Cấu trúc di truyền quần thể của tác nhân gây bệnh cà phê Hemileia vastatrix tại Minas Gerais, Brazil

Tropical Plant Pathology - Tập 43 - Trang 473-476 - 2018
Mateus F. Santana1, Eunize M. Zambolim2, Eveline T. Caixeta3, Laércio Zambolim2
1Department of Microbiology, BIOAGRO, 36570-000, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Brazil
2Department of Phytopathology, BIOAGRO, BIOCAFÉ, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Brazil
3Embrapa Café, BIOAGRO, BioCafé, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Brazil

Tóm tắt

Nấm sinh dưỡng Hemileia vastatrix Berk & Broome là tác nhân gây bệnh cà phê phá hoại nhất tại Brazil. Việc hiểu rõ hơn về di truyền quần thể của H. vastatrix sẽ cung cấp những thông tin quan trọng về sinh học, dịch tễ học và tiềm năng tiến hóa của nó. Mục tiêu của nghiên cứu hiện tại là đánh giá sự đa dạng di truyền và cấu trúc quần thể của H. vastatrix ở Minas Gerais (Brazil) bằng cách sử dụng các trình tự DNA ribosome (rDNA). Các phân tích được thực hiện bằng cách giải trình tự các đoạn nội bộ chuyển tiếp ITS1 và ITS2, cùng gene 5.8S từ 15 quần thể H. vastatrix. Trong số 82 trình tự thu được, 68 ribotype đã được phát hiện, được xác định bởi 108 sự thay thế nucleotide và năm sự thiếu. Trong số 68 ribotype, 64 ribotype chỉ được tìm thấy ở một quần thể duy nhất. Phân tích phương sai phân tử (AMOVA) và chỉ số cố định FST chỉ ra sự phân hóa di truyền trung bình giữa các quần thể trên đồng, mà được chia theo nguồn gốc địa lý. Kết luận, phân tích sự đa dạng của trình tự rDNA h я nhân ITS1–5.8S-ITS2 trong quần thể H. vastatrix ở Minas Gerais cho thấy rằng hầu hết các ribotype chỉ giới hạn ở một quần thể duy nhất và có sự đa dạng di truyền lớn hơn trong các quần thể so với giữa các quần thể trên đồng.

Từ khóa

#Hemileia vastatrix #cà phê #di truyền quần thể #ribosomal DNA #Minas Gerais #Brazil

Tài liệu tham khảo

Avelino J, Cristancho M, Georgiou S, Imbach P, Aguilar L, Bornemann G, Laderach P, Anzueto F, Hruska AJ, Morales C (2015) The coffee rust crises in Colombia and Central America (2008 – 2013): impacts, plausible causes and proposed solutions. Food Security 7:303–321 Cabral PGC, Zambolim EM, Zambolim L, Lelis TP, Capucho AS, Caixeta ET (2009) Identification of a new race of Hemileia vastatrix in Brazil. Australasian Plant Disease Notes 4:129–130 Cabral PGC, Zambolim EM, Oliveira SAS, Caixeta ET, Zambolim L (2015) Genetic diversity and structure of Hemileia vastatrix populations on Coffea spp. Plant Pathology 65:196–204 Capucho AS, Zambolim EM, Freitas RL, Haddad F, Caixeta ET, Zambolim L (2012) Identification of race XXXIII of Hemileia vastatrix on Coffea arabica Catimor derivatives in Brazil. Australasian Plant Disease Notes 7:189–191 Cardoso RML (1986) Novas raças fisiológicas de Hemileia vastatrix Berk et Br. no Brasil, métodos de identificação e detecção de grupos fisiológicos em cafeeiros derivados do Hibrido de Timor. Master Dissertation-Universidade Federal de Viçosa, Viçosa-MG. 111p Carvalho CR, Fernandes RC, Carvalho GMA, Barreto RW, Evans HC (2011) Cryptosexuality and the genetic diversity paradox in coffee rust, Hemileia vastatrix. PLoS One 6:e26387 Clement M, Posada D, Crandall KA (2000) TCS: a computer program to estimate gene genealogies. Molecular Ecology 9:1657–1559 CONAB. Café, safra (2017) Available at: http://www.conab.gov.br/OlalaCMS/uploads/arquivos/17_05_18_15_37_37_boletim_cafe_-_maio_2017.pdf. Accessed on July 21, 2017 Cristancho MA, Botero-Rozo DO, Giraldo W, Tabima J, Riãno-Pachón DM, Escobar C, Rozo Y, Rivera LF, Durán A, Restrepo S, Eilam T, Anikster Y, Gaitán AL (2014) Annotation of a hybrid genome of the coffee rust (Hemileia vastatrix) contributes to the gene repertoire catalog of the Pucciniales. Frontiers in Plant Science 5:594 Excoffier L, Smouse P, Quattro J (1992) Analyses of molecular variance inferred from metric distance among DNA haplotypes: application to human mitochondrial DNA restriction data. Genetics 146:479–491 Gouveia MM, Ribeiro A, Várzea VMP, Rodrigues CJ Jr (2005) Genetic diversity in Hemileia vastatrix based on RAPD markers. Mycologia 97:396–404 Maia TA, Zambolim EM, Caixeta ET, Mizubuti ESG, Zambolim L (2013) The population structure of Hemileia vastatrix in Brazil inferred from AFLP. Australasian Plant Pathology 42:533–542 Nei M (1987) Molecular evolutionary genetics. Columbia University Press New York Nei M, Kumar S (2000) Molecular evolution and Phylogenetics. Oxford: University Press Nunes CC, Maffia LA, Mizubuti ESG, Brommonschenkel SH, Silva JC (2009) Genetic diversity of populations of Hemileia vastatrix from organic and conventional coffee plantations in Brazil. Australasian Plant Pathology 38:445–452 Raeder U, Broda P (1985) Rapid preparation of DNA from filamentous fungi. Letters in Applied Microbiology 1:17–20 Talhinhas P, Batista D, Diniz I, Vieira A, Silva DN, Loureiro A, Tavares S, Pereira AP, Azinheira HG, Guerra-Guimarães L, Várzea V, Silva MC (2017) The coffee leaf rust pathogen Hemileia vastatrix: one and a half centuries around the tropics. Molecular Plant Pathology 18:1039–1051 Várzea VMP, Marques DV (2005) Population variability of Hemileia vastatrix vs. coffee durable resistance. In: Zambolim L, Zambolim EM, Várzea VMP (Eds.) durable resistance to coffee leaf rust. Suprema Gráfica e Editora, Visconde do Rio Branco. pp. 53-74 White TJ, Bruns T, Lee S, Taylor J (1990) Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. In: Innis MA, Gelfand DH, Sninsky JJ, White TJ (eds) PCR protocols a guide to methods and applications. Academic Press, London. pp 315–322 Zambolim L (2016) Current status and management of coffee leaf rust in Brazil. Tropical Plant Pathology 41:1–8