Diversidade genética e estrutura de populações de Rhizoctonia solani AG-1 IA no Brasil

Abstract

O basidiomiceto Rhizoctonia solani AG-1 IA é um dos principais patógenos da soja no Brasil, onde as perdas estimadas com a doença podem atingir 30 a 60%. 232 isolados de R. solani AG-1 IA foram coletados de campos comerciais de soja nas principais regiões produtoras do país e genotipados usando dez locos polimórficos de microssatélites. As baixas diversidades genotípicas, os desvios do equilíbrio de Hardy-Weinberg (EHW), o desequilíbrio gamético e o elevado grau de subdivisão populacional encontrados nessas populações são consistentes com predominância de reprodução assexuada e dispersão de propágulos vegetativos a curtas distâncias. Os níveis de subdivisão observados poderiam ser explicados pela migração histórica assimétrica entre as populações, indicando a população do Tocantins como a provável fundadora. As evidências de fluxo gênico restrito e modo reprodutivo misto enquadrariam o fungo na categoria de médio risco para potencial evolutivo de patógenos, sugerindo precaução quanto à aplicação de fungicidas ou melhoramento para genes de resistência. Também foi desenvolvido um método para detecção de SNPs em múltiplos locos por PCR, através da conversão de sondas de RFLP em seis marcadores co-dominantes de seqüenciamento, altamente informativos e polimórficos. Detectou-se de um a múltiplos alelos em cada isolado, para cada região analisada, indicando a condição heterocariótica do fungo. O maior número de polimorfismos SNPs foi detectado para o marcador R68L, com 18 mutações em 303 pares de bases. O conjunto de novos marcadores desenvolvido mostrou-se um sistema de genotipagem viável, possibilitando discriminação alélica precisa, com potencial de complementar os métodos existentes para estudo da biologia populacional de R. solani AG-1 IA e viabilizar estudos de caráter evolutivo.

The Basidiomycete fungus Rhizoctonia solani AG-1 IA is a major pathogen of soybean in Brazil, where the average yield losses have reached 30 to 60%. 232 isolates of R. solani AG1 IA were collected from soybean fields in the most important soybean production areas in the country. These isolates were genotyped using ten microsatellite loci. Low genotypic diversity, departures from Hardy-Weinberg equilibrium (HWE), gametic disequilibrium and high degree of population subdivision found in these populations are consistent with predominantly asexual reproduction, short-distance dispersal of vegetative propagules, and limited long-distance dispersal. The observed levels of subdivision could be explained by asymmetric historical migration among the soybean-infecting populations, denoting TO06 as the founder population. Evidences of restricted gene flow and a mixed reproductive mode would fit the fungus into the medium-high risk category for pathogen evolutionary potential, suggesting the need for caution when applying fungicides or breeding for major-gene resistance. We also developed a method to detect SNPs in multiple loci by PCR, converting RFLP probes in six highly informative and polymorphic co-dominants sequencing markers. We have identified single and multiple alleles per isolate in each analyzed region, indicating the fungus heterokaryotic condition. The highest number of SNPs was detected at the R68L marker, with 18 mutations along 303 base pairs. The developed set of new markers proved to be a viable genotyping system, allowing precise allelic discrimination, with the potential to complement the methods already described to study the R. solani AG-1 IA population biology and making evolutionary studies feasible.