Blackleg in Swedish winter oilseed rape, causal pathogens, and race identification of Plenodomus lingam

Resumo Técnico: Blackleg (Falsa Ferida do Caule) em Colza de Inverno Sueca

Definição do Problema
O Blackleg (cancro do caule por Phoma) continua a ser uma ameaça económica primária para a colza de inverno (Brassica napus var. oleifera) global, causada principalmente pelos patógenos fúngicos Plenodomus lingam (sin. Leptosphaeria maculans) e P. biglobosus (sin. Leptosphaeria biglobosa). Embora ambas as espécies coexistam em culturas de colza, a sua prevalência relativa varia geograficamente e sazonalmente, influenciando as estratégias de gestão da doença. Na Suécia, investigações anteriores estabeleceram a presença de ambas as espécies, mas a dinâmica temporal detalhada da libertação de ascósporos e a composição específica de raças de P. lingam, no contexto da implementação generalizada de genes de resistência (especificamente Rlm7), permaneciam insuficientemente caracterizadas. O estudo aborda a necessidade de dados atualizados sobre a ocorrência de patógenos, a correlação entre a deteção molecular e os sintomas visuais, e os perfis de virulência das populações locais de P. lingam para informar a gestão da resistência a longo prazo.

Metodologia
O estudo empregou uma abordagem multifacetada combinando amostragem de campo, diagnósticos moleculares quantitativos e ensaios de patogenicidade controlados:

• Amostragem de Campo: Amostras compostas de folhas e caules foram recolhidas em campos comerciais em três condados suecos (Skåne, Östergötland e Västra Götaland) durante o outono (2022–2023) e o verão seguinte (2023–2024). Adicionalmente, um ensaio de campo em Skåne monitorizou quatro cultivares de colza de inverno (duas portadoras de Rlm7 e duas sem genes de resistência conhecidos) ao longo da época de crescimento.
• Quantificação Molecular: O ADN do patógeno foi quantificado utilizando ensaios de Droplet Digital PCR (ddPCR) e Digital PCR (dPCR). Foram utilizados primers e sondas específicos para P. lingam e P. biglobosus para determinar o número de cópias de genes por grama de material vegetal. Isto permitiu a diferenciação e quantificação de ambas as espécies em infeções mistas.
• Avaliação Visual: Os sintomas da doença foram avaliados através de pontuação visual padronizada. As manchas foliares foram categorizadas como "P. lingam" ou "Outros" (potencialmente P. biglobosus e outros patógenos). A severidade da infeção do caule foi pontuada com base na descoloração interna (0–15 cm da base) e lesões externas (0–10 cm e 15–25 cm).
• Perfil de Virulência: Cinquenta e oito isolados de P. lingam foram obtidos de manchas foliares. A sua virulência foi avaliada contra um conjunto de hospedeiros diferenciais contendo linhagens com genes de resistência Rlm3, Rlm7, LepR1 e LepR2, juntamente com o cultivar susceptível 'Westar'. As inoculações foram realizadas em cotilédones e os fenótipos de infeção foram pontuados aos 14 e 21 dias pós-inoculação.
• Análise Estatística: Os dados foram analisados em R, utilizando ANOVA, testes post-hoc de Tukey, correlação de Spearman e regressão linear para avaliar as relações entre a abundância do patógeno, geografia, estação e severidade dos sintomas.

Principais Resultados

• Distribuição Geográfica e Sazonal:

  • Sazonalidade: Observou-se uma clara mudança sazonal. O P. lingam foi o patógeno predominante nas infeções foliares de outono, particularmente em Skåne. Por outro lado, o P. biglobosus tornou-se o patógeno dominante nas infeções do caule durante os meses de verão em todas as regiões.
  • Geografia: O número de cópias de P. lingam foi significamente superior nas folhas e caules de Skåne em comparação com outras regiões. Em contraste, o P. biglobosa foi mais abundante nas folhas de Västra Götaland e Östergötland.
  • Especificidade de Tecido: O P. biglobosus foi consistentemente mais abundante em amostras de caule do que em amostras de folhas, enquanto o P. lingam mostrou maior colonização em folhas durante o outono.

• Resposta de Cultivares:

  • Não foram encontradas diferenças consistentes na quantidade de ADN do patógeno ou nos sintomas visíveis da doença entre os quatro cultivares testados, incluindo os que portam Rlm7.
  • As pontuações visuais de doença não mostraram correlações fortes com o número de cópias de genes do patógeno nos tecidos do caule, embora tenha sido observada uma correlação positiva moderada entre as cópias de genes de P. lingam e a contagem de manchas foliares de "P. lingam" nas folhas.

• Virulência e Estrutura de Raça:

  • Todos os 56 isolados viáveis de P. lingam foram virulentos no cultivar susceptível 'Westar'.
  • Genes de Resistência: Nenhum isolado exibiu virulência contra LepR1 ou LepR2.
  • Quebra de Rlm7: Foi detetada uma elevada frequência de virulência contra Rlm7; 42 de 56 isolados foram virulentos na linhagem diferencial Rlm7. Notavelmente, apenas 26% destes isolados virulentos foram derivados de cultivares portadores de Rlm7, indicando que os patótipos virulentes estão amplamente disseminados na população geral, e não apenas selecionados dentro de culturas resistentes.
  • Virulência de Rlm3: 31 isolados foram virulentos em Rlm3, e 16 isolados foram virulentos tanto em Rlm3 como em Rlm7, indicando a emergência de patótipos multi-virulentos.

Significado e Alegações
O artigo afirma fornecer uma avaliação atualizada e regionalmente resolvida das populações de patógenos do blackleg na colza de inverno sueca. As suas principais contribuições são:

1. Mudança na Dinâmica de Patógenos: O estudo documenta uma mudança na composição de espécies ao longo das últimas duas décadas em comparação com estudos suecos anteriores, destacando que o P. biglobosus é agora a causa dominante das infeções de caule no verão, enquanto o P. lingam impulsiona as infeções foliares de outono.
2. Monitorização de Virulência: A deteção de uma elevada frequência de isolados virulentes em Rlm7, incluindo estirpes multi-virulentas (Rlm3 + Rlm7), sinaliza a adaptação contínua do patógeno. Isto desafia a durabilidade a longo prazo de depender exclusivamente de Rlm7 em cultivares suecos.
3. Utilidade Diagnóstica: O estudo valida o uso de digital PCR para quantificar as cargas de patógenos e confirma que a pontuação visual de manchas foliares se correlaciona razoavelmente bem com a deteção molecular de P. lingam, apoiando o seu uso para monitorização precoce.
4. Implicações de Gestão: As descobertas sugerem que a gestão da resistência na Suécia deve ir além da dependência de um único gene. Os autores argumentam pela necessidade de uma monitorização regular da virulência e da implementação de estratégias integradas que combinem a resistência de gene maior com a resistência quantitativa e a rotação de fontes de resistência para mitigar a quebra de resistência.

O estudo conclui que, embora a prevalência de P. biglobosus nos caules possa aumentar a pressão da doença, a ameaça imediata à resistência baseada em Rlm7 provém da adaptação generalizada de P. lingam. Os autores enfatizam que a gestão futura deve considerar estas variações geográficas e sazonais para garantir a produção sustentável de colza.