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Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.unb.br/handle/10482/44386
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Title: Novel molecular markers for inference of phylogenetic relationship and differential detection of Moniliophthora perniciosa AND Moniliophthora roreri
Other Titles: Novos marcadores moleculares para o relacionamento filogenético e detecção de Moniliophthora perniciosa e Moniliophthora roreri
Authors: Magalhães, Eduardo Henrique Porto
Orientador(es):: Pinho, Danilo Batista
Assunto:: Cacaueiro - doenças e pragas
Fungo quarentenário
Fitopatologia
Iniciadores espécie-específicos
Issue Date: 2-Aug-2022
Citation: MAGALHÃES, Eduardo Henrique Porto. Novel molecular markers for inference of phylogenetic relationship and differential detection of Moniliophthora perniciosa AND Moniliophthora roreri. 2021. 46 f., il. Dissertação (Mestrado em Fitopatologia) — Universidade de Brasília, Brasília, 2021.
Abstract: O cacaueiro (Theobroma cacao) é uma espécie nativa da floresta Amazônica cultivada principalmente na América do Sul e Central, Sudeste Asiático e África Ocidental para a produção do chocolate. Os fungos Moniliophthora perniciosa e M. roreri são os principais patógenos que afetam a produção de cacau na América do Sul e Central. Nessas regiões, a produção foi reduzida drasticamente devido a introdução desses fungos, ocasionando o abandono de áreas ou o desmatamento para a implementação de novos plantios. A introdução desses dois patógenos em outras regiões é uma ameaça para a produção de cacau. O fungo quarentenário M. roreri foi detectado em julho de 2021 em áreas no estado do Acre próximas a fronteira com o Peru. Como a prevenção é a principal estratégia para proteger o cacaueiro de M. perniciosa e M. roreri, protocolos de biossegurança e métodos de detecção precisos e rápidos são essenciais para evitar a entrada e a disseminação de doenças e garantir a rápida erradicação do foco nas áreas. Como um único marcador molecular é insuficiente para a identificação precisa de fungos, a escolha de diferentes regiões genômicas de genes homólogos de cópia única é essencial para evitar a sobreposição de espécies, e consequentemente, permitir a identificação molecular precisa das espécies de Moniliophthora. Além disso, a validação de uma Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) usando iniciadores espécie-específicos possibilita a obtenção de resultados mais rápidos, precisos e eficazes para o monitoramento das espécies de Moniliophthora no cacaueiro. Baseado nessas premissas, esse trabalho visa (i) desenvolver e validar novos marcadores moleculares para estudos filogenéticos de Moniliophthora spp.; e (ii) desenvolver e validar iniciadores espécie-específicos para rápida e fácil detecção de M. perniciosa e M. roreri. Os isolados de M. roreri foram coletados em Manabí-Equador enquanto os isolados de M. perniciosa foram obtidos dos estados do Amazonas, Bahia e Pará-Brasil para o sequenciamento dos marcadores moleculares ITS, LNS2, MCM7, RPB1, RPB2, TEF1-α, TEF3 e TOPI. Após o alinhamento das sequências de cada região genômica, três e quatro combinações de iniciadores foram testadas para amplificar a região ITS e LNS2, respectivamente. As oito regiões genômicas analisadas não possuem variação intraespecífica entre os isolados e possibilitam a separação de M. perniciosa e M. roreri. Os iniciadores espécie-específicos da região ITS amplificaram isolados de M. perniciosa e M. roreri, enquanto os iniciadores espécie-específicos da região LNS2 amplificaram somente isolados de M. roreri. Um protocolo baseado nos primers desenvolvidos nesse trabalho permitem uma identificação rápida e precisa de M. perniciosa e M. roreri, auxiliando na prevenção dos prejuízos causados pela vassoura de bruxa e monilíase do cacaueiro. Portanto, essas ferramentas podem ser utilizadas em programas de vigilância internacional e planos de contingenciamento para o monitoramento da sanidade do cacaueiro.
Abstract: Cocoa (Theobroma cacao) is a plant species native to the Amazon rainforest, widely cultivated in tropical areas for chocolate production. The fungi Moniliophthora perniciosa and M. roreri are the main pathogens that affect cocoa production in South and Central America, where they are responsible for significant yield losses. These pathogens pose a real threat to other regions of cocoa production. The quarantine fungus M. roreri was detected in Brazil on July 2021 close to the Peruvian border. Prevention is the main strategy to protect cacao from M. perniciosa and M. roreri. Therefore, accurate and rapid detection methods are essential to prevent the entry and spread of diseases. A single molecular marker is insufficient for accurate identification of fungi. Selecting proper genomic regions of homologous single-copy genes is essential to avoid species overlapping and enable precise molecular identification of Moniliophthora species. In addition, the validation of a Polymerase Chain Reaction (PCR) using species-specific primers allows obtaining fast, accurate and effective results. Based on these premises, this work aimed to (i) develop and validate new molecular markers for robust phylogenetic studies of Moniliophthora spp.; (ii) indicate the optimal molecular markers, and (iii) develop and validate species-specific primers for quick and easy detection of M. perniciosa and M. roreri. Moniliophthora roreri isolates were collected in Manabí-Ecuador, while M. perniciosa isolates were obtained from the states of Amazonas, Bahia and Pará-Brazil for sequencing the molecular markers ITS, LNS2, MCM7, RPB1, RPB2, TEF1- α, TEF3 and TOPI. Combinations of primers were tested to amplify the ITS and LNS2 regions. Eight sequenced genomic regions did not have intraspecific variation among isolates. The developed species-specific primers from the ITS region successfully amplified M. perniciosa and M. roreri isolates, while the ones designed from the LNS2 region only amplified M. roreri. Therefore, a protocol based on the primers designed by this work would be able to effectively identify and detect M. perniciosa and M. roreri, which is essential to mitigate risks caused by witches' broom and cocoa frosty pod rot. These tools can be included in international surveillance programs for plant products, and in contingency plans for monitoring plant health.
Description: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, 2021.
Licença:: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Appears in Collections:FIT - Mestrado em Fitopatologia (Dissertações)

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