podem contribuir para disseminação secundária de X. axonopodis pv. vignicola por meio da chuva e de insetos vetores durante o período de cultivo, bem como para infecção primária em novos plantios, quando o caupi é cultivado em duas estações por ano (Sikirou & Wydra, 2004). Em mandioca, a disseminação do patógeno a longas distâncias é realizada principalmente por material propagativo infectado. No campo, as bactérias são disseminadas de uma planta para outra por respingos de chuva e insetos (Agrios, 2005). Plantas de mandioca são atacadas por numerosos insetos (Bellotti, 2002) entre os quais, o gafanhoto Zonocerus variegatus L. (Orth.: Acrididadae) tem papel importante também durante a estação chuvosa, quando os sintomas do crestamento– bacteriano são prevalentes (Bernays et al., 1977). Xanthomonas axonopodis pv. manihotis foi encontrada em água de lavagem e macerados de insetos e em fezes de Z. variegatus, 225 Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, vol. 4, p.214-239, 2007. R.L.R. MARIANO et al. Gonocephalum simples Fab. (Col.: Tenebrionidae) e Ischnotrachelus spp. (Col.: curculionidae) (Daniel et al., 1981; Bani, 1990). O gafanhoto Z. variegatus destaca–se como importante praga das duas culturas e a preferência desse inseto por folhas com crestamento–bacteriano tem sido relatada (Bani, 1990; Modder, 1994). Um pré–requisito para um eficiente controle do crestamento–bacteriano em caupi e mandioca é o entendimento da epidemiologia e ciclo da doença (Figura 10). Figura 10. — Ciclo do crestamento–bacteriano da mandioca causado por Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam) (Adaptado de Agrios, 2005). Só recentemente, informações mais detalhadas sobre a detecção, sobrevivência e transmissão de X. axonopodis pv. vignicola e X. axonopodis pv. manihotis por insetos vetores foram obtidas. Zandjanakou–Tachin et al. (2007) estudaram a transmissão de X. axonopodis pv. vignicola em caupi por insetos. Os gafanhotos Z. variegatus, Oedaleus senegalensis Uvarov, Pyrgomorpha cognata Krauss e Chrotogonus senegalensis Krauss (todos Orth.: Acrididae); a abelha Apis mellifera (Hym.: Apiidae); os besouros da folha do caupi, Ootheca mutabilis Sahlberg (Col.: Chrysomelidae), Mylabris spp. (Col.: Meloidae) e um besouro predador, Exochomus troberti Mulsant (Col.: Coccinelidae), que ocorrem naturalmente em campos de caupi com crestamento–bacteriano foram coletados 226 Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, vol. 4, p.214-239, 2007. TRANSMISSÃO DE FITOBACTERIOSES POR INSETOS para detecção de X. axonopodis pv. vignicola. A bactéria foi isolada de sete das oito espécies, com exceção de C. senegalensis, em diversos locais do corpo, incluindo a superfície exterior, mandíbulas, pernas, intestino e fezes. Testes de transmissão experimental de X. axonopodis pv. vignicola para plantas sadias de caupi utilizando gafanhotos Z. variegatus contaminados não resultou em sintomas de crestamento–bacteriano. No entanto, o patógeno foi encontrado epifiticamente nas plantas, uma semana após a transferência, numa população variando de 1,0 x 101 a 8,9 x 104 UFC/g de folha. Estudos de detecção de X. axonopodis pv. manihotis em diversos órgãos de Z. variegatus coletados em campos de mandioca com crestamento–bacteriano revelaram baixa população da bactéria nas mandíbulas, pernas e intestino e alto número nas fezes do inseto (Zandjnakou–Tachin et al., 2007). Em plantações de mandioca, as fezes de Z. variegatus são normalmente encontradas na superfície adaxial das folhas ou sobre o solo, que são umedecidos por chuva ou orvalho. Durante a estação chuvosa, a multiplicação de X. axonopodis pv. manihotis pode ser iniciada sobre folhas e constituir inóculo secundário (Daniel & Boher, 1985; Zandjnakou–Tachin et al., 2007). A incidência de gotas de chuva na superfície adaxial pode disseminar a bactéria para a superfície abaxial da mesma folha, que contém mais estômatos para penetração do patógeno. Ventos fortes ou chuvas dirigidas por ventos podem transportar fezes infestadas com os patógenos e insetos contaminados (ínstar de larvas jovens) dentro ou entre plantações suscetíveis. Xanthomonas axonopodis pv. manihotis sobreviveu a passagem através do inseto em suficiente número (5,8 x 107 UFC/ g de fezes) para infecção de plantas de mandioca sob condições favoráveis, porém a multiplicação no inseto não foi observada. A bactéria sobreviveu menos de 1 semana no intestino do inseto; 5 semanas nas fezes sob condições controladas e menos de 2 semanas em fezes expostas a luz solar. A rápida redução da população bacteriana pode ter sido devido à dessecação, e à presença de enzimas ou microbiota no canal alimentar, inibindo a sobrevivência do patógeno (Zandjnakou–Tachin et al., 2007). Daniel & Boher (1985) sugeriramque no Congo a bactéria pode sobreviver e multiplicar–se no canal alimentar de Z. variegatus durante a estação seca, aproximadamente dois meses. Apesar de Bani (1990) não ter observado sintomas após deposição de fezes contaminadas de Z. variegatus sobre folhas de mandioca sadias, a transmissão de X. axonopodis pv. manihotis por meio das fezes contaminadas com o patógeno desse gafanhoto, para folhas sadias, feridas ou escarificadas, foi demonstrada por 227 Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, vol. 4, p.214-239, 2007. R.L.R. MARIANO et al. Zandjnakou–Tachin et al. (2007). Tais resultados conflitantes podem ter sido devido ao isolado do patógeno utilizado, disponibilidade de água na planta ou diferentes condições ambientais. A sobrevivência de X. axonopodis pv. manihotis por mais de sete dias sobre ou dentro Z. variegatus e cinco semanas em fezes desse vetor demonstrou que este pode ao menos transportar o patógeno para plantações adjacentes. A transmissão e disseminação por insetos das Xanthomonas patogênicas à mandioca e caupi a longas distâncias ainda estão sendo investigadas (Zandjnakou–Tachin et al., 2007) e vários métodos têm sido usados para manejar os prováveis vetores de X. axonopodis pv. manihotis e X. axonopodis pv. vignicola em campos dessas culturas, respectivamente. Estes incluem controle natural e biológico, controle cultural, inseticidas e uso de variedades resistentes. Os principais métodos utilizados para o controle do gafanhoto Z. variegatus são remoção física, que é difícil e pouco efetiva (Kekeunou et al., 2006); iscas feitas com raízes cortadas da planta invasora Chromolaena odorata (L.) King & Robinson, seguindo–se destruição mecânica ou queima (Boppré & Fischer, 1994); controle biológico com Beauveria bassiana e Metharhyzium sp. em condições controladas (Fagade et al., 2005) e controle químico (Kekeunou et al., 2006). 5. PODRIDÕES–MOLES EM DIFERENTES HOSPEDEIROS – PECTOBACTERIUM CAROTOVORUM SUBSP. CAROTOVORUM Os sintomas da podridão–mole ocorrem tanto no campo (Figura 11) quanto em pós–colheita, sendo caracterizados por apodrecimento dos tecidos resultantes da ação de enzimas pectinolíticas, produzidas por algumas bactérias fitopatogênicas, principalmente Pectobacterium spp. Figura 11. — Podridão–mole da alface (A) e couve chinesa (B) em campo (Vitória de Santo Antão e Chã–Grande – PE, 2005). 228 Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, vol. 4, p.214-239, 2007. TRANSMISSÃO DE FITOBACTERIOSES POR INSETOS Qualquer grupo de insetos que visite comumente material vegetal com podridão e, em seguida, plantas sadias pode agir como vetor de bactérias pectinolíticas. Em geral, a maioria das associações entre insetos e bactérias pectinolíticas são acidentais, mas existem casos de relações íntimas, que são benéficas a ambos os organismos envolvidos e, geralmente, causam grandes prejuízos econômicos (Harrison & Brewer, 1982). Kloepper et al. (1979) relataram contaminação freqüente de dípteros (10 gêneros de 9 famílias) por Pectobacterium atrosepticum (van Hall) Gardan et al. e P. carotovorum subsp. carotovorum (Jones) Hauben et al. em campos de batata com podridão–mole, no Colorado. Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum também havia sido encontrada contaminando insetos em campos de couve–chinesa (Chiu et al., 1958). Segundo Harrison et al. (1980), os possíveis tipos de associação entre insetos e bactérias pectinolíticas podem ser: 1. Insetos ajudam a sobrevivência da bactéria – P. carotovorum subsp. carotovorum e P. atrosepticum podem sobreviver internamente em Drosophila melanogaster Meigen e D. busckii Coquillet por 48 a 72 horas (Brewer et al. 1981), enquanto em habitats não protegidos sobrevivem apenas por duas horas (Graham et al., 1979). Em geral essas bactérias não possuem esporos de resistência. 2. Insetos disseminam inóculo primário ou secundário de plantas doentes para sadias – D. melanogaster e outros dípteros são vetores efetivos de P. carotovorum subsp. carotovorum e P. atrosepticum para plantas de batata sadias com ferimentos, no laboratório e no campo (Kloepper et al., 1979). 3. Insetos causam ferimentos necessários à penetração de bactérias pectinolíticas em plantas sadias – Neste caso, a bactéria não está associada ao inseto, mas vem de outra fonte de inóculo. Na associação entre P. carotovorum (Jones) Hauben et al. e a broca da íris, Macronoctua onusta Grote, este inseto é responsável pelos ferimentos que permitem a penetração da bactéria, já presente na superfície da planta, ou em restos de cultura (Harrison et al., 1980). 4. Insetos ajudam a bactéria a suportar condições ambientais desfavoráveis – Na podridão do aipo, causada por P. carotovorum e transmitida pelos dípteros Scaptomyza graminum (Falen) e Elachiptera costata (Lowe), os insetos põem ovos, juntamente com as bactérias, nas folhas externas, em períodos de umidade normal. No entanto, no período seco, isto é feito nas folhas internas, que 229 Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, vol. 4, p.214-239, 2007. R.L.R. MARIANO et al. estão protegidas da dessecação, radiação e altas temperaturas (Leach, 1927), aumentando a sobrevivência da bactéria. 5. Insetos fornecem o substrato para o crescimento das bactérias fitopatogênicas – A associação entre a mosca da cebola Hylemia antiqua (Meigen) e P. carotovorum é um exemplo de relação íntima, onde os insetos requerem que a bactéria desintegre os tecidos da cebola para sua nutrição. As bactérias são transmitidas para plantas sadias pelos ovos e larvas de H. antiqua e podem também sobreviver em pupas (Harrison & Brewer, 1982). O inóculo formado por pectobactérias geralmente não se encontra no solo (Figura 12), o qual pode ser uma fonte importante no caso de outras bactérias causadoras de podridão–mole a exemplo de Clostridium Prazmowski, Pseudomonas Migula e Bacillus Cohn. As maiores fontes de inóculo para pectobactérias são os locais de descarte de material vegetal, os quais são também locais de sobrevivência e multiplicação de insetos de vários grupos (Harrison & Brewer, 1982). Em pilhas de descarte de batata na Escócia, 3–5% dos insetos coletados estavam contaminados com P. carotovorum subsp. carotovorum ou P. atrosepticum (Harrison et al., 1977). Outra possível fonte de inóculo é a própria planta sadia, onde a bactéria sobrevive e se multiplica epifiticamente em condições de umidade suficiente da folha, o que atrai os insetos vetores em potencial, especialmente quando ferimentos na folhagem exsudam fluidos. Em locais semi–áridos, a umidade da folha pode ser suprida pela irrigação por aspersão (Harrison & Brewer, 1982). Restos de culturas infectados também são importantes fontes de inóculo, principalmente no solo. No caso de batatas, cerca de 100.000 tubérculos são deixados no campo após a colheita muitos dos quais infectados com pectobactérias (Perombelon, 1975), servindo como local de multiplicação para insetos. Plantas voluntárias também servem como fonte de inóculo. Portanto, a maioria dos reservatórios de inóculo para os insetos vetores podem ser eliminados com adequadas práticas culturais. A distância através da qual as pectobactérias são transportadas depende das características do vetor e das condições ambientais no momento da dispersão. Insetos habitantes do solo a exemplo de Hylemia platura (Meigen) que dissemina a canela– preta da batata para batata–semente, provavelmente não o fazem a longas distâncias, uma vez que suas larvas não têm grande poder de locomoção (Harrison & Brewer, 1982). Da mesma forma, a broca da íris (M. onusta) parece estar envolvida apenas na 230 Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, vol. 4, p.214-239, 2007. TRANSMISSÃO DE FITOBACTERIOSES POR INSETOS Figura 12. — Ciclo da podridão–mole causada por Pectobacterium spp. em hortaliças. (Adaptado de Agrios, 2005). disseminação do inóculo primário da podridão–mole desta ornamental, pois as larvas não se translocam facilmente de planta para planta (Howard & Leach, 1963). Diferentemente,a mosca das frutas Drosophila spp., eficiente vetor da bactéria, e que sobrevive sobre ou dentro deste inseto, locomove–se rapidamente por longas distâncias, que chegam a 21 Km ou mais da fonte de inóculo, dependendo do vento e de outras condições ambientais favoráveis (Harrison & Brewer, 1982). Entre os vários insetos que visitam material vegetal com podridão e são vetores de pectobactérias, alguns têm maior poder de vôo do que a Drosophila spp. e outros, a exemplo dos dípteros, que são os vetores mais comuns, podem aproveitar correntes de vento para serem levados e disseminar o patógeno a grandes distâncias (Harrison & Brewer, 1982). A importância dos insetos como vetores de pectobactérias em todas as regiões produtoras de batata do mundo é grande. Isto porque as bactérias pectinolíticas podem sobreviver por tempo relativamente longo associadas a insetos, são levadas a 231 Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, vol. 4, p.214-239, 2007. R.L.R. MARIANO et al. grandes distâncias, os insetos procuram ferimentos nas plantas e o conjunto desses fatores cria um mecanismo efetivo de dispersão do patógeno. Um dos maiores problemas na podridão–mole é a recontaminação de campos por insetos, uma vez que nestes campos, tratos culturais como colheita e manuseio encarregam–se da disseminação rápida do patógeno. Dentre os métodos recomendados para controle da podridão–mole em hortaliças e outros hospedeiros, a eliminação de restos culturais e manejo das pragas irão impedir a multiplicação dos insetos e das bactérias, desde que o solo não seja a principal fonte de inóculo (Harrison & Brewer, 1982). 6. OUTROS EXEMPLOS DA DISSEMINAÇÃO POR INSETOS Insetos podem atuar tanto como agentes de inoculação, provocando ferimentos na planta ao se alimentarem, quanto como agentes de disseminação, transportando células de bactérias viáveis e infectivas (Romeiro, 2005). Várias outras fitobacterioses podem ser disseminadas por insetos, na maioria das vezes de forma não específica. A seguir serão citados e comentados brevemente alguns exemplos. Doenças causadas por espiroplasmas, fitoplasmas e bactérias limitadas ao floema em diversos hospedeiros – Os insetos são os principais agentes de disseminação natural de espiroplasmas e fitoplasmas. O ciclo parasita–inseto–planta é obrigatório: os espiroplasmas e fitoplasmas se mantêm na natureza pela multiplicação alternativa e obrigatória nas células da planta e dos insetos (Caudwell, 1983).A transmissão é do tipo propagativa, persistente circulativa, mas não transovariana (Nault & Ammar, 1989; Goto, 1992). Moko da bananeira (Ralstonia solanacearum (Smith) Yabuuchi et al.) – Os insetos visitadores de inflorescências, moscas, abelhas e vespas são eficientes vetores, principalmente das estirpes “SFR” e “A” que exsudam facilmente de cicatrizes de brácteas florais ou de outros ferimentos em qualquer parte da planta onde a bactéria esteja presente (Cordeiro et al., 2005). Várias epidemias de Moko têm sido relatadas e atribuídas à disseminação por insetos (Buddenhaggen & Elsasser, 1962; Vakili & Baldwin, 1966). Murcha–bacteriana do milho (Pantoea stewartii (Smith) Mergaert et al.) – O besouro C. pulicaria tem estreita associação com o patógeno. Não é o único agente de transmissão, mas é o vetor principal. As estratégias de manejo são baseadas no controle do inseto. Apesar de sobreviver por mais de um mês no trato digestivo do 232 Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, vol. 4, p.214-239, 2007. TRANSMISSÃO DE FITOBACTERIOSES POR INSETOS besouro, não foi comprovado que a bactéria possa sobreviver neste habitat (Venette, 1982). Galha da oliveira (Pseudomonas savastanoi pv. savastanoi (Smith) Gardan et al.) – A bactéria pode ser transportada no trato digestivo da mosca das frutas [Dacus oleae (Gmelin)] da oliveira (Olea europaea L.) durante toda a vida. O patógeno é disseminado em ovos internamente contaminados depositados na planta. Aparentemente a bactéria disponibiliza nutrientes da planta para o desenvolvimento das larvas da mosca (Venette, 1982). Crestamento–bacteriano do gerânio (Xanthomonas hortorum pv. pelargonii (Brown) Vauterin et al.) – pode ser disseminada pela mosca branca (Trialeuroides vaporariorum Westwood), (Bugbee, 1962). Podridão–anelar da batata (Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus Spieckermann & Kotthoff) Davis et al.) – O besouro (Leptinobarsa decemlineata Say) e o afídio (Myzus persicae Sulz.) são vetores do patógeno tanto na fase larval como na adulta (Christie et al., 1991). Ocorre também transmissão mecânica da doença. Cancro da avelã (Pseudomonas syringae pv. avellanae Psalidas) – A bactéria pode ser disseminada pelos vetores Anisandrus dispar Fabr. e Xyleborus saxesenii Ratz, na Itália (Scortichini, 1998) Murcha–bacteriana em banana ornamental (Ensete ventricosum (Welw.) Chesman) e banana (Musa sp.) (Xanthomonas campestris pv. musacearum (Yirgou & Bradbury) Dye – Neste caso, a bactéria é disseminada por abelhas, moscas das frutas, moscas de grama e abelhas sem ferrão (Tinzara et al., 2006). 7. DETECÇÃO DE BFP TRANSMITIDAS POR INSETOS Vários ensaios podem ser realizados para ser determinada a capacidade do inseto em atuar como agente de disseminação e inoculação, tais como: a) colocar os insetos livres do patógeno para se alimentarem em plantas doentes por 24 horas; após esse período, imobilizar os insetos com éter, por exemplo; transferi-los para placas de Petri com meio de cultura seletivo; isolar as colônias que surgirem e inocular hospedeiro suscetível em condições ambientais adequadas e observar o desenvolvimento de sintomas; b) colocar os insetos absolutamente livres do patógeno para se alimentar em plantas doentes por 24 horas; após esse período imobilizar os insetos; por os insetos para se alimentar em plantas sadias (Bugbee, 1962). 233 Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, vol. 4, p.214-239, 2007. R.L.R. MARIANO et al. A análise dos tecidos das plantas onde os insetos se alimentaram e das estruturas do inseto (aparelho bucal, patas, ovos, hemolinfa, fezes, produtos de regurgitação e macerado do aparelho digestivo) pode ser realizada por isolamento e inoculação em hospedeiro suscetível (Rand & Cash, 1920); ELISA (Enzime Linked Immunosorbent Assay) com algumas restrições (Yonce & Chang, 1987); imunoflorescência e Bio– PCR (Christie et al., 1991; Elad et al., 1995; Hildebrand et al., 2000); imunolocalização e DAS–ELISA (Garcia–Salazar et al., 2000b); microscopia eletrônica de varredura e transmissão (Garcia–Salazar et al., 2000a; Alves, 2003) e confocal laser (Newman et al., 2003); PCR com iniciadores específicos (Wen et al., 2006); nested–PCR (Ciapina et al., 2004) e separação imunomagnética (Pooler et al., 1997). 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AGRIOS, G.N. Plant Pathology. 5rd ed. Califórnia. Elsevier Academic Press. 2005. ALVES, E. 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