Challenges for plum leaf scald management : approaches on fruit quality, vector interactions, volatile compounds and transmission

Abstract

Resumo: A ameixeira é considerada uma cultura promissora no Brasil, tendo em vista que a atual oferta da fruta não supre a demanda interna do País. No entanto, pomares comerciais não tem alcançado o potencial produtivo esperado, devido a ocorrência da doença escaldadura das folhas da ameixeira (EFA), ocasionada pela bactéria Xylella fastidiosa. Este patógeno causa a oclusão dos feixes xilemáticos, bloqueando o fluxo de água e nutrientes em seus hospedeiros. Os sintomas de dessecamento ocorrem nas folhas e podem ser confundidos com sintomas de deficiência hídrica. No entanto, a interferência dessa doença nos atributos de qualidade pós-colheita de ameixas ainda não foi relatada. A transmissão desta doença ocorre pela disseminação de material propagativo infectado e por insetos vetores. A transmissão por tesouras de poda pode ser uma nova forma de dispersão da doença no campo, porém nenhum estudo sobre essa forma de disseminação foi realizado. A EFA é uma doença sem cura, por isso a identificação de genótipos de ameixeiras que não são contaminadas sob condições de campo, abre novas perspectivas para resolver definitivamente este problema no Brasil. Contudo, os mecanismos envolvidos nessa forma de resistência precisam ser investigados. Portanto, o presente estudo objetivou: i) determinar a influência da escaldadura das folhas nos atributos de qualidade pós-colheita; ii) determinar se a resistência dos novos genótipos (‘SC7’ e ‘SC13’) de ameixeira estaria relacionada com a interação entre inseto-planta (preferência de pouso e comportamento alimentar de vetores); iii) investigar o perfil volátil de genótipos de ameixeira com diferentes níveis de resistência à escaldadura das folhas; e iv) avaliar a disseminação de X. fastidiosa por tesouras de poda. Os resultados encontrados nessa pesquisa mostraram que: i) frutos retirados de plantas com escaldadura apresentaram menor tamanho, maior perda de peso, menor firmeza e maior incidência de podridão parda. Os atributos de cor diminuíram gradualmente durante o período pós-colheita em frutos removidos de plantas infectadas com X. fastidiosa. A atividade das enzimas PME e PAL, a respiração e a produção de etileno foi maior em ameixas provenientes de árvores contaminadas pela EFA. ii) ‘SC7’ foi menos preferido para pouso por ambas as espécies de vetores.‘SC13’reduziu as taxas de ingestão de seiva de S. sagata e afetou as atividades estiletares de B. xanthophis. ‘SC7’ e ‘SC13’ possuem maiores células epidérmicas e espessas camadas de cera epicuticular do que a cultivar suscetível ‘Letícia’. iii) os principais constituintes do óleo essencial dos genótipos de ameixeira foram fitol (46,76%), hidroxitolueno butilado (11,26%), limoneno (2,48%), (E,E)-a farneseno (1,95%), ß-pineno (1,54 %) e linalol (1,33%). ‘Letícia’ apresentou o maior teor de alcano totais. ‘Simka’ apresentou a maior quantidade de álcools, enquanto ‘Fortune’ e ‘SC13’ exibiram a maior concentração de cetonas. Cedrol não foi detectado em genótipos suscetíveis, no entanto foi encontrado em ‘SC7’ e ‘SC15’. (E,E)-a farneseno foi verificado em grande quantidade na cultivar 'Fortune'. De acordo com a análise dos componentes principais, os seis genótipos avaliados podem ser divididos em quatro grupos baseados na semelhança do perfil volátil; iv) Não foram observados sintomas de escaldadura nas plantas-teste aos 510 dias após a poda, porém uma amostra do genótipo 'SC7' foi detectada como positiva por qPCR aos 450 dias após a poda. Recomenda-se a sanitização das ferramentas de poda, a fim de evitar a disseminação da doença nos pomares.

Abstract: Plum is considered a promising crop for further development in Brazil, since current supply does not meet the national demand. However, commercial orchards have not reached the expected productive potential due to the occurrence of leaf scald disease (PLS), caused by the bacterium Xylella fastidiosa. This pathogen induce the occlusion of xylem bundles, blocking the water and nutrient flow in their hosts. Desiccation symptoms occur on leaves and may be confused with water deficiency symptoms. However, the interference of this disease on postharvest quality attributes of plums has not been reported. Disease transmission occurs through the dissemination of infected propagative material and by insect vectors. Transmission by pruning shears may be a new form of spread in the field, but no study about this mode of dissemination has been performed. PLS is a disease without a cure, so the identification of plum genotypes that are not contaminated under field conditions open new perspectives to definitively solve this problem in Brazil. However, the mechanisms involved in this form of resistance need to be investigated. Therefore, the current study aimed to: i) determine the influence of leaf scald on postharvest quality attributes; ii) determine if the resistance of the new plum genotypes (SC7 and SC13) could be related to the insect-plant interaction (particularly vector settling and feeding behavior); iii) investigate the volatile profile of plum genotypes with different resistance levels to leaf scald disease; and iv) evaluate the dissemination of X. fastidiosa by pruning shears. The results found in this research showed that: i) fruit removed from plants with leaf scald showed reduced size, greater weight loss, lower firmness and higher incidence of brown rot. Color attributes gradually decreased during the postharvest period in fruit removed from plants infected with X. fastidiosa. PME and PAL activity, respiration and ethylene production were higher in plums from trees with PLS; ii) 'SC7' was less preferred for settling by both vector species. ‘SC13’ reduced sap ingestion rates of S. sagata and affected stylet activities of B. xanthophis. 'SC7' and 'SC13' have larger epidermal cells and thicker layers of epicuticular wax than the susceptible cultivar 'Laetitia'. iii) major constituents in the essential oil from the plum genotypes were phytol (46.76%), butylated hydroxytoluene (11.26%), limonene (2.48%), (E,E)-a farnesene (1.95%), ß-pinene (1.54%) and linalool (1.33%). ‘Laetitia’ presented the highest total alkane content. ‘Simka’ showed the highest alcohol content, while ‘Fortune’ and ‘SC13’ exhibited the highest concentration of ketones. Cedrol was not detected in susceptible genotypes, however was found in ‘SC7’ and ‘SC15’. (E,E)-a farnesene was observed in high amount in ‘Fortune’. According principal components analysis, the six evaluated genotypes can be divided in four groups based on the resemblance of the volatile profile; iv) No leaf scorch symptoms were observed on test plants at 510 days after pruning, however, one sample of the 'SC7' genotype was detected as positive by qPCR at 450 days post pruning. Sanitation of pruning tools is recommended, in order to avoid the disease spread in the orchards.