Penalidades adaptivas associadas a mutação SdhC-I86F em Phakopsora pachyrhizi e inibição do oídio e da ferrugem asiática com herbicidas em soja

Abstract

Resumo: A cultura da soja é de grande importância mundial, e dentre os fatores que afetam a sua produtividade, as perdas causadas por doenças e plantas daninhas merecem cada vez mais atenção. Os objetivos deste estudo foram investigar a estabilidade e componentes de adaptabilidade associados à mutação SdhC-I86F do fungo Phakopsora pachyrhizi, causador da ferrugem asiática da soja; estudar se aplicações de herbicida em doses recomendadas em bula para controle de plantas daninhas em soja com tripla tolerância a herbicidas se relacionam com a redução das doenças: oídio e ferrugem asiática da soja. As frequências do alelo SdhC-I86F foram estáveis pelo período de até 36 gerações do fungo na ausência de pressão de seleção. A população suscetível - WTSdhC em apenas uma geração na presença de fungicida SDHI, apresentou o alelo mutado - SdhC-I86F. Populações mutadas apresentaram hipersensilbilidade ao estresse osmótico e oxidativo, indicando a presença de penalidades adaptivas associadas à mutação. As populações SdhC-I86F foram menos sensíveis que a WTSdhC para o fungicida azoxistrobina+benzovindiflupir, e mais sensíveis ao mancozebe, destacando uma possibilidade de resistência cruzada negativa. A presença da estabilidade e penalidades adaptativas, e a maior sensibilidade ao mancozebe das populações SdhC-I86F podem ser características relevantes para manejo desta doença a campo. Os herbicidas glifosato, glufosinato de amônio, 2,4-D e glifosato+2,4-D foram aplicados em soja tolerante e a severidade de oídio - Erysiphe diffusa foi avaliada. Os herbicidas glifosato+2,4-D, glifosato e glufosinato de amônio reduziram a severidade em 88,28, 74,06, 64,41%, respectivamente. Devido a isso, estes herbicidas apresentam potencial para inibir o oídio da soja. Para avaliar a atividade inibitória de herbicidas para a ferrugem asiática - P. pachyrhizi em soja tolerante, foram utilizados o glifosato, 2,4-D e glifosato+2,4-D. O glifosato e glifosato+2,4-D apresentaram atividade de inibição preventiva e curativa, reduziram a severidade da ferrugem e a produção de esporos do fungo. O glifosato+2,4-D apresentou sinergismo na inibição da ferrugem e do oídio na soja. O 2,4-D não apresentou atividade inibitória e não causou aumento da severidade para ambas as doenças. Existe a possibilidade de novos cenários relacionados ao manejo da ferrugem asiática e do oídio da soja, principalmente em culturas transgênicas. Este trabalho traz avanços no entendimento do impacto da mutação SdhC-I86F e, é pioneiro ao estudar soja com tripla tolerância na relação herbicida x patógeno x hospedeiro e novas metodologias.

Abstract: The soybean crop is of great importance worldwide, and among the factors that affect its productivity, the losses caused by diseases and weeds require more and more attention. The objectives of this study were to investigate the stability and fitness penalties associated with the SdhC-I86F mutation of the fungus Phakopsora pachyrhizi, which causes asian soybean rust; to study whether herbicide applications at labeling doses for weed control in soybean with triple herbicide tolerance are related to disease reduction: powdery mildew and asian soybean rust. The frequencies of the SdhC-I86F allele were stable for up to 36 generations of the fungus in the absence of selection pressure. The susceptible population - WTSdhC in only one generation in the presence of SDHI fungicide, presented the mutated allele - SdhC-I86F. Mutated populations showed hypersensitivity to osmotic and oxidative stress, indicating the presence of fitness penalties associated with the mutation. The SdhC-I86F populations were less sensitive than WTSdhC to the fungicide azoxystrobin+benzovindiflupyr, and more sensitive to mancozeb, highlighting a possibility of negative cross-resistance. The presence of stability and fitness penalties, and the greater sensitivity to mancozeb of the SdhC-I86F populations may be relevant characteristics for the management of this disease in the field. The herbicides glyphosate, ammonium glufosinate, 2,4-D and glyphosate+2,4-D were applied to soybean herbicide-tolerant and the severity of powdery mildew - Erysiphe diffusa was evaluated. The herbicides glyphosate+2,4-D, glyphosate and ammonium glufosinate reduced severity by 88.28, 74.06, 64.41%, respectively. Because of this, these herbicides have the potential to inhibit soybean powdery mildew in soybean herbicide-tolerant. To evaluate the inhibitory activity of herbicides against asian soybean rust - P. pachyrhizi in soybean herbicide-tolerant, glyphosate, 2,4-D and glyphosate+2,4-D were applied. Glyphosate and glyphosate+2,4-D showed preventive and curative inhibition activity, reduced rust severity and fungus spore production. Glyphosate+2,4-D showed synergism in inhibiting asian rust and soybean powdery mildew. 2,4-D showed no inhibitory activity and did not cause an increase in severity for both diseases. There is the possibility of new scenarios related to the management of asian rust and soybean powdery mildew, especially in transgenic crops. This work brings advances in the understanding of the impact of the SdhC-I86F mutation and is a pioneer in studying soybean with triple tolerance in the herbicide x pathogen x host relationship and new methodologies.