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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CARIRI PROGRAMA MULTICÊNTRICO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULAR DAYANNA MILCA SANTOS DE SOUZA FILOGENIA E PATOGENICIDADE DE ESPÉCIES DE BOTRYOSPHAERIACEAE ASSOCIADAS COM A PODRIDÃO PEDUNCULAR DA SERIGUELA CRATO 2020 DAYANNA MILCA SANTOS DE SOUZA FILOGENIA E PATOGENICIDADE DE ESPÉCIES DE BOTRYOSPHAERIACEAE ASSOCIADAS COM A PODRIDÃO PEDUNCULAR DA SERIGUELA Projeto de dissertação apresentado à Coordenação do Programa Multicêntrico de Pós-graduação em Bioquímica e Biologia Molecular da Universidade Federal do Cariri. Orientadora: Prof.ª Dr.ª Kamila Câmara Correia Co-orientador: CRATO 2020 RESUMO O objetivo desse projeto é analisar a filogenia e patogenicidade de espécies de Botryosphaeriaceae associadas com a podridão peduncular da seriguela (Spondias purpurea L.). Tratando-se de uma pesquisa experimental que envolve a caracterização morfológica, cultural, molecular dos fungos pertencentes ao complexo Botryosphaeriaceae que provoquem a podridão peduncular de em culturas de seriguelas na região do Cariri. Tendo como base o desenvolvimento de doenças fúngicas como um fator limitante a produção fruteira no Nordeste, espécies da família Botryosphaeriaceae, estão envolvidas com o declínio da cultura em grandes e pequenos pomares. Dado o grande potencial econômico da serigueleira é necessário o desenvolvimento de estudos voltados para expansão desse cultivo em uma escala comercial. Palavras-chave: Filogenia. Spondias. PCR. Genes Ribossomais. ABSTRACT The objective of this project is to analyze the phylogeny and pathogenicity of Botryosphaeriaceae species associated with peduncular rot of plum (Spondias purpurea L.). This is an experimental research that involves the morphological, cultural, molecular characterization of fungi belonging to the Botryosphaeriaceae complex that cause peduncular rot in plum cultures in the Cariri region. Based on the development of fungal diseases as a limiting factor to fruit production in the Northeast, species of the Botryosphaeriaceae family are involved in the decline of the culture in large and small orchards. Given the great economic potential of the serigueleira, it is necessary to develop studies aimed at expanding this cultivation on a commercial scale. Keywords: Phylogeny. Spondias. PCR. Ribosomal genes SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 5 2. OBJETIVOS ....................................................................................................................... 7 2.1 OBJETIVO GERAL .................................................................................................... 7 2.2 OBJETIVO ESPECÍFICO ........................................................................................... 7 3. JUSTIFICATIVA ................................................................................................................ 8 4. REFERENCIAL TEÓRICO ............................................................................................... 9 5. MATERIAL E MÉTODOS .............................................................................................. 15 5.1 LOCAL DO EXPERIMENTO ............................................................................... 15 5.2 ORIGEM E OBTENÇÃO DAS AMOSTRAS ...................................................... 15 5.3 PRESERVAÇÃO DOS ISOLADOS ...................................................................... 16 5.4 CARACTERIZAÇÃO CULTURAL E MORFOLÓGICA .................................... 16 5.5 ISOLAMENTO DO MATERIAL GENÉTICO E AMPLIFICAÇÃO DE SEQUÊNCIA POR PCR .................................................................................................. 16 5.6 ANÁLISE FILOGENÉTICA ................................................................................. 18 5.7 TAXA DE CRESCIMENTO E TEMPERATURA ÓTIMA DOS ISOLADOS ..... 18 5.8 CARACTERIZAÇÃO PATOGÊNICA .................................................................. 19 6. CRONOGRAMA ............................................................................................................. 20 7. REFERÊNCIAS ............................................................................................................... 22 5 1. INTRODUÇÃO A propagação e o aumento no número e gravidade de fitomoléstia no setor agrícola tem influência das mudanças ambientais, estas acabam diminuindo as barreiras naturais e facilitando a colonização por fitopatógenos (FREIRE, 2015). Sabe-se que problemas fitossanitários evoluem em presença de condições propícias e acabam ocasionando inúmeros prejuízos, dentre eles a perda de produção, como também, o aniquilamento de pomares, como no caso da resinose (CARDOSO et al., 2006). Nesse contexto, os fungos constituem o segundo maior grupo de organismos vivos no mundo, são considerados microrganismos importantes em ecossistemas tropicais, já que são cosmopolitas (MAIA, 2019). Dentre as diversas famílias encontradas no Reino Fungi, existem espécies integrantes do grupo Brotyosphaeriaceae que possuem capacidade de infectar uma variedade de hospedeiros, constituindo uma ameaça patogênica e econômica a agricultura brasileira (MELH et al., 2017). O Brasil tem o ramo da fruticultura como um dos principais setores a movimentar o agronegócio, apresentado a região Nordeste como destaque, o país apresenta clima favorável para uma grande diversidade de fruteiras tropicais, além desse fato, está situado geograficamente em uma área que facilita à exportação (COUTINHO, 2016). O gênero Spondia é um exemplo de fruteira que se adaptou bem as condições territoriais e climáticas do Brasil (FREIRE, 2001). Na região Nordeste, a Spondia purpúrea L., conhecida com seriguela, é a que apresenta maior apreciação pela população, contendo relevância econômica nessa área, apesar de ainda ser explorada de forma extrativa ou em pomares domésticos. Entretanto, mesmo com a cultura extrativista os problemas fitopatológicos já foram encontrados na cultura desse fruto (SANTOS et al., 2011; SANTOS-SEREJO et al., 2009; FREIRE, 2001). A cultura de seriguela tem como um dos patógenos fungos pertencentes à família Botryosphaeriaceae. Estes são organismos que possuem características endofíticas, contudo, quando o hospedeiro é sofre alguma condição de estresse eles se tornam fitopatógenos (SLIPPERS; WINGFIELD, 2007; FISCHER et al., 2011). Essas espécies atingem tanto hospedeiros lenhoso como os nãos lenhosos, produzindo sintomatologia em diferentes partes da planta (CROUS et al., 2017). A infecção se instala por aberturas naturais ou ferimentos presentes em algumas partes da planta, os esporos sexuais e assexuais chegam à planta por meio de água, do vento, entre outros. (SWART et al., 1987; SLIPPERS; WINGFIELD, 2007; MEHL et al., 2013). Com base 6 no exposto, existe uma grande perda do fruto na colheita e pós-colheita, pois, a seriguela é bastante perecível. Devido a essa característica ela acaba sendo comercializada próxima a área de cultivo, quando embalada para transporte sofre danos mecânicos facilitando a degradação por fungos. Além disso, a inadequada manipulação pós-colheita contribui para essa perda (LIMA, 2009). Apesar de já se conhecer uma gama de fungos pertencentes à família em questão, a literatura destaca que seus membros apresentam um número muito alto de variações em características morfológicas e culturais de uma mesma espécie obtidas de diferentes hospedeiros, bem como, de regiões geográficas distintas, um exemplo, é o fungo Lasiodiplodia theobromae (RAM, 1993; RIBEIRO, 2003; PEREIRA et al., 2006; LIMA,2011). Nesse sentindo, a facilidade de atacar diferentes tipos de plantas, sua taxonomia complexa e seus rearranjos tem dificultado a identificação das espécies em diagnósticos de doenças. Assim, a utilização da análise filogenética por meio de genes ribossomais nucleares contribui para estudos filogenéticos de Botryosphaeriaceae (MELH et al., 2017; VAN NIEKERK et al., 2006; CROUS; HAWKSWORTH; WINGFIELD, 2015; SLIPPERS et al., 2017; CROUS et al., 2006, ALVES et al., 2008, PHILLIPS et al., 2013). 7 2. OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GERAL Analisar a filogenia e patogenicidade de espécies de Botryosphaeriaceae associadas com a podridão peduncular da seriguela. 2.2 OBJETIVO ESPECÍFICO • Identificar espécies de Botryosphaeriaceae associadas a podridão peduncular da Spondias purpurea; • Estabelecer a prevalência das espécies patogênicas a Spondias purpurea; • Avaliar o grau de patogenicidade das amostras isoladas. 8 3. JUSTIFICATIVA Nos últimos anos a região Nordeste vem se destacando no setor da fruticultura brasileira, principalmente pelas boas condições de temperatura, luminosidade e clima, associado a esse fator se tem a superação das barreiras fitossanitárias, se consolidando como um setor de desenvolvimento para o país (SANTOS, et al., 2011). Nesse contexto, observa-se o aumento por frutas consideradas exóticas, por exemplo, as do gênero Spondias que fazem parte da família Anacardiaceae. Desse grupo, a que mais se destaca na região é a Spondias purpurea L. conhecida como seriguela, cultivada principalmente em pomares domésticos (LIMA & MELEIRO, 2012; SANTOS, et al., 2011). Apesar dos avanços, os frutos de Spondias purpurea L. são bastante perecíveis durante o manejo pós-colheita, demonstrando amolecimento e apodrecimento em um curto período de tempo, desse modo, limitando os locais de comercialização (LEON; SHAW,1990; SAUCEDO-VELOZ et al., 2004; KAYS, 1997). Além disso, o aparecimento de doenças fúngicas é um fator limitante a produção, no Nordeste, associado a fruteiras tropicais espécies da família Botryosphaeriaceae, provocam o declínio da cultura em grandes e pequenos pomares (FREIRE et al., 2011; MARQUE et al., 2013ab, NETO et al., 2014; CORREIA et al., 2016). Nesse sentido, dado o grande potencial econômico da serigueleira torna-se essencial o desenvolvimento de estudos voltados para que se possa expandir esse cultivo em uma escala comercial (SOUZA, 2018). 9 4. REFERENCIAL TEÓRICO 4.1 FRUTEIRAS TROPICAIS NO NORDESTE BRASILEIRO De acordo com Pereira e Kavati (2011), as fruteiras tropicais são definidas como plantas que se originam e se desenvolvem nas zonas tropicais do planeta. Nesse sentido, a diversidade climática do Brasil permite o avanço da fruticultura, que contribui de forma significativa para o desenvolvimento da agro economia do país. Sua prática se estende a todas as regiões brasileiras, tornando-se socioeconomicamente rentável (COUTINHO, 2016; FACHINELLO et al., 2011). Por meio dos polos irrigados o Nordeste brasileiro se tornou a principal região exportadora de frutas tropicais frescas. Os principais cultivos são de mangueiras, videiras, bananeiras, cajueiros, citros, coqueiros, goiabeiras, aceroleiras, meloeiros, entre outras (LOPES; OLIVEIRA, 2016). Contudo, de acordo com Coutinho (2016), no Nordeste existe o cultivo de outras frutas tropicais em baixa escala, por isso, acabam não sendo contabilizadas nas estatísticas oficiais, normalmente são típicas e endêmicas, cultivadas principalmente em quintais e pequenos pomares domésticos. Algumas delas merecem destaque como as espécies de Spondias (S. mombin, S. dulcis, S. purpurea, S. tuberosa e Spondias spp.), a ateira (Annona squamosa), atemóia (Annona × atemoya), a gravioleira (Annona muricata), pitomba (Talisia esculenta), tamarindo (Tamarindus indica). 4.2 GÊNERO Spondias E A ESPÉCIE Spondias purpúrea L. No presente trabalho, o foco de estudo é a Spondias purpurea L.. Trata-se de uma árvore frutífera, conhecida popularmente como seriguela, ciruela mexicana, jacote, ameixa de porco, entre outros. A espécie em questão é consumida fresca e vendida em mercados locais e transformados em outros subprodutos, por exemplo, polpas e compotas (AVITIA-GARCÍA, 1997; BARAONA COCKRELL, 2000). A S. purpurea L. e outras 17 espécies fazem parte do gênero Spondias, pertencente à família Anacardiaceae, que compreende aproximadamente 75 gêneros e 600 diferentes espécies. No território brasileiro é possível encontrar o cultivo de seis espécies de Spondias que são o umbuzeiro (Spondias tuberosa Camara), a seriguela (S. purpurea L.), o cajá (S. mombin L.), o umbu-cajá (Spondias sp.), cajá-manga (S. cytherea Sonn) e umbuguela 10 (Spondias sp) (PELL et al., 2011; SANTOS; OLIVEIRA, 2008; SILVA et al., 2014). De acordo com o estudo de Miller e Knouft (2006), que pesquisaram acerca da distribuição geográfica das populações selvagens e cultivadas de S. purpúrea L. destacam que as populações cultivadas são encontradas principalmente em ambiente agrícola, quintais, pequenas fazendas entre outros. A seriguela é obtida de uma árvore de médio porte, está pode atingir cerca de sete metros, acerca da sua característica física apresenta uma drupa elipsoidal, com polpa aromática de sabor doce, possui grande variedade de cores, destaca-se principalmente a cor vermelha e amarela, quando maduras. O comprimento do fruto varia de 2,5 a 5 centímetros (MILLER; KNOUFT, 2006; POPENOE et al., 1979). Essa planta é nativa da América Central e pode ser encontrada no Nordeste brasileiro, bem como México, Guatemala, Caribe (SAMPAIO; HOLSCHUH, 2008; AUGUSTO; VALENTE; RIVELLINO, 2000). No estado maduro possui cerca de 7% de açúcares redutores, 1% de amido, a polpa obtida apresenta o rendimento médio de 70%, 21° Brix, 0,7% de acidez titulável (expressa em ácido cítrico), seu índice de maturação (SST/ATT) é de 34 e pH 3,5 (SANTOS et al., 2011). Esse fruto apresenta uma intensa atividade respiratória que limita sua vida útil em 140 horas após a colheita, entretanto, essa estimativa varia de acordo com as condições do ambiente em que são cultivadas (SAMPAIO; BORA; HOLSDUCH, 2008) Dentre as espécies de Spondias é a que apresenta maior apreciação pela população (SANTOS et al., 2011). S. purpúrea L. não é contabilizada nos dados oficiais, pois, ainda são exploradas de forma extrativa ou em pomares domésticos. Entretanto, apresenta relevância econômica, principalmente para as regiões Norte e Nordeste do Brasil (SANTOS-SEREJO et al., 2009). 4.3 DOENÇAS ASSOCIADAS À CULTURA DE Spondia purpurea Dentre as patologias apresentadas na literatura e associadas à serigueleira tem-se a antracnose provocada por Colletotrichum gloesporioides (Penz. Sacc.) desenvolvendo manchas foliares, podridões em frutos e necroses em ramos (SANTOS, 2001; FREIRE; CARDOSO, 1997). A verrugose (Sphaceloma spondiadis Bit. & Jenkins), a cercosporiose (Pseudocercospora mombin Petr. & Cif.) e a mancha-de-alga (Cephaleuros virescens Kuntze) também foram associadas a esse cultura (FREIRE; CARDOSO, 1997). 11 Contudo, Freire e Filgueira (2000) destacam que a resinose é a mais séria, dentre as citadas, tem como agente patológico fungos da família Botryosphaeriaceae, sendo a Lasiodiplodia theobromae o agente mais frequente. A resinose é caracterizada pelo aparecimento de manchas escuras, rachadura e intumescência da casca, que evoluem para lesões maiores no tronco e ramos lenhosos com exsudação de uma goma. Esse fato ocorre principalmente em plantas submetidas a algum tipo de estresse (ALVES et al., 2015; CARDOSO, 2018). Outra patologia associada à seriguela é a podridão peduncular, sua manifestação ocorre no término do climatério. Essa doença pode ser causada pelo grupo de fungos pertencente ao complexo Botryosphaeriaceae (FREIRE et al, 2004;OLIVEIRA et al, 2006). A podridão peduncular provoca no fruto áreas com tecido encharcado, que tem início no pedúnculo do fruto e se expande para o resto do fruto, gerando um aspecto mole e odor desagradável. Ocorre necrose abaixo da cutícula que pode atingir a polpa. Quando essa doença é causada por espécies de Lasiodiplodia, apresenta rachadura na casca com exposição da polpa mole e aquosa (BATISTA et al., 2017; TERAO; BATISTA; RIBEIRO 2006). Além do gênero Lasiodiplodia, a Botryosphaeria, Neofusicoccum, Pseudofusicoccum entre outros, são bastante associados a danos em fruteiras tropicais no Brasil. Entretanto, a Lasiodiplodia se apresenta melhor distribuída nas regiões tropicais e subtropicais (COUTINHO, 2016). 4.4 BOTRYOSPHAERIACEAE E SEUS ASPECTOS GERAIS Trata-se de uma família que engloba uma gama de fungos morfologicamente distintos, conhecidos como patógenos, endófitos ou sapróbios. Podem ser encontrados nas mais distintas áreas geográficas, exceto nas regiões polares (PHILLIPS et, al, 2013). No que se refere aos aspectos taxonômicos, à família Botryosphaeriaceae faz parte do domínio Eucaryota, especificamente, constitui o Reino Fungi, filo Ascomycota, da classe dos Dothideomycetes e ordem Botryosphaeriales (MYCOBANK, 2018; SCHOCH et al., 2006). Essa família abrange 17 gêneros contendo mais de 100 espécies (PHILLIPS et al, 2013) .Os gêneros que a compõe, são: Lasiodipodia spp., Barriopsis spp., Botryosphaeria spp., Botryobambusa spp., Cophinforma spp., Diplodia spp., Dothiorella spp., Neodeightonia spp., Macrophomina spp., Phaeobotryon spp., Sphaeropsis spp., Tiarosporella spp., Neoscytalidium spp., Neofusicoccum spp., Spencermartinsia spp., Endomelanconiopsis spp., Pseudofusicoccum spp. (PHILLIPS et al., 2013). 12 Os aspectos morfológicos que possibilita a caracterização das Botryosphaeriaceae incluem a largura, extensão, septação, espessura da parede e coloração dos picnidióporos, se contém presença ou ausência de paráfises e células conidiogênicas. Além desses fatores, a identificação dos picnídios com base no estado assexuado e das características dos ascos e ascósporo com base no estágio sexual possibilita a identificação desse grupo (CROUS et al., 2006; SCHOCH et al., 2006; PHILLIPS et al., 2013). Porém, a caracterização morfológica desses organismos é bastante discutível, visto que a Botryosphaeriaceae apresentam espécies idênticas ou semelhantes do ponto de vista morfológico, entretanto, diferem completamente ou parcialmente no processo evolutivo e reprodutivo. Nesse caso, a identificação por técnicas de biologia molecular, através do sequenciamento de regiões de DNA, se tornou o método mais adequado para diferenciação dessas espécies (BICKFORD et al., 2006; DEANMAN et al., 2000; PHILLIPS et al., 2013; SLIPPERS et al., 2014). Quando patogênicos esses fungos atacam principalmente espécies vegetais lenhosas, bem como plantas herbáceas (PHILLIPS et al., 2013). Acerca do processo de virulências, apresenta variações que engloba a especificidade do fitopatógeno, o hospedeiro e o ambiente (SAKALIDIS et al., 2013). Entretanto, condições que causam estresse ao hospedeiro estão associadas a patogenicidade por esse grupo, alterações climáticas, por exemplo, aumenta o risco ao desenvolvimento de doenças provocadas por esses fungos (SLIPPERS; WINGFIELD, 2007; DESPREZ-LOUSTAU et al., 2006; STURROCK et al.., 2011 ). Desse modo, o estudo desse complexo de fungos ganhou relevância no campo agrícola, pois, acomete um grande número de plantas gerando sintomas em diferentes partes anatômica da mesma (CROUS et al., 2017). A infecção por esse fitopatógeno ocorre inicialmente pelo transporte dos esporos sexuais e assexuais, estes chegam até a planta por meio de água, do vento, entre outros. A partir dos esporos se tem o processo de colonização do hospedeiro, que se dá principalmente por aberturas naturais ou ferimentos nas folhas, caules ou ramos (SWART et al., 1987; SLIPPERS; WINGFIELD, 2007; MEHL et al., 2013). Quando se encontram na forma endofítica convivem de forma harmônica, apenas sob situação de estresse passam a ser patogênicos. Assim, passam despercebidos tornando-se uma ameaça silenciosa à agricultura, pois, quando patogênicos provocam sintomas que leva a morte descendente e seca de ramos, exsudação de resinose, lesões necróticas e cancros. Portanto, pode acarreta na morte do hospedeiro, sendo assim importante patógeno de sementes, de podridão peduncular e pós-colheita de frutos (SLIPPERS; WINGFIELD, 2007; CARDOSO et al., 2006; MARQUES et al., 2013a,b; NETTO et al., 2014; ZHAI et al., 2014). 13 4.5 ESPÉCIES DE Botryosphaeriaceae ASSOCIADAS À PODRIDÃO DE FRUTOS Nos últimos anos uma gama de espécies pertencentes à família Botryosphaereriaceae vem sendo associada à podridão de diversos frutos, por exemplo, Lopes (2018) através de técnicas moleculares identificou Neofusicoccum parvum, Neofusicoccum ribis e Neofusicoccum umdonicola associada à podridão pós-colheita de abacate. Seguindo essa linha de raciocínio, Maia (2019) identificou fungos associados a plantas de mangues no Ceará, dentre as espécies encontradas a Lasiodiplodia parva e Lasiodiplodia theobromae provocaram sintomas em frutos como a manga, banana e goiaba, apresentando distintos níveis de severidade. No estudo acerca da patogenicidade de espécies de Botryosphaereriaceae endofíticas de plantas da Caatinga no Ceará em manga e umbu-cajá foram identificado L. theobromae, Pseudofusicoccum stromaticum, N. parvum/ribis, Botryosphaeria mamane, Lasiodiplodia gonubiensis, Pseudofusicoccum adansoniae (GONÇALVES et al., 2016). Nesse mesmo segmento, Netto (2012) confirmou que espécies do gênero Lasiodiplodia estão envolvidas na podridão peduncular do mamão, principalmente a espécie L. theobromae, contudo não constitui um único agente patológico, destacando L. pseudotheobromae e L. hormozganensis. Espécies como Lasiodiplodia crassispora, L. euphorbicola, L. hormozganensis, L. iraniensis, L. pseudotheobromae, L. theobromae , L. xbrasiliense e L. xlaeliocattleyae, segundo Rêgo (2018), estão associadas a morte descendente de videiras no Nordeste do Brasil. No que diz respeito aos agentes causais de resinose em seriguela, Amâncio (2016), identificou as espécies L. pseudotheobromae, L. viticola, L. brasilienses, L. iraniensis e L. euphorbicola nos municípios de Crato e Mauriti no Ceará. Além dessas, Lima (2011) encontrou uma população de L. theobromae em diversos hospedeiros em municípios do Estado do Ceará, dentre eles tem-se serigueleira, cajaraneira, cajueiro, umbuzeiro, entre outros. 4.6 CARACTERIZAÇÃO MOLECULAR DE Botryosphaeriaceae A respeito da caracterização molecular desse complexo as técnicas de biologia molecular auxiliam na identificação dessa família de forma mais confiável, pois, não depende unicamente dos aspectos morfológicos (BURGESS et al., 2016; CROUS et al., 2016). Nesse caso, essas técnicas se tornam relevante devido à infecção por Botryosphaeriaceae ocorre de 14 forma global pela facilidade em que seus esporos são transportados, principalmente, pela ação do homem, pois, estes são pegajosos necessitando assim de chuva e vento para sua disseminação (VAN NIEKERK et al., 2010, MEHL et al., 2013; MOYO et al., 2014; VALENCIA et al., 2015; SLIPPERS, 2017). Acerca da temática apresentada, a análise de genes ribossomais nucleares é fundamental para análise molecular desses microrganismos, dentre eles está à região do espaçador interno transcrito (ITS) situada nos genes 18S e 28S do DNA ribossomal, composta pelas porções ITS1, ITS2, ITS3 e ITS4 que atuam no processo de transcrição e amplificação do DNA (COUTINHO, 2016). O fator de elongamento 1 alfa (EF1- α), a betatubulina (TUB) estão envolvidas na codificação de proteínas, além de serem bastante conservadas nos organismos. O EF1-α participa da fasede iniciação, alongamento e tradução do DNA, enquanto a TUB participa do desenvolvimento dos microtúbulos necessários para a divisão celular (KEELING; INAGAKI, 2004; GLASS; DONALDSON, 1995; EINAX; VOIGT, 2003; O’DONNELL et al., 1998). No que diz respeito às Botryosphaeriaceae, utiliza-se, principalmente, a combinação de ITS e EF1- α. Entretanto, algumas espécies não apresentam EF1- α, nesse caso, utiliza-se a região TUB, mesmo com essa nova combinação ainda não foi suficiente para caracterizar todas as espécies. A partir desse contexto, novos estudos introduziram a RNA polimerase II, que se mostrou eficiente, inclusive para diferenciar espécies muito semelhantes. (CRUYWAGEN et al., 2017; PAVLIC et al., 2009; SAKALIDIS et al., 2011; YANG et al., 2017; SLIPPERS et al., 2017). 15 5. MATERIAL E MÉTODOS 5.1 LOCAL DO EXPERIMENTO Os experimentos serão conduzidos no Laboratório de Fitopatologia do Centro de Ciências Agrárias (CCAB) da Universidade Federal do Cariri (UFCA) campus Crato-CE. 5.2 ORIGEM E OBTENÇÃO DAS AMOSTRAS As amostras serão obtidas de serigueleiras em que os frutos apresentem sintomas de podridão peduncular, os municípios de coleta serão Juazeiro do Norte, Crato, Barbalha, Santana do Cariri, Mauriti, Barros, Moreilândia, Exu no período de janeiro a março nos anos de 2020 e 2021. Os frutos irão ser submetidos a desinfestação, essa etapa consista na lavagem dos mesmo com água corrente, em seguida é submergido em hipoclorito a 1,5% por 1 minuto, seguido de duas lavagens em água destilada, cada lavagem com duração de 30 segundos, essa processo segue o manual de fitopatologia volume 1 (BERGAMIN FILHO; KIMATI; AMORIM, 1995). Em sequência as amostras serão colocadas para secar em papel filtro para serem submetidas ao processo de câmara úmida. Depois de estarem completamente secos os frutos serão armazenados em uma bandeja limpa com álcool 70% e forrada com papel absorvente, cinco frutos de cada amostra serão colocados em uma placa de Petri esterilizada com sua devida identificação, em seguida será adicionada 20 ml de água destilada no papel absorvente e encubada dentro de um saco, esse processo fornece a temperatura e umidade necessária para o desenvolvimento do fungo nos frutos de seriguela. O crescimento será observado diariamente. Após o crescimento fúngicos nos frutos, eles serão levados para realização do isolamento direto na câmara de fluxo laminar. As estruturas presente na região peduncular da seriguela são transferidas para uma placa de Petri contendendo o meio de cultura batata- dextrose-ágar em seguida a placa será fechada com filme plástico. Em uma mesma placa será depositado quatro fragmentos fúngico em pontos diferentes. Após o crescimento nas regiões com o patógeno, será observado as características morfológicas e de contaminação, em seguida pega o crescimento que apresentada visualmente sem contaminação e com morfologia semelhante a das Botryosphaeriaceae. O material será transferido para o centro de uma placa de Petri contendo o mesmo meio de cultura, novamente fechada com filme plástico. Após o crescimento em toda a placa o isolado será 16 preservado para posterior análise. 5.3 PRESERVAÇÃO DOS ISOLADOS Os isolados obtidos dos frutos serão preservados em eppendorf contendo 1,5 ml de água destilada estérelizada (ADE). Serão utilizados para cada eppendorf cinco a seis discos de aproximadamente 5 mm de diâmetro, de meio de cultura batata-dextrose-ágar (BDA) contendo o crescimento fúngico. Esse processo será realizado em duplicata para cada isolado. 5.4 CARACTERIZAÇÃO CULTURAL E MORFOLÓGICA A análise das culturas fúngicas será com base na morfologia das colônias. Essa etapa consiste na utilização de um disco, contendo o isolado, de aproximadamente 6 mm da margem da colônia com três dias de crescimento, este será adicionando em uma placa de Petri contendo meio BDA e acondicionadas em estufa incubadora do tipo BOD em temperatura de 25°C no escuro, esse processo ocorrerá em triplicata para cada isolado. Esse procedimento será examinado diariamente durante sete dias corridos, observando a cor e o crescimento do micélio aéreo do fitopatógeno. As características dos conídios serão estabelecidas através do plaqueamento de um disco de aproximadamente 6 mm da margem da colônia com três dias de crescimento, o mesmo será adicionando em uma placa de Petri contendo meio ágar-água (AA) contendo quatro acículas de pinheiro esterilizadas na superfície, a sua distribuição ocorrerá em quatro ponto da placa de modo que fiquem ao redor do disco que apresenta o crescimento do micélio. Em seguida deverão serem acondicionadas em foto período de 12 h à 25°C. A iluminação fornecida por luz próxima à ultravioleta durante cinco semanas (SLIPPERS et al., 2004). Após a incubação, será retirado os picnídios formados em cima das acículas de pinheiro, estes serão esmagados para obter os conídios que serão avaliados quanto a forma, coloração, presença e ausência de septos e estrias longitudinais. 5.5 ISOLAMENTO DO MATERIAL GENÉTICO E AMPLIFICAÇÃO DE SEQUÊNCIA POR PCR A extração do material genético dos isolados será obtida seguindo o protocolo de Dellaporta; Wood; Hicks (1983) com modificações. Os micélios das colônias fúngicas serão transferidos dos tubos de preservação para placas de Petri contendo BDA, onde irão crescer 17 por cinco dias. Após o período estabelecido o micélio será raspado e transferido para um almofariz, em seguida deverá ser acondicionado em freezer com temperatura de aproximadamente -20°C por 10 minutos. A amostra congelada será macerada com o auxilio um pistilo. Ao formar uma massa homogênea adiciona 500 uL do tampão de extração (Tris HCl 50 mM pH 7,2, EDTA 50 mM, pH 8,0 e SDS a 10%) e macera até formar uma solução homogênea. A solução obtida irá ser transferida para um microtubo de 1,5mL e incubada por 10 minutos a 65°C, nesse período deve realizar uma mistura do material incubado de forma intermitente. A etapa seguinte consiste em centrifugar a solução por 15 minutos a 12.500 rpm em temperatura ambiente. Em seguida, desprezar o sobrenadante e o sedimento será colocado em um novo microtubo, para que possa ser acrescentado 300 uL de álcool isoamílico (CIA) E 100 uL de brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) a 10%. Posteriormente deverá ser agitado em vórtex e logo depois de centrifugado a 12.500 rpm por 15 minutos Logo depois, transfere-se o sobrenadante para um novo recipiente e adiciona 400 uL de isopropanol, misturando os conteúdos por inversão, este deve ser armazenado por 12 horas no congelador. Na sequência, o material irá ser centrifugado novamente por 10 minutos a 12.500 rpm. Após essa etapa, despreza o sobrenadante e adiciona 400 uL de etanol a 70% junto ao sedimento e centrifuga por 5 minutos na mesma rotação. Por fim, descarta o sobrenadante e adiciona 400 uL de etanol 95% ao pallet centrifugando novamente por 5 min a 12.500 rpm. Em seguida, despreza o sobrenadante e coloca os tubos para secar, em temperatura ambiente, sobre um papel toalha. O material deve secar até que o etanol evapore por completo. Por fim, adicionou-se 80 uL de TE e o microtubo foi incubado a 37°C para dissolução o pellet. O DNA genômico obtido será amplificado através da técnica de Reação da Cadeia da Polimerase (PCR). O método utilizará como volume final 50 uL, nesse caso, o mix para PCR conterá 31,3 uL de água mili-Q, 5 uL de Buffer, 5 uL de dNTP, 4 uL de MgCl2, 1,7 uL de cada primer (senso e anti-senso), 0,3 da Taq DNA polimerase e 1 uL de DNA. Os primers descritos por White et a. (1990) serão utilizados para a região do espaço transcrito interno que são os ITS-1(5′-TCC GTA GGT GAA CCT GCG G-3′) e ITS4 (5′-TCC TCC GCT TATTGA TAT GC-3′). Para amplificação do gene da betatubulina será usado os primers TUB2a (5´-GGTAACCAAATCGGTGCTGCTTTC-3´) e TUB2b(5´- ACCCTCAGTGTAGTGACCCTTGGC-3´) (GLASS; DONALDSON, 1995). A região do EF1-α utilizará os iniciadores EF1-728F (5’ CATCGAGAAGTTCGAGAAGG) e EF1-986R (5’ TACTTG AAGGAACCCTTACC) (CARBONE, KOHN.,1999). 18 As reações de PCR serão conduzidas por um termociclador (MJ BioCycler 96; AppliedBiosystems, Foster City, EUA). Este será programado de formas diferentes para os oligonucleotídios iniciadorores ITS e TUB, iniciando com desnaturação a 94°C por 60 s, logo após seguirá 35 ciclos de desnaturação a 94°C por 60 s, em seguida terá a fase de anelamento a 51°C por 60 s. A fase de extensão acontecerá a 72°C por um período de 10 min, finalizando com a incubação a 4°C. Para o par de oligonucleotídio iniciador EF1-728F e EF1-986R a duração da desnaturação inicial a 94°C será de 120 s, seguida por 35 ciclos de desnaturação a de mesma temperatura por um período de 60 s, a fase de anelamento durará 30 s com uma temperatura de 52°C. A extensão será a 72°C por 10 min, finalizando com a incubação a 10°C. Em seguidas as mostras seguirão para sequenciamento no laboratório Macrogen, na Coreia do Sul. 5.6 ANÁLISE FILOGENÉTICA Após obtenção dos sequenciamentos das regiões, em ambas as direções, estas serão editadas por meio do programa Staden Package® 209 versão 2.0, bem como a montagem de contigs (STADEN; BEAL; BONFIELD, 1998). O alinhamento realizado é semelhante a metodologia utilizado por Netto (2012) onde as sequências serão realizadas com base nos seguintes parâmetros: alinhamento par a par (gap opening = 10, gap extension = 0.1) e alinhamento múltiplo (gap opening = 10, gap 26 extension = 0,2, transition weight = 0,5, delay divergente sequences = 25%). Sempre que necessário ocorrerá ajustes manuais. Esse processo utilizará o ClustalX v.1.83 (Thompson et al., 1997). Como parte da análise filogenética será feito o uso de sequências nucleotídicas das espécies de Botryosphaeriaceae obtidas do banco de dados do National Center of Biotechnological Information. As relações evolutivas serão obtidas através do método de Máxima Parcimônia (MP) que são alcançadas por meio da busca heurística, já o método de Máxima Verossimilhança foi utilizado o Bayesian Information Criterion (BIC), para cada situação será utilizada 1000 repetições de bootstrap,para estimar a confiabilidade das árvores geradas. Ambos os métodos serão realizados dos pelo programa MEGA 5.22 (TAMURA et al., 2011; HILLIS; BULL 1993). Todas as sequências resultando dessa pesquisa será depositada no GenBank. 5.7 TAXA DE CRESCIMENTO E TEMPERATURA ÓTIMA DOS ISOLADOS Para realizar a avaliação da taxa de crescimento, bem como avaliar a temperatura 19 ótima das amostras serão utilizados placas de Petri com aproximadamente 9 mm de diâmetro, contendo o meio BDA. Os testes correrão em triplicata para cada isolado. A partir de culturas puras dos isolados fúngicos com 10 dias de idade, será retirado da borda da colônia discos de micélio com 6 mm de diâmetro. Em seguida, os discos serão transferidos para placas de Petri com BDA e incubados separadamente em temperatura controlada de 15, 20, 25, 30, 35 e 40°C no escuro por 36 horas. A avaliação do crescimento micelial será constituída a partir da medição dos diâmetros das colônias em duas direções perpendiculares após as 36 horas, posteriormente, serão realizadas as correções dos diâmetros a partir da diminuição do tamanho do disco original (6 mm). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 30 x 5, com 3 repetições (placas) por combinação de isolado e temperatura. A temperatura ideal foi estimada usando o modelo de regressão e sumário numérico com auxílio do software TableCurve ™ 2D v. 5.01 (SYSTAT Software Inc., Chicago, EUA). Entende-se por temperatura ótima aquela que se obteve o maior crescimento radial dos isolados. Os dados relativos à temperatura ideal foram comparados pelo teste de diferença mínima significativa de Fisher (LSD) ao nível de significância de 5%, utilizando Statistix v. 9.0 (Software Analítica, Tallahassee, EUA). 5.8 CARACTERIZAÇÃO PATOGÊNICA A determinação da patogenicidade, das espécies identificadas nesse estudo, será testada a partir da inoculação de estrutura fúngicas em ramos saudáveis, como também será utilizada testemunhas. Esse procedimento consistirá com a utilização de ramos 30 centímetros de comprimento, obtidos de plantas de seriguelas adultas. Para cada isolado será utilizado quatro ramos, estes sofrerão no caule um ferimento de 10 mm de comprimento e 2 mm de profundidade. Em seguida, ocorrerá a inoculação de um disco de BDA contendo micélio fúngico com 5 mm de diâmetro, de modo que o inóculo fique em contato com o lenho do ramo. Os discos serão retirados da margem de culturas puras dos isolados com 5 dias de idade. Posteriormente a região será vedada com parafilme, com o intuito de reduzir a desidratação. O tratamento com testemunhas seguirá o mesmo procedimento, exceto que os discos inoculados não terão a presença de estruturas fúngicas dos isolados em teste. Os ramos utilizados no procedimento permanecerão em condições laboratoriais por 10 dias, logo após o parafilme será removido e os ramos serão cortados longitudinalmente para observação do desenvolvimento ou não de lesões internas. 20 6. CRONOGRAMA PERÍODO 2020.1 2020.2 Etapas da Pesquisa Jan Fev Mar Abr Maio Jul Ago Set Out Nov Dez Definição do tema x Levantamento bibliográfico x x Elaboração do projeto x x x Submissão do projeto na plataforma SIAD x Coleta das amostras x x x Obtenção das culturas x x x Preservação dos isolados x x Caracterização cultural e morfológica das amostras x x x Tabulação dos resultados x x x x Qualificação x PERÍODO 2021.1 2021.2 Etapas da Pesquisa Jan Fev Mar Abr Maio Jun Ago Set Out Nov Dez Coleta de novas amostras x x Obtenção das culturas x x Preservação dos isolados x x Caracterização do cultural e morfológica x x 21 das amostras Tabulação dos resultados x x PCR x x Enviar amostras para sequencialmente x Análise Filogenética x Análise e tabulação dos resultados x x Defesa da Dissertação x 7. REFERÊNCIAS ALBUQUERQUE, Ulysses Paulino de et al. Medicinal plants of the caatinga (semi-arid) vegetation of NE Brazil: a quantitative approach. 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REFERENCIAL TEÓRICO 4.1 FRUTEIRAS TROPICAIS NO NORDESTE BRASILEIRO 4.2 GÊNERO Spondias E A ESPÉCIE Spondias purpúrea L. 4.3 DOENÇAS ASSOCIADAS À CULTURA DE Spondia purpurea 4.4 BOTRYOSPHAERIACEAE E SEUS ASPECTOS GERAIS 4.5 ESPÉCIES DE Botryosphaeriaceae ASSOCIADAS À PODRIDÃO DE FRUTOS 4.6 CARACTERIZAÇÃO MOLECULAR DE Botryosphaeriaceae 5. MATERIAL E MÉTODOS 5.1 LOCAL DO EXPERIMENTO 5.2 ORIGEM E OBTENÇÃO DAS AMOSTRAS 5.3 PRESERVAÇÃO DOS ISOLADOS 5.4 CARACTERIZAÇÃO CULTURAL E MORFOLÓGICA 5.5 ISOLAMENTO DO MATERIAL GENÉTICO E AMPLIFICAÇÃO DE SEQUÊNCIA POR PCR 5.6 ANÁLISE FILOGENÉTICA 5.7 TAXA DE CRESCIMENTO E TEMPERATURA ÓTIMA DOS ISOLADOS 5.8 CARACTERIZAÇÃO PATOGÊNICA 6. CRONOGRAMA 7. REFERÊNCIAS
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