Identificação, potencial toxigênico e patogenicidade de espécies de Fusarium associadas a milho no estado do Paraná (Brasil)

Abstract

Resumo: Espécies de Fusarium estão associadas com podridão de espigas e colmos de milho, causando perdas em qualidade e produtividade, além de contaminação com micotoxinas. Para melhorar o manejo de fusarioses e evitar contaminação por micotoxinas, o conhecimento acerca da distribuição de espécies de Fusarium é necessário. Sendo assim, este trabalho identificou espécies de Fusarium presentes em espigas e colmos de milho sintomáticos no estado do Paraná, Brasil, e avaliou o potencial toxigênico e patogênico destes isolados. Os isolados foram identificados por análises filogenéticas e PCR espécie-específica, testados quanto à presença de genes envolvidos na produção de toxinas por PCR, produção de fumonisinas por ELISA, e patogenicidade em colmos de milho. Os isolados obtidos pertenciam a três complexos de espécies: F. fujikuroi (FFSC 79,4%), F. graminearum (FGSC 18,1%) e F. incarnatum-equiseti (FIESC 2,5%). Além das espécies identificadas F. verticillioides (espécie dominante em grãos de milho), F. fujikuroi, F. tjaetaba, F. napiforme (FFSC), F. graminearum, F. meridionale, as linhagens FIESC 12, 20 e 33, descreve-se neste trabalho a nova espécie F. awaxy (dominante em colmos), no complexo FFSC. F. graminearum e F. meridionale apresentaram os genótipos 15-ADON e NIV, respectivamente, e todos as espécies identificadas no complexo FFSC apresentaram isolados positivos para a presença do gene FUM1, porém a produção de fumonisina foi variável. Quanto à patogenicidade, F. fujikuroi, F. graminearum, F. meridionale e F. verticillioides causaram podridão de colmo, F. awaxy e F. tjaetaba demonstraram menor agressividade e F. napiforme não causou sintomas. Tais resultados sugerem que a diversidade de Fusarium em milho ainda não é suficientemente explorada e estudos mais aprofundados são necessários para caracterizar a relevância das espécies aqui identificadas dentro do contexto deste cultivo economicamente importante. Palavras-chave: Complexo Fusarium fujikuroi. Complexo Fusarium graminearum. Fusarium awaxy. Patogenicidade. Tricotecenos. Fumonisinas. Filogenia

Abstract: Fusarium species are associated with maize ears and stalk rot, causing losses to maize crop quality and yield and leading to mycotoxin contamination. In order to improve disease management and reduce contamination, knowledge about Fusarium species distribution is required. Therefore, this study identified the Fusarium species in symptomatic maize ears and stalks in Paraná state, Brazil and evaluated their toxigenic and pathogenic potential. Fusarium isolates were identified through phylogenetic analyses and species-specific PCR, tested for the presence of toxin production genes through PCR, fumonisin production with ELISA, and for pathogenicity in maize stalks. Isolates belonged to three species complexes: F. fujikuroi (FFSC 79.4%), F. graminearum (FGSC 18.1%) and F. incarnatum-equiseti (FIESC 2.5%). Besides the identified species F. verticillioides (dominant species in maize kernels), F. fujikuroi, F. tjaetaba, F. napiforme (FFSC), F. graminearum, F. meridionale (FGSC), FIESC lineages 12, 20 and 33, we described the new species F. awaxy (dominant species in maize stalks) in FFSC. F. graminearum and F. meridionale were of 15-ADON and NIV genotypes, respectively, and all FFSC species identified had positive isolates for FUM1 gene, but fumonisin production was variable. Regarding pathogenicity, F. fujikuroi, F. graminearum, F. meridionale and F. verticillioides caused stalk rot, F. awaxy and F. tjaetaba exhibited lower aggressiveness, and F. napiforme did not cause symptoms. These findings suggest that Fusarium diversity in maize is still underexplored, and further studies are required to characterize the relevance of identified species for this economically important crop. Keywords: Fusarium fujikuroi species complex. Fusarium graminearum species complex. Fusarium awaxy. Pathogenicity. Trichothecenes. Fumonisins. Phylogeny