Phytophthora theobromicola sp. nov.: новый вид, вызывающий черную гниль плодов какао в Бразилии
Phytophthora theobromicola sp. nov.: A New Species Causing Black Pod Disease on Cacao in Brazil
Jennifer Decloquement, Roberto Ramos‐Sobrinho, Samuel Galvão-Elias, Dahyana Britto, Alina S. Puig, Ailton Reis, Rildo Alexandre Fernandes da Silva, Jaime Honorato-Júnior, Edna Dora Martins Newman Luz, Danilo Batista Pinho, Jean‐Philippe Marelli
Аннотация (перевод)
Черная гниль плодов, вызываемая видами Phytophthora, относится к числу основных факторов, ограничивающих производство какао (Theobroma cacao L.). В Бразилии был зарегистрирован высокий уровень поражения черной гнилью плодов, вызываемой Phytophthora capsici, Phytophthora citrophthora, Phytophthora heveae и Phytophthora palmivora. Для оценки разнообразия видов Phytophthora, поражающих какао в Бразилии, из плодов какао с симптомами черной гнили, собранных в различных мелких фермерских хозяйствах в 2017 году, было получено 40 новых изолятов. Кроме того, десять поражающих какао изолятов, морфологически идентифицированных как P. citrophthora и P. palmivora, были охарактеризованы на молекулярном уровне. Геномные участки beta-tubulin, elongation factor 1 alpha, heat shock protein 90 и internal transcribed spacer, а также митохондриально кодируемые гены cytochrome c oxidase I и II были амплифицированы с помощью ПЦР и секвенированы по методу Сэнгера для изолятов Phytophthora, поражающих какао. Морфологическая характеристика и оценка скорости роста мицелия изолятов Phytophthora проводились in vitro. На основании молекулярного анализа и морфологических сравнений 19 изолятов были идентифицированы как P. palmivora (clade 4). Примечательно, что 31 изолят сгруппировался на филогенетическом дереве отдельно от ранее известных видов в Phytophthora clade 2. Таким образом, эти изоляты рассматриваются как новый вид, названный здесь Phytophthora theobromicola sp. nov., образующий сосочковые, полусосочковые и неопадающие спорангии на простых спорангиеносцах. Изоляты P. palmivora были определены как тип спаривания A1 путем скрещивания каждого изолята с известными тестерными штаммами A1 и A2 P. capsici, однако оогониев/антеридиев не наблюдалось при скрещивании P. theobromicola с различными тестерными штаммами. Изоляты P. theobromicola и P. citrophthora продемонстрировали более высокую скорость роста мицелия по сравнению с P. palmivora на различных средах при 10, 15 и 20°C, однако схожие значения наблюдались при выращивании на осветленной среде CA при 25 и 30°C. Тесты на патогенность, проведенные на плодах четырех клонов какао (CCN51, PS1319, Cepec2004 и CP49), показали значительную вариабельность среди изолятов обоих видов Phytophthora, при этом P. theobromicola вызывал более высокую скорость распространения некротических поражений по сравнению с P. palmivora. В данном исследовании два вида Phytophthora были ассоциированы с черной гнилью плодов в штате Баия, Бразилия, и ранее неописанный вид P. theobromicola, по-видимому, преобладает в полевых условиях. Это первое сообщение о P. theobromicola на T. cacao. Кроме того, эти результаты имеют решающее значение для совершенствования стратегий борьбы с заболеванием и для создания селекционных материалов какао, генетически устойчивых к Phytophthora.
Оригинальная аннотация
Black pod disease, caused by Phytophthora species, is among the main limiting factors of cacao (Theobroma cacao L.) production. High incidence levels of black pod disease have been reported in Brazil, being induced by Phytophthora capsici, Phytophthora citrophthora, Phytophthora heveae, and Phytophthora palmivora. To assess the diversity of Phytophthora species affecting cacao in Brazil, 40 new isolates were obtained from cacao pods exhibiting symptoms of black pod disease collected in different smallholder farms in 2017. Further, ten cacao-infecting isolates morphologically identified as P. citrophthora and P. palmivora were molecularly characterized. The genomic regions beta-tubulin, elongation factor 1 alpha, heat shock protein 90, and internal transcribed spacer, and the mitochondrially encoded cytochrome c oxidase I and II genes were PCR-amplified and Sanger-sequenced from the cacao-infecting Phytophthora isolates. The morphological characterization and evaluation of the mycelial growth rates for the Phytophthora isolates were performed in vitro. Based on the molecular analysis and morphological comparisons, 19 isolates were identified as P. palmivora (clade 4). Interestingly, 31 isolates grouped together in the phylogenetic tree and were placed apart from previously known species in Phytophthora clade 2. Therefore, these isolates are considered as a new species herein referred to as Phytophthora theobromicola sp. nov., which produced papillate, semipapillate, and persistent sporangia on simple sporangiophores. The P. palmivora isolates were identified as A1 mating type by pairing each isolate with known A1 and A2 tester strains of P. capsici, but no oogonia/antheridia were observed when P. theobromicola was paired with the different tester strains. The P. theobromicola and P. citrophthora isolates showed higher mycelial growth rates, when compared to P. palmivora, on different media at 10, 15, and 20°C, but similar values were observed when grown on clarified CA media at 25 and 30°C. The pathogenicity tests carried out on pods of four cacao clones (CCN51, PS1319, Cepec2004, and CP49) showed significant variability among the isolates of both Phytophthora species, with P. theobromicola inducing higher rates of necrotic lesion expansion, when compared to P. palmivora. Here, two Phytophthora species were found associated with black pod disease in the state of Bahia, Brazil, and the previously undescribed P. theobromicola seems to be prevalent in field conditions. This is the first report of P. theobromicola on T. cacao. Also, these findings are crucial to improve the disease control strategies, and for the development of cacao materials genetically resistant to Phytophthora.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/26c7ac8a-9613-46b5-878b-6609d1510179
DOI: 10.3389/fmicb.2021.537399
OpenAlex: W3137299017