Desenvolvimento e aplicação de um método para detecção molecular de Erwinia psidii, agente causal da seca dos ponteiros da goiabeira

Abstract

Erwinia psidii é o agente causal da seca dos ponteiros da goiabeira (Psidium guajava) no Brasil, sendo uma das doenças mais importantes para a cultura no país. Essa bactéria afeta ramos e brotações das plantas, o que reduz significativamente a produtividade da cultura. As medidas de controle existentes são ineficientes e a disseminação do patógeno ocorre com freqüência através de material propagativo assintomático. Considerando a necessidade de um método sensível para detecção do patógeno em mudas de goiabeira, os objetivos deste trabalho foram: desenvolver iniciadores específicos para a detecção de E. psidii por PCR, comparar três métodos (IC-PCR, BIO-PCR e PCR convencional) com os iniciadores selecionados quanto ao seu potencial para detecção da bactéria em folhas de goiabeira e, finalmente, avaliar a BIO-PCR e PCR convencional para detecção em plantas inoculadas em casa de vegetação e em plantas sintomáticas e assintomáticas de pomares do Distrito Federal. A sequencia de 355 pb de um fragmento amplificado do gene da recombinase A (recA) do isolado tipo IBSBF 435 foi usada para desenhar os iniciadores que foram testados quanto à sua especificidade com DNA de 59 isolados de E. psidii, 20 isolados de outras bactérias fitopatogênicas, 17 isolados endofíticos/epifíticos de goiabeira, bem como com o DNA de folhas de goiabeira e de Colletotrichum gloeosporioides, fungo patogênico à goiabeira. A sensibilidade foi testada com DNA purificado e suspensões bacterianas. O par de iniciadores Ep 2L/2R detectou 0, 000001 pg de DNA de E. psidii e até o limite de 10 ufc/mL. BIO-PCR e PCR convencional foram mais sensíveis e mais rápidos do que a IC-PCR. Os limites de detecção em extratos de folhas misturados com suspensão bacteriana em diferentes concentrações foram de 10 e 102 ufc/mL, para BIO-PCR e PCR convencional, respectivamente. Em seguida, ambos os métodos foram testados em casa de vegetação com mudas de goiabeiras inoculadas com o isolado IBSBF 1576 (a 107 ufc/mL). Os tecidos inoculados foram coletados e analisados por PCR aos 0, 5, 10 e 15 dias após a inoculação. Os sintomas começaram a ser visualizados aos 5 dias e todas as amostras foram positivas para BIO-PCR e PCR convencional em todos os tempos amostrados. Em um segundo ensaio, 40 amostras foram coletadas de cada um dos três pomares de goiabeiras visitados em Brazlândia, DF, sendo 20 amostras com sintomas e 20 assintomáticas. Amostras de brotações jovens foram testadas por BIO-PCR com os iniciadores específicos. Das 60 amostras sintomáticas, 58 foram positivas (96,7 %), enquanto apenas quatro foram positivas entre as assintomáticas (6,7%), domonstrando que o método pode ser aplicado para detecção da bactéria nos estágios iniciais da infecção. Este método representa uma valiosa ferramenta para o monitoramento da sobrevivência e disseminação de E.psidii e de novos registros da doença em pomares. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Erwinia psidii causes bacterial disease of guava (Psidium guajava) in Brazil, which is one of the most important phytosanitary problems of this crop in the country. The bacterium affects branches and twigs of guava trees, causing dieback, thus reducing yield significantly. Control measures are not effective and pathogen dissemination often occurs through contaminated but asymptomatic propagating plant material. Considering the need for a reliable and sensitive method for detecting the pathogen in plant material, the objectives of this study were to design E. psdii-specific PCR primers, to compare three methods, IC-PCR, BIO-PCR and conventional PCR with the selected primers, to evaluate the use of these primers in BIO-PCR and conventional PCR assays to detect E. psidii in inoculated guava plants grown in a greenhouse and to detect the pathogen by PCR in symptomatic and asymptomatic trees from guava orchards in Brasília, DF. A 355 bp fragment of the recombinase A gene (rec A) amplified from the type E. psidii strain IBSBF435 was used for designing primers that were further tested for specificity with DNA from 59 E. psidii isolates, 20 isolates of other plant pathogenic bacteria, 17 isolates of epiphytic/endophytic bacteria from guava, as well as with DNA form guava leaves and DNA from Colletotrichum gloeosporioides pathogenic to guava. Sensitivity was tested with purified DNA and bacterial suspensions. Primer pair Ep2L/2R detected 0,000001 pg DNA and 10 cfu/mL and only amplified DNA from E. psidii. BIO-PCR and conventional PCR were more sensitive and less time-consuming than IC-PCR. The detection limit on extracts of macerated guava leaves mixed with bacterial suspensions at different concentrations were 10 and 102 cfu/ml for BIO-PCR and conventional PCR, respectively. In the greenhouse young guava shoots were inoculated with E. psidii strain IBSBF 1576 (107 cfu/mL) and plant tissue was analyzed by PCR at 0, 5, 10, and 15 days after inoculation. Symptoms were recorded after 5 days and all inoculated shoots were PCR positive at all times, by both BIO-PCR and conventional PCR. In a second assay, forty samples were collected from each of three guava orchards, 20 showing symptoms and 20 asymptomatic. Samples were tested by BIO-PCR with specific primers. PCR was positive for 58 out of 60 symptomatic samples (96.7%) and for 6.7% of asymptomatic samples, showing that the method can be used to detect the pathogen at early stages of infection. This specific PCR method represents also a valuable tool which can be used to monitor bacterial survival, dissemination and new disease outbreak.