Etiologia da ferrugem da soja e características morfológicas do hospedeiro relacionadas com o processo infeccioso
Erlei Melo Reis, Cinara Araujo Cardoso e Oldemar ScheerUniversidade de Passo Fundo - Faculdade de Agronomia e Medicina VeterináriaCaixa Postal, 611, 99001-0970 – Passo Fundo – RS - E-mail: erleireis@uol.com.brA ferrugem da soja [Glycine max (L.) Merill] causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi Sidow, foi descrita pela primeira vez no Japão em 1902. Por volta de 1914 surgiu em caráter epidêmico em vários países no sudoeste da Ásia. Em 1976 foi descrita em Porto Rico. Em 1990 foi registrada na África, em 1994 no Havaí, em janeiro de 1998 foi constatada em Uganda, Kenia e Rwanda. Em março de 2001 foi detectada na África do Sul e em 2002 atingiu caráter epidêmico (Bromfield, 1984; Sinclair & Harmann, 1995). Especula-se que o inóculo chegou ao continente africano transportado por correntes aéreas. No continente Americano foi descrita primeiramente no Paraguai, na safra 2001 e no Rio Grande do Sul, na safra 2002 (Reis et al., 2002). Até a data desta publicação não havia sido constatada nos Estados Unidos.Em relação ao agente causal dessa doença deve-se mencionar que em 1979, Deslandes, descreveu, em Lavras, Minas Gerais, Brasil, a ocorrência de uma ferrugem em soja a qual denominou-a de “ferrugem parda”, por ser diferente das demais ferrugens. O autor detectou sintomas/sinais em outras leguminosas como: soja perene, feijão de lima. lab- lab, feijão fava, feijoeiro comum, caupi e desmodium. Esperava-se nas safras seguintes o desenvolvimento de epidemias porém isso não ocorreu. O autor, embora sem efetuar estudos específicos visando a determinação do agente causal, como por exemplo a mensuração dos uredosporos, classificou o agente causal como Phakopsora pachyrhizi. A ferrugem da soja é causada por dois fungos: a denominada forma asiática que tem como agente causal P. pachyrihizi e a forma sul americana, denomnada P. meibomiae Arthur. A forma asiática tem sido a que resulta em maiores danos e epidemias em soja, podendo causar danos de até 80% nas áreas de maior produção.O fungo P. pachyrhizi tem sido descrito parasitando naturalmente cerca de 31 espécies vegetais em 17 gêneros da família Fabacea (Caldwell & Laing, 2002). Estas plantas tem potencial de manter o inóculo numa região durante todo o ano. Portanto, na etiologia da ferrugem da soja são citados dois fungos: P. pachyrhizi (forma asiática) e P. meibomiae (forma menos agressiva). A pergunta que cabe aos pesquisadores responder é qual das duas espécies esta ocorrendo no Brasil?Esse trabalho teve como objetivo proceder a identificação do agente causal da ferrugem da soja, recentemente constatado no Rio Grande do Sul, com base na mensuração dos uredosporos. Como a concentração de pústulas é maior na parte inferior das folhas, determinou-se a densidade de pústulas nas duas faces da folha e também a densidade de estômatos nas duas superfícies foliares.
Metodologia
Mensuração de uredosporos
Para identificar a espécie ocorrente no Rio Grande do Sul, procedeu-se a mensuração dos uredosporos do fungo. As determinações foram feitas em folhas de cultivares coletados em lavouras nos municípios de Ciríaco (localidade de Cruzaltinha), Passo Fundo e Sertão, no RS. Pela visualização das pústulas sob lupa binocular (40 X), uredosporos foram transferidos com uma agulha histológica para uma lâmina de microscopia, com uma gota de lactofenol e cobertos com uma lamínula. Com um micrômetro acoplado ao microscópio mediu-se a largura e o comprimento de 100 uredosporos na magnificação de 400 X.
Determinação da concentração de lesões
Diferentemente das demais ferrugens, a da soja produz lesões aonde concentram-se de 1 a 14 pústulas. As determinações da concentração de lesões foram feitas em folhas de diversos cultivares coletados no Rio Grande do Sul, Paraná e Mato Grosso (localidade de Chapadão do Sul). Sob lupa binocular (40 X) numa área limitada de 0,25 cm2 contou-se o número de lesões nas duas faces do folíolo.
Determinação da concentração de estômatos em folhas de soja
Tecidos foliares do cultivar Embrapa 124 foram clarificados por sua imersão e aquecimento em lactofenol. Decorridos 5 minutos o material foi removido da solução clarificante, preparado lâminas para exame ao microscópio e com auxílio da régua de referência do micrômetro acoplado na ocular do microscópio procedeu-se a contagem em áreas tomadas ao acaso em 10 folhas. Mensuração dos estômatos
No mesmo material da determinação da concentração de estômatos procedeu-se a medida da largura e do comprimento de 100 estômatos.
Resultados
Mensuração de uredosporoOs extremos de largura obtidos foram de 15 - 22,5 µm e de comprimento 17,5 - 30 µm com uma média de 18,8 x 25, 8 µm. As médias da largura e do comprimento, comparados com as dimensões contidas na literatura são apresentados no Quadro 1. O tamanho dos esporos do fungo identificado situam-se próximas aos valores de P. pachirhizi, do que com os de P. meibomiae, que são menores. Pode-se concluir, com base nas mensurações que o parasita agente causal da ferrugem da soja, recentemente constatado no RS pode ser Phakopsora pachyrhizi Sidow. O Gênero Phakopsora pertence a Classe dos Basidiomicetos, Ordem Uredinales e a Família Phakop soracea (Menezes e Oliveira, 1993). Os uredosporos são obovóides a largamente elíticos, diminutamente equinulados, hialinos a pardo-amarelo-pálidos (Figura 1). Segundo Bromifield (1984) tem sido relatada a produção de teliosporos do fungo em soja sendo confirmado por Sinclair e Hartman (1995). Os téliosporos estão dispostos em camadas de um a sete, paredes de coloração pardo-amarela-pálida a hialinos com 1 µm de espessura ou ligeiramente mais espessos nos teliosporos superiores. Nos cortes procedidos, no material coletado no RS, não foram encontradas essas estruturas.
Quadro 1. Dimensões de uredosporos de Phakopsora pachyrizzi (µm). Universidade de Passo Fundo - UPF, 2002
Largura
Comprimento
FONTE
Extremos
Média
Extremos
Média
12 - 22,5
18,8
17,5 - 30
25,8
Presente trabalho
15 - 24
----
18 - 34
----
Sinclair & Hartmann, 1999
17 - 23
----
20 - 28
----
Sydow (Apud Bromfiel, 1984)
----
14,6v
----
20,5
Melching et al. 1979
----
15,9x
----
21,9
Melching et al. 1979
----
15,2y
----
21,6
Melching et al. 1979
----
15,6z
----
21,6
Melching et al. 1979
v = isolado na Índia; x = da Indonésia; y = de Taiwan; z = da AustráliaP. meibomiae 12 - 24 x 16 - 31µ (Sinclair & Hartmann, 1999).
Merece ser destacado que, a virulência do agente causal pode ser tomada como um critério adicional para a sua identificação, pois a esperada epidemia após a sua constatação no Brasil em 1979 (Deslandes, 1999), não ocorreu e, somente irrompeu a partir da safra 2001, no Paraguai (Morel, 2001. O agente causal deve ser P. pachyrhizi, cuja assunção ganha reforço nos estudos conduzidos por Frederik através da análise de DNA, com amostras da população do fungo, do Paraguay e do Brasil, feitas a partir da safra 2001.
Quadro 2. Concentração de lesões na face superior e inferior de folíolos em cultivares de soja. Universidade de Passo Fundo – UPF, 2002
CULTIVAR
Concentração de lesões (nº/cm2)
Superior
Inferior
Coodetec 96
8,8
17,0
Coodetec 201
5,8
6,1
Coodetec 202
24
34,4
Coodetec 203
20,5
29,2
Coodetec 204
9,3
10,7
Coodetec 205
9,7
15,3
Coodetec 206
12,3
19,7
Coodetec 207
18,0
24,5
Coodetec 208
12,2
25,0
Coodetec 209
6,5
9,1
Coodetec 210
20,5
25,6
Coodetec 211
12,4
20,3
Coodetec 211
3,9
5,4
OC 95 3006
18,6
28,1
OC 95 3312
22,2
34,4
OC 95 3194
22,2
38,6
OC 98 3118
18,9
26,4
Média
14,46
21,75
BR 97,013721
3,2
4,1
DM 309
5,4
6,7
DM 339
2,4
4,3
DM Nobre
6,3
11,0
Elite
3,0
4,6
Garantia
5,0
5,9
Liderança
4,7
6,1
M 9350
7,5
8,1
M 7901
20,2
29,8
M 6101
6,2
7,4
M 8329
5,7
7,5
M 8400
6,8
8,0
Nambus
10,2
14,6
Tabarana
7,0
9,4
Monarca
5,4
8,2
E 315
6,3
10,7
Kaiabi
6,4
8,3
Luziana
10,8
11,6
Pintada
6,4
7,3
Tucunaré
4,5
6,1
Uirapurú
3,4
3,1
Vencedora
8,8
13,2
Média
6,6
8,9
Média Geral
10,53
15,32
Determinação da concentração de estômatosEncontrou-se pouca referência sobre a penetração do fungo nos tecidos do hospedeiro. É citado que a penetração dos tecidos foliares do hospedeiro pode ser direta, através da epiderme (Bromfield, 1984), porém Sinclair & Hartmann (1995) citam que a penetração é via estomatal e que a maior concentração de lesões localiza-se na face inferior da folha. Autores mencionam que P. pachyrhizi pode penetrar diretamente pelas células da epiderme ou por aberturas naturais os estômatos. Os fungos agentes causais das ferrugens, como as do trigo, penetram via estômatos (Wiese, 1987). Ogle et al. (1979) relatam que os primeiros sintomas da ferrugem surgem inicialmente na face inferior das folhas e no estádio fenológico próximo à floração. Os dados aqui gerados mostram que a concentração de estômatos também é maior na face inferior (10,39/cm2) do que na superior (4,08cm2) (Quadro 4). Essa maior concentração de estômatos pode ser tomada como um indicador da via penetração do fungo, ao considerar-se que a maior concentração de lesões também ocorre nessa face da folha. A maior concentração de estômatos pode indicar também qual deve ser a via de penetração na natureza. Portanto pode-se deduzir que a penetração do tubo germinativo deve ocorrer por essa face, em função da maior concentração de estômatos na face inferior da folha da soja. Além disso, considerando-se que o principal mecanismo de disseminação dos esporos da ferrugem da soja é o vento, a deposição pela força da gravidade deve ser principalmente na face superior da folha. Então por que a maior concentração de lesões é na face inferior?
Quadro 3. Mensurações de estômatos (µm). Universidade de Passo Fundo-UPF, 2002
Largura
Comprimento
Mínima
Máxima
Média
Mínimo
Máximo
Média
7,5
25
16,93
17,5
32,5
23,93
Quadro 4. Concentração de estômatos em folíolos de soja. Universidade de Passo Fundo – UPF, 2002
Cultivar
Número de estômatos/cm2
Face de cima
Face de baixo
Embrapa 124
8,327
21.204
Mensuração de estômatos
As dimensões dos estômatos tomadas pela área externa das células de guarda, apresentaram uma média de 16,93 x 23,93 µm (Quadro 2), bastante próximos das dimensões dos uredosporos. Ao descrever o processo infeccioso Bromfield (1984) cita que os uredosporos germinam emitindo um tubo de germinação com um apressório em sua extremidade e que pode penetrar diretamente a epiderme. Os ostíolos 0- 2,5 x 7,5 – 15 média 2,5 x 12,15 µm.Referências Bibliograficas
BROMFIELD, K. R. Soybean rust. Monograph nº 11. American Phytopathological Society. St. Paul, Minnesota,63 p. 1984.CALDWELL, p. & LAING, M. Soybean rust – A new disease on the move. 2002. Capturado na intenet.DESLANDES, J.A. Ferrugem da soja e de outras leguminosas causada porf Phakopsora pchirhizi no estado de Minas Gerais. Fitopaptologia brasileira 4:337-339. 1079MENEZES, M. & OLIVEIRA, S. M. A. de. Fungos fitopatogênicos. Imprensa Universitária. Recife, Pernambuco. 277. 1993.MELCHING, J.S.; BROMFIELD, K.R.; & KINGSOLVER, C.H. Infection, colonization and uredospore production on Wayne soybean by four cultures of Phakopsora pachyrhizi. PHYTOPATHOLOGY 69:1262-1265. 1979.MOREL, W. Roya de la soja. Comunicado técnico – Reporte oficical. Serie Fitopatologica no1 – Junho de 2001. Ministerio de Agricultura y Ganaderia. Subsecretaria de Agricultura. Dirección de Investigación Agrícola. Centro de Investigación Agrícola (CRIA) Capitán Miranda, Itapúa, Paraguay.OGLE, H. J.; BYTH, D. E.; McLEAN, R. Effect of rust (Phakopsora pachyrhizi) on soybean yield and quality in South-eastern Queensland. Aust. J. Agric. Res. 30:883-893. 1979.REIS, E. M.; CASA, R. T.; MICHEL, C. Ocorrência de epidemia da ferrugem da soja no Rio Grande do Sul na safra 2001/2001. Fitopatologia brasileira (Suplemento) . 2002.SINCLAIR, J. B. & BACKMAN, P. A. Compendium of soybean diseases. Third Edition. APS Press. Minnesota, USA. 1989.SINCLAIR, J. B. & HARTMANN, G. L. (Eds.). Soybean rust workshop. College of Agricultural, Consumer, and Environmental Sciences, National Soybean Research Laboratory Publication Number 1, Urbana, Illinois, 1996. 68p.WIESE, M. V. Compendium of wheat diseases. 2nd ed. St. Paul. The Americam Phytopathological Society. 1987.
Dados para referências bibliográficas:Revista Plantio Direto, edição nº 71 - Setembro/Outubro de 2002, p 21 a 25. Aldeia Norte Editora, Passo Fundo-RS.