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História da Fitopatologia Universidade Federal de Goiás Escola de Agronomia Disciplina: Fitopatologia 1 2º Semestre / 2014 Prof. Renato Andrade Teixeira renato.ateixeira@terra.com.br 1. Introdução Fitopatologia – grega Phyton: planta; pathos: doença; logos: estudo Ciência que estuda as doenças das plantas em todos os aspectos: sintomatologia, diagnose, etilogia, epidemiologia e controle. Quatro grande grupo de agentes: fungos, bactérias, nematóides e vírus. O que é doença ? (Agrios ,2005) É o mal funcionamento da fisiologia da planta (hospedeiro), causada pela irritação contínua de um fator biótico (patógeno), ou abiótico (ambiente), que resulta no desenvolvimento de sintoma. Patógeno? • FITOPATOLOGIA – Fitopatologia é a área que busca entender os princípios e interações entre patógeno, hospedeiro e ambiente. – Avalia os sintomas e sinais causados por bactérias, vírus, fungos e nematóides em plantas atacadas para facilitar o seu diagnóstico. • FITOPATOLOGIA – Estuda também o emprego e a seqüência de medidas que reduzem ou eliminam os patógenos das áreas ou ambientes da produção agrícola ou dos produtos colhidos, auxiliando no monitoramento da sanidade do solo das áreas de produção. Doenças mais antigas: “Ferrugens” e “mildios” – Encontradas na Bíblia. – Primeiro registro de doenças Antiguidade: Gregos, hebreus e romanos - Castigos divinos (Deuses Robigo e Robigus) * Romanos: 3 feriados relacionados a agricultura: - Cereália – 12 a 19 de abril - Robigália (sacrifícios aos deuses pedindo proteção a ferrugem dos cereais – morte raposa queimada viva) – 25 de abril - Florália – 28 de abril Períodos do conhecimento das doenças de plantas. Causa-efeito 1.1 Período místico 1.2 Período da predisposição 1.3 Período etiológico 1.4 Período ecológico 1.5 Período atual 1.1 Período místico - Remota antiguidade – início séc. XIX - Causas místicas – ausência de explicação racional - Final do período: botânicos - descrições doenças – com base na sintomatologia; - 1728, DuHamel de Monceau: 1º experimento fitopatológico – inoculação com sucesso de escleródios de Rhizoctonia violacea em diversas plantas -Tillet, 1755: cárie trigo era causada por fungo – Havia uma toxina ou substância venenosa no “pó preto” - Tozzetti, 1767: ferrugens e carvões – causado por fungos debaixo da epiderme das plantas. - Surgimento de fungos - Teorias de geração espontânea e perpetuidade das espécies (Lineu). - Doenças eram atribuída com base na sintomatologia e classificadas pelo sistema binomial 1.2 Período da predisposição - início séc. XIX → Evidente associação fungos e pl. doentes -Prévost, 1807: Confirmou idéias de Tillet -Tilletia tritici – cárie do trigo. As teorias não eram estendidas a outras doenças – Cárie era exceção – geração espontânea. -Unger, 1833: doenças atribuídas distúrbios funcionais – desordens nutricionais – predispunham produção de fungos – considerados excreções que cresciam por geração espontânea --- Sob determinadas condições, qualquer planta produziria fungos (Relacionando doença e ambiente) -Micologistas- catálogos fungos – pl. doentes: Uredinales, Ustilaginales, Erysiphales ... - De Bary, 1853: requeima da batata – Phytophthora infestans – idéias revolucionárias De Bary – Pai da Fitopatologia e criador da Moderna Micologia 1.3 Período etiológico - Início com De Bary e Kuhn - Microbiologia: Pasteur, 1860 → provou origem bacteriana de doenças em humanos e animais e acabou com a teoria da geração espontânea - Koch, 1881: Postulados de Koch – determinação exata dos patógenos. - Biologia: teoria da evolução Darwin contrapunha-se a perpetuidade das espécies de Lineu - Postulados de Koch: O microrganismo deve estar sempre presente nas lesões das plantas doentes (ASSOCIAÇÃO CONSTANTE); O microrganismo deve ser isolado e cultivado em CULTURA PURA; O microrganismo isolado, deve REPRODUZIR OS SINTOMAS quando inoculado em uma planta sadia; O microrganismo deve ser REISOLADO da planta inoculada artificialmente e corresponder, em todas as suas características, com o isolado das lesões. - Fitopatologia surge como ciência: - Descrição das principais doenças: oídios, míldios, ferrugens, carvões – estudadas com detalhes - Novas descobertas: - Burril, 1876: bactéria em pereira – inicio da bacteriologia vegetal (Hoje sabe o causador: Erwinia amylovora) - Mayer, 1886: caráter infeccioso viroses em fumo; - Berkeley, 1855 – Nematóide formador de galhas (Meloidogyne spp.) - Millardet, 1882: CALDA BORDALESA – 1º fungicida - Fitopatologistas: relato de novos parasitas – provar sua natureza parasitária Calda Bordalesa - Diferentes Proporções: - Sulfato de Cobre (CuSO4) - Cal Virgem (CaO) - Diluídos em Água. - Mais comum é a proporção 10:10 - 100 litros de calda – 1000 g de Sulfato de Cobre e 1000 g de Cal Virgem. 1.4 Período ecológico - Inicia após a catalogação das principais doenças e seus agentes. - Reconhece a importância vital do meio ambiente – manifestação da doença; - Estudos climáticos, edáficos, nutricionais, estacionais e outros; - Doenças passaram a ser vista: interação planta- meio-patógeno; - Hospedeiro-ambiente-patógeno - pesquisas: resistência e predisposição das espécies aos patógenos, genética e melhoramento; - variabilidade dos fitopatógenos: formae speciales, raças fisiológicas, variedades, biótipos, etc. - 1913 - fungicidas mercuriais orgânicos – trat. sementes; - 1934 - fungicidas orgânicos (tiocarbamatos). 1.5 Período atual - Déc. 40 e 50: Várias pesquisas - fisiologia de fungos e de plantas e Progresso da doença em condições de campo; Fatos foram relacionados e novas teorias estabelecidas na relação planta/patógeno e a resultante - DOENÇA - Novas abordagem: fisiológica e epidemiológica – Princípios de Infecção de Plantas, Gaumann, 1946. -Abordagem fisiológica: A doença passa a ser encarada com base nas relações fisiológicas, dinâmicas, entre a planta e o patógeno -Abordagem epidemiológica: Baseada numa visão de como a doença cresce no campo -Nova tendência: “Período biotecnológico ??”– Últimos anos - Cultura de tecidos - Biologia molecular → plantas transgênicas resistentes a diversas doenças e o sequenciamento genômico de microorganismo tem sido realidade (gene R) 1.6 Fitopatologia no Brasil Fim do séc. XIX: Duas linhas diferentes e paralelas: - Levantamento de fungos - classificação e catalogação, sem preocupar com a importância da doença - Estudo de doenças que afetavam as culturas de interesse econômico – propondo soluções para diminuir os efeitos e prejuízos. - Fitopatologia na graduação: início do séc. XX - ESALQ; Pós-graduação: 1964 Cursos de pós-graduação em fitopatologia no Brasil: Piracicaba: Mestrado (1964), Doutorado (1970); Brasília: Mestrado (1976), Doutorado (1991); Viçosa: Mestrado (1977), Doutorado (1978); - 1966 - Sociedade Brasileira de Fitopatologia (SBF); - 1967 – Grupo Paulista de Fitopatologia (GPF); - 1975 – Summa Phytopathologica – GPF; - 1976 – Fitopatologia Brasileira (Tropical Plant Pathology)– SBF. 2. Importânciadas doenças de plantas 2.1 A humanidade faminta - 340 a 730 milhões de pessoas não têm acesso a uma dieta com calorias suficientes para uma vida saudável. - Sul da Ásia, África e América Latina → dieta de ↓↓↓ calorias. - Soluções: controle natalidade; melhoria poder compra nações pobres; aumento global produção alimentos. Figura – População mundial real (1940 a 1990) e projetada (2025) (Agrios, 1997). 2.2 Produção vegetal e danos O ↑ da produção de alimentos: - ↑ superfície explorada; - ↑ uso de fertilizantes; - métodos de cultivo + eficientes; - variedades melhoradas; - proteção vegetal + eficiente (insetos, patógenos e plantas daninhas) – Reduzir danos. Figura – Danos médios, em porcentagem, causados às culturas por insetos, plantas daninhas e patógenos, em diversas regiões do mundo Figura – Danos médios, em porcentagem e em dólares, causados às culturas por insetos, plantas daninhas e patógenos, em diversas regiões do mundo. Figura – Danos médios pré-colheita, em porcentagem, para diversas culturas, causados por insetos, plantas daninhas e patógenos. 2.3 Algumas epidemias famosas 2.3.1 Fome, morte e emigração: Irlanda 1845-1846 - Batata - 1570 introduzida na Europa – 1670 domesticada 1845 base da alimentação - batata – base alimentação Norte da Europa Ocidental; → alta produtividade; fácil adaptação e alto valor nutritivo. → sopa de batata – café da manhã batata cozida – almoço batata assada – jantar - Junho de 1845: requeima na Bélgica - 2 semanas após → Flandres e Holanda → França → Agosto - sul Inglaterra - Setembro - Irlanda: 25% queda produção - 1846: 80% perda → 2 milhões mortos 1 milhão emigrantes “Seria aquele fungo, invariavelmente associado às plantas atacadas, a causa ou a consequência da doença” - Predisposição - Vários pesquisadores – associado a requeima da batata a um fungo - ausência de provas conclusivas e confiáveis - Adeptos da “Teoria da Geração Espontânea” afirmava que a doença era devido ao frio e não ao fungo. - Atraiu a atenção de De Bary: Constatou Zoósporos, estudando o desenvolvimento micelial e sobrevivência no inverno do fungo – Identificando e classificando o fungo causador da doença Phytophtora infestans – requeima da batata REQUEIMA Phytophthora infestans Figura – Evolução das populações da Irlanda e da Inglaterra no período de 1821 a 1881 (Gregory, 1983). 8,3 milhões (1846) – 5,2 milhões (1876) 2.3.2 A catástrofe de Bengala Exercito japonês às portas da Índia Oriental - 1942 – Bengala – hoje Índia e Bangladesh Dependência do Arroz para alimentação arroz – Helminthosporium oryzae (Bipolaris oryzae) ↓ 50% perda variedades precoces 75 a 90% variedades tardias ↓ 2 milhões de mortos Brimânia – ocupada pelo Japão – não podiam importar Ingleses – não puderam ajudar. 2.3.3 Os ingleses e o chá - Café – Ceilão (Sri Lanka) → exportação Inglaterra - 200 ha 1835 – 200 mil ha em 1870 - 1869 – ferrugem: Hemileia vastatrix ↓ 50 mil ton → ZERO - Consequências: - Produção de café caiu a praticamente zero; - Falência de 417 plantadores de café; - Trabalhadores indianos foram repatriados; - Fome dos nativos. - Ingleses – outra bebida, quente e estimulante: chá - Ceilão: 500 ha → 1880, 140 mil ha de chá - Ingleses passaram a bebedores de café para bebedores de chá 2.3.4 O fogo de S. Antônio - centeio, Claviceps purpurea → esporão escleródio ↓ alcalóides – LSD - sintomas quando ingeridos: aborto; formigamento dedos dos pés e mãos; febre → morte ou problemas mentais dedos caem dos pés Alucinações 1095- Papa Urbano II – ordem de S. Antônio – tratar doentes – fogo de S. Antônio. -França, 1951 – Pont- Saint- Esprit: 300 doentes; 5 mortos; vários loucos. Bruxas de Salém 2.3.5 Helminthosporium maydis e os hambúrgueres perdidos - Produtores de milho hibrido: - déc. 50 – linhagem ♀ com pólen estéril; - Final da década todo milhos dos EUA era provindo de linhagens macho-estéril - 1970 – H. maydis, Flórida – 2 meses – Norte; - 15 dias após estava em todos os Estados nordeste americano - Prejuízos: 15% = 20 milhões de toneladas ↓ 30 bilhões de hambúrgueres 2.4 Epidemias brasileiras famosas 2.4.1 O mosaico da cana-de-açúcar (Sugarcane mosaic virus – SCMV e Sorghum mosaic virus – SrMV) - Vírus introduzido no Brasil → déc. 20 - Toletes contaminados da Argentina - Saccharum officinarum – cana nobre → ↑↑↑ suscetível ao mosaico - Disseminação rápida do vírus. - 1922-1925 → 1250 mil sacos açúcar, 6 milhões L álcool ↓ 220 mil, 2 milhões L 2.4.2 A tristeza dos citros (Citrus tristeza virus – CTV) - Final déc. 30: SP – Causa desconhecida: crescimento paralizado; produção diminuída; seca generalizada galhos e morte. - laranja doce/ laranja azeda → 80% pomares ↓ resistente à Phytophthora - Gomose -9 milhões de árvores morreram em 10 anos. - solução: trocar laranja azeda → limão cravo 2.4.3 O cancro cítrico (Xanthomonas axonopodis pv. citri) - 1957- Presidente Prudente; - controle: erradicação - 1957-1979: 2 milhões de árvores destruídas. (X. axonopodis pv. citri) 2.4.4 O mal do Panamá e a banana maçã - Fusarium oxysporum f. sp. cubense - Piracicaba - 1930 – SP – grupo AAB – maçã, prata e ouro ↓ extremamente suscetíveis - Exploração das variedades tornou-se nômade – Oeste. - Erro fatal: mudas de novos plantio eram obtidas de plantas doentes. - Ignorância do produtor ou rizomas nem sempre apresentam sintomas da doença - Banana Maçã de SP não existe mais. - Grupo Cavendish – Nanica e Nanicão - resistente 2.4.5 Carvão de cana-de-açúcar (Ustilago scitaminae) - 1946 – Chicotes de carvão - Assis - SP - Déc. 40 a déc. 80; - POJ36 e POJ213 – altamente suscetíveis – 100% de touceiras doentes - Substituição de variedade e cuidado na produção de mudas; - 1975 – PROALCOOL – Área plantada SP: - 760 mil ha - 1976 -2 milhões ha - 1986 - Expansão com uma única cultivar (45% da área): NA56-79 – moderadamente suscetível ao carvão - Governo limitou a área plantada com a variedade: - 20% setembro 1985 a junho 1986 - 10% da área - SP70-1143 – mais resistente 2.4.6 O mal das folhas da seringueira - Inícioséc. XX – produção borracha natural – floresta amazônica (Brasil e Peru) - 1928 – Fordlândia – 4000 ha seringueiras ↓ Microcyclus ulei ↓ abandonado em 1934 Belterra: 1934- 6478 ha plantados 1942 novamente abandonado Porto de Fordlândia, construção da Companhia Ford Industrial do Brasil Belterra Fordlândia (Itaituba) - 1876 – Botânico inglês (Sir Henry Wickham) coletou sementes de Hevea no Para e enviou para Londres - As mudas foram enviadas para Sri-Lanka - plantios: Tailândia, Indonésia e Malásia (90% da produção mundial) - Brasil: - 1912 – maior produtor - 1951 já era importador Microcyclus ulei 2.5 Epidemias brasileiras atuais 2.5.1 Sigatoka-negra (Mycosphaerella fijiensis) -1998 → Amazonas - AC, RO, MT, PA, AM, RR, MS, SP, PR, SC, RS, MG → ↑ custo produção ↑ danos e ↓ qualidade de frutos 2.5.2 Ferrugem asiática na soja (Phakopsora pachyrhizi) - 2001 → Sul do Brasil - 2002 → 60% das regiões produtoras brasileiras - 2002 a 2005 → ↓12,4 milhões de t custo ferrugem: US$ 5,143 bi 2.5.3 Mosaico dourado do tomateiro – Geminivírus - Bemisia tabaci biótipo B - Vetor GREENING Candidatus liberibacter asiaticus africanus americanus Huanglongbing = Doença do Dragão Amarelo Huanglongbing em citros Psilídeo dos citros: Diaphorina citri HUANGLONGBING sintomas Nematóide de cisto da soja (Heterodera glycines, 1991-1992) OCORRÊNCIA Estados Unidos, Canadá, Brasil, Argentina, Colômbia, China, Japão, Indonésia, Coréia, ex-União Soviética. Chapadão do Céu BRASIL – Safra 1991/1992 2,5 milhões ha. Infestado Nova Ponte Campo Verde BRASIL - Atualmente DOENÇAS BIÓTICAS IMPORTANTES Requeima Brusone Ramulose Cancro da haste Nematóide do cisto Oídio da soja Cancro cítrico CVC Podridão parda Vassoura de brucha Mancha marrom (trigo) Mancha reticulada (cevada) Mal do Panamá Sigatoka negra Mosaico da banana Moko da banana Ferrugem do cafeeiro Namatóide da necrose Fusariose do abacaxi Meleira Mosaico do mamão Antracnose do mamão Crestamento amarelo (trigo) Sarna da macieira Citrus greening 2.6 Tipologia de danos Nem toda doença de planta é catastrófica, porém, esporadicamente pode provocar: - Perda de vidas humanas; - Falência de bancos e produtores; - Mudança de costume de toda uma nação; - Intoxicações que levam a loucura; - Perda de milhões de ton. de milho; - Colapso da agro-indústria açúcar; - Colapso da citricultura; - Desaparecimento var. preferidas pelos consumidores; - Restrição do plantio de variedades produtivas; -Abandono de cidades inteiras. - São exemplos extremos, reais, mas de ocorrência esporádica Nem toda doença é catastrófica! 1- Pode ocorrer na ausência de medida de controle 2- já ocorreram e que ainda estão ocorrendo 3- danos na quantidade, qualidade e capacidade futura de produção 4- Efeitos econômicos e sociais das doenças de plantas além do impacto agronômico imediato 5- pré e pós-colheita devidos às doenças de plantas 6- danos na capacidade futura de produção 1 2 3 4 5 6 DOENÇA X INJÚRIA DANO FÍSICO: RAIOS; GRANIZO PICADAS OU CORTES: INSETOS Perguntas: 1- Importante personagem da história da Fitopatologia, por muitos considerados como o pai desta ciência, por conseguir provas científicas de que as doenças de plantas eram causadas por microorganismos . 2- Festa realizada na era romana onde havia sacrifício de animais, por crença que a ferrugem dos cereais era um castigo divino. 3- Período da história da fitopatologia quando se reconheceu a importância vital do meio ambiente na manifestação da doença . 4- Personagem que em 1755, havia suspeitado ser a cárie do trigo causada por um fungo, contrariando o pensamento predominante da época, tendo suas idéias confirmadas mais de meio século depois, 5- Personagem da história que confirmou as idéias anteriores de Tillet que havia hipotetizado ser um fungo o causador da cárie do trigo De Bary Robigália Ecológico Tillet Prévost 6- Livro onde são encontradas as mais antigas referências sobre doenças de plantas. 7- Período da História da Fitopatologia em que se acreditava que os fungos eram originados nas plantas por geração espontânea, ou seja, eram as doenças que produziam fungos e não o contrário. 8- Primeiro período da história da fitopatologia em que se acreditava que as doenças eram resultados de castigos divinos 9- Grupo de fungicidas orgânicos descobertos na década de 30 por Tisdalle e Williams 9- Primeiro fungicida descoberto, por acaso, por Millardet na França, observando sua ação anti-fúngica em videiras Biblia Predisposição Místico Tiocarbamatos Calda Bordalesa Coleta e transporte de amostras - Folhas, frutos, raízes com sintomas iniciais e adiantados de infecção; - Arrancar as plantas cuidadosamente, sem puxa- las - Enviar a planta inteira que apresente os primeiros sintomas, incluindo raízes com solo aderido - Árvores de grande porte, coletar as raízes junto com torrão de solo, na área da projeção da copa. Acondicionamento e remessa ao laboratório - Envolver cada amostra de planta em papel resistente e colocar em saco plástico - Vegetais frágeis e frutas devem ser acondicionados separadamente - Enviar amostras em sacos plásticos bem fechados - Identificação: dados do produtor, propriedade, cultura, cultivar, sistema de irrigação, local e data da coleta - Enviar logo após a coleta, acondicionar em geladeira, no máximo durante três dias - Programar a chegada das amostra no laboratório em dias úteis. Conservação de estruturas permanentes - Museu Líquido - Plantas ou partes de plantas doentes conservadas em meio líquido - Finalidade: - Diagnose, levantamento fitopatológico, intercâmbio, Fins didáticos, Manutenção de estruturas de patógenos. - Material: Suculento e/ou pouco lenhoso (rico em água) Procedimento: - Lavar o material – tirar o pó; - Fixar em sulfato de cobre a 5% (6 a 24 horas) – não perder a cor; - Lavar em água corrente (2 a 6 horas) - Colocar o material em liquido conservante (15 a 20 ml de ácido sulfuroso {6 a 9%} + 1,0 L de água) - Fechar hermeticamente – sem ar no vidro - Identificar com etiqueta: Hospedeiro, Agente causal, Quem fez, Local e data. Pode durar até 50 anos Problemas: - Espelhamento; - Liberação de pós; - Entrada de ar – evaporação do ácido sulfuroso Vantagens: - Forma e cor – colhidos no dia -Herbário fitopatológico -Plantas ou partes de plantas dessecadas visando a conservação do material doente. - Finalidade: - Diagnose, levantamento fitopatológico, intercâmbio, Fins didáticos, Manutenção de estruturas de patógenos. - Material: Pouco suculento e/ou Lenhoso Dessecamento: - Prensa: livro, madeira; - Fonte de calor: Energia solar,estufa, ferro elétrico, forno de microondas. Armazenamento: - Papel não poroso - Contato com a atmosfera, Naftalina (ácaro e insetos) Problemas: - Modifica a cor; - As vezes altera a forma - Manuseio cuidadoso Vantagens: - Barato; - Simples; - Fácil de executar; - Não emprega substâncias químicas. Meios de cultura - Utilizado para “cultivar” microrganismos utilizando soluções e substâncias nutritivas necessárias ao seu crescimento e reprodução. - Exigem carbono e nitrogênio além de potássio, fósforo, enxofre, magnésio, zinco, manganês e vitaminas. - O Meio vai depender do Microrganismo Alguns meios de cultura - Meio ágar-agar (AA) - Meio Batata-sacarose-ágar (BSA) - Meio cenoura-ágar (CA) - Meio Suco V8-ágar (Tomate, cenoura, aipo, beterraba, alface,espinafre, salsa e agrião, além de sal) - Meio de caldo de vegetais-ágar (CVA) - Meio Czapek-dox-agar - Meio extrato de malte-agar (MEA) ou meio malte-ágar (MA) - Meio batata-dextrose-ágar (BDA) Meio universal – suporta o crescimento da maioria dos fungos Usado mundialmente em rotina de laboratórios Componente Quantidade Extrato de batata 200 g Dextrose (= D-glicose) 20 g Ágar 17 – 20g Água destilada 1.000 ml 121 ºC/ 15 min Isolamento de fungos fitopatogênicos. - Isolamento Direto: Transferência, com o auxílio de um estilete, de estruturas do patógeno (esporos, hifas, escleródios) diretamente do órgão infectado para o meio de cultura. - Isolamento Indireto: Transferir, para o meio de cultura, porções infectadas de tecido do hospedeiro ou sementes infectadas.
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