Sensibilidade de isolados de Phakopsora pachyrhizi aos fungicidas tebuconazol (inibidor de desmetilização) e azoxistrobina (inibidor da quinona externa)

Abstract

Resumo: A ferrugem-asiática, causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi, é uma doença presente nas principais regiões produtoras de soja no mundo. Sua importância está associada ao potencial de dano que ela pode causar devido à desfolha precoce que interfere diretamente na formação e enchimento dos grãos. Dentre as medidas de controle recomendadas, a aplicação de fungicidas é indispensável para manter a doença abaixo dos níveis de dano. Dentre os fungicidas registrados para o controle da ferrugem no Brasil, mais de 99% contém moléculas dos grupos dos inibidores da desmetilação (IDMs) e dos inibidores da quinona externa (IQe), de forma isolada, combinadas com moléculas de outros grupos e combinadas entre si. A perda de eficiência do controle da doença no campo foi relatada para ambos os grupos e está associada à perda de sensibilidade do patógeno aos fungicidas. O estudo da sensibilidade de populações aos fungicidas juntamente com a inferência da adaptabilidade de isolados menos sensíveis permitirá entender a dinâmica da resistência no campo e, por conseguinte, recomendar um manejo anti-resistência adequado para preservar e até retomar a eficiência dos produtos. Os objetivos deste estudo foram i) comparar a sensibilidade aos fungicidas tebuconazol (IDM) e azoxistrobina (IQe) e o monociclo de populações e isolados de P. pachyrhizi provenientes de campos de produção de soja orgânica e convencional; ii) monitorar mutações no gene CYP51 e no gene CYTB em isolados de P. pachyrhizi; iii) comparar a habilidade competitiva entre isolados sensíveis (sem mutação) e isolados com mutações nos genes CYP51 e CYTB. Os isolados oriundos do sistema convencional se mostraram menos sensíveis ao tebuconazol do que os isolados do sistema orgânico. Além disso, com base nos parâmetros monocíclicos, isolados do sistema convencional se mostraram menos adaptados e essa característica pode estar relacionada com a menor sensibilidade ao fungicida. Isolados do sistema orgânico e convencional do estado do Paraná e isolados do estado do Mato Grosso apresentaram mutações nos genes CYP51 e CYTB, relacionados à menor sensibilidade aos IDMs e aos IQes, respectivamente. Dentre as mutações no gene CYP51, prevaleceu a combinação F120L+Y131H. A frequência de isolados apresentando a mutação F129L no CYTB aumentou consideravelmente, de nove para 47%, de uma safra para outra. Além disso, 58% dos isolados testados apresentaram mutações em ambos os genes. Os isolados com mutações no gene CYP51 apresentaram desvantagens competitivas em relação ao isolado sensível quando cultivados juntos em folhas de soja sem fungicida e tratadas com um fungicida multi-sítio, e sua frequência diminuiu após quatro ciclos do fungo. A mutação F120L+Y131H foi associada à menor desvantagem competitiva em relação às outras mutações, o que explica sua prevalência dentre os isolados. O isolado com a mutação F129L no gene CYTB competiu igualmente bem com o isolado sensível, nas mesmas condições. As mutações nos dois genes foram estáveis em isolados monourediniais durante quatro ciclos do fungo. A menor adaptabilidade de isolados com mutações no gene CYP51 indica que, na ausência do fungicida, a frequência de isolados mutados pode diminuir e isso será determinante para as estratégias de manejo da doença. Palavras-chave: Ferrugem-asiática. Tebuconazol. Azoxistrobina. Resistência. Mutações. Adaptabilidade.

Abstract: Asian soybean rust, caused by Phakopsora pachyrhizi, is a widespread foliar disease and has potential for great damage due to premature defoliation interfering directly in the grain formation and filling. Among the recommended measures for control, the use of fungicides is indispensable to keep the disease below damaging levels. Among the fungicides registered for the rust control in Brazil, more than 99% contain compounds in the groups of demethylation inhibitors (DMIs) and quinone-outside inhibitors (QoI) alone or combined with products in the other or the same group. The loss of efficacy for disease control in the field has been reported for fungicides of both groups and is associated with lower sensitivity of the P. pachyrhizi to fungicides. Study of population sensitivity to fungicides and the knowledge of fitness penalties of less sensitive strains is important to understand the dynamics of resistance in the field and therefore recommend a suitable resistance management program to preserve and to retain the efficacy of the products. The objectives of this study were i) to compare the sensitivity to tebuconazole (DMI) and azoxystrobin (QoI) and the monocycle of populations and isolates of P. pachyrhizi from organic and conventional soybean production systems; ii) to monitor the mutations in the CYP51 and CYTB genes of isolates of P. pachyrhizi; iii) to compare the competitive ability between sensitive isolates (without mutations) and isolates with mutations in the CYP51 and CYTB genes. Isolates from the conventional system were less sensitive to tebuconazole than isolates from the organic system. Furthermore, based on the monocyclic parameters, isolates from the conventional system were less fit, and this feature can be related to lower sensitivity to fungicide. Isolates from organic and conventional systems from the State of Paraná and isolates from the State of Mato Grosso showed mutations in CYP51 and CYTB genes, associated to lower sensitivity to DMIs and QoIs, respectively. Among the mutations in the CYP51 gene, haplotype F120L+Y131H predominated. The frequency of isolates with the F129L mutation in CYTB increased considerably, from 9 to 47%, from the 2013-2014 to the 2014-2015 season. Moreover, 58% of tested isolates had mutations in both genes (CYP51 and CYTB). The isolates containing mutations in the CYP51 gene were at a competitive disadvantage in relation to the sensitive isolates when co-cultivated on detached soybean leaves without fungicide and leaves treated with a multi-site fungicide. Their frequency decreased after four cycles of the disease. The F120L+Y131H mutation was associated with lower competitive disadvantage in relation to other mutations. Isolates with F129L mutation in the gene CYTB competed equally well with sensitive isolates under the same conditions. The mutations in the two genes in monouredinial isolates were stable during four cycles of the disease. The fitness penalties associated with mutations in the CYP51 gene indicates that the frequency of mutated isolates tends to decrease in the absence of the fungicide and this would affect the management strategies of the disease. Key-words: Soybean rust. Tebuconazole. Azoxystrobin. Resistance. Mutations. Fitness.