Bionematicides in Brazil: an emerging and challenging market

Management of plant parasitic nematodes in Brazil is a challenge and bionematicides are an important tool in the Integrated Nematode Management in several crops. There are 47 commercial bionematicides with 11 microorganisms as active ingredient available for growers in Brazil; Bacillus spp. are the main biological control agents, but fungi are also important for nematode management. Bionematicides reached 82% of the total market of nematicides in 2019/2020 in Brazil and, in soybean, they represented 90% of the area treated with nematicides. Although, the use of bionematicides is considered an emerging market worldwide, some challenges involve the correct use and formulation of organisms with different modes of action, difficulties in laboratory culturing, and the existence of non-regulated bionematicides, which do not ensure the quality, the purity, and the efficiency in the nematode control under field conditions, leading to lack of control and discredit of this tool. Considering the Brazilian biodiversity richness, a universe of new macroand microorganisms can be explored, as well as the metabolites produced by these organisms as the active ingredient of bionematicides. Expectations of an increase in this market are optimistic and may materialize in light of the increasing demand for biological products in Brazil.

Amplificação isotérmica mediada por loop para detecção de patógenos de plantas

Disease control is crucial to minimize potential losses in agriculture and thereby maintain high crop yield. However, for its effectiveness, the pathogen must be detected early and correctly in the production fields. Different methods of diagnosis can be used, from those based on symptoms to molecular tests. Loop-mediated isothermal amplification (LAMP) is a molecular technique that has been widely used in several biological fields, due to the ease with which it can be applied. The reaction can be carried out in a single thermal condition, due to the use of Bst DNA polymerase, isolated from the bacterium Bacillus stearothermophilus, which has high displacement activity. LAMP is a highly exponential amplification method that produces the target DNA in amounts 109 -1010 times between 45 and 60 minutes at 60-65°C. Its advantages are the visualization of results directly with the naked eye and the fact that it does not need sophisticated equipment for its application. In phytopathology, the technique has been gaining prominence in the detection of fungi, viruses, bacteria, nematodes and phytoplasmas, as well as in the monitoring of fungicide-resistant fungi. LAMP can benefit agriculture so that early, accurate and sensitive diagnostics can be carried out in the fields of cultivation and minimize losses caused by diseases. In this review, we present and discuss LAMP tests, developed for plant pathogens detection, which can be useful for researchers who wish to use the technique in their research area

Doenças associadas à Xylella fastidiosa no Brasil

Based on genomic information, the Xylella fastidiosa bacterium is classified into three main subspecies: fastidiosa, multiplex and pauca. These different subspecies are naturally transmitted through vector insects, known as sharpshooters, which feed on the sap of xylem vessels of plants, where the bacteria colonize. Mainly due to the obstruction in the transport of water and mineral salts in these conducting vessels, the X. fastidiosa bacterium causes serious diseases in different cultures of economic interest. In Brazil, this phytopathogen was detected for the first time in plum trees, a crop in which the multiplex subspecies is responsible for the disease known as plum leaf scald. Subsequently, the pauca subspecie was associated with citrus variegated chlorosis in sweet orange orchards in São Paulo State. In the same state, the pauca subspecie was also found in coffee plants causing atrophy of the coffee tree branches, a disease whose damage has not been quantified yet. Recently, the pauca subspecie has also been found in olive trees, causing the olive quick decline syndrome, reported in the southeast region, especially in the Serra da Mantiqueira region. In this review, specific aspects of these diseases were focused, as well as measures that can be adopted as management.

Exploring the overlooked diversity of plant-associated Cerrado Microfungi

In this review, we present an historic account of the work on the diversity of fungi associated with plants of the Cerrado Biome, including an overview of the studies carried out by the research group of the Mycological Collection connected to the Herbarium UB (Universidade de Brasília), and the rust fungi in Herbarium IBI (Instituto Biológico, São Paulo). The contributions to Cerrado mycology from the early 19th century to the present days were highlighted. Illustrative maps were included to show the geographical distribution of the main fungal groups, associated with native plants of the Cerrado, belonging to the five predominant orders: Pucciniales (rust fungi), Phyllachorales (tar-spot fungi), Capnodiales (cercosporoid fungi: Family Mycosphaerellaceae), as well as Meliolales and Asterinales (black mildews).

Pospiviroides de importância para hortaliças e ornamentais: panorama dos aspectos fitopatológicos e dos riscos para os sistemas agrícolas brasileiros

Há cerca de 50 anos, a etiologia de uma série de doenças de plantas, até então desconhecidas ou atribuídas a possíveis vírus, começou a ser elucidada com a descoberta dos viroides. Minúsculos agentes fitopatogênicos e constituídos exclusivamente por uma molécula de RNA circular de fita simples, os viroides têm causado epidemias, principalmente em cultivos protegidos de hortaliças e ornamentais. Apesar de induzirem sintomas que podem ser severos, muitas infecções transcorrem sem que haja a expressão de sintomas perceptíveis, dificultando o diagnóstico, o que possibilita a perpetuação dos viroides nos cultivos, facilitando a sua disseminação. Atualmente, as taxas de transmissão de viroides por sementes e sua distribuição geográfica incerta e dinâmica têm suscitado questões relacionadas à produção de sementes e aos riscos de disseminação desses patógenos. Pretende-se com esta revisão abordar e discutir aspectos da biologia dos pospiviroides (família Pospiviroidae), especificamente dos gêneros Pospiviroid, Hostuviroid e Coleviroid, que infectam hortaliças e ornamentais, incluindo o estado da arte da sua distribuição geográfica e ocorrência, classificação, sintomas, transmissão, diagnóstico, epidemiologia e estratégias para o manejo e controle desses patógenos

Management of bacterial halo blight and other coffee crop diseases

Bacterial halo blight (BHB), caused by Pseudomonas syringae pv. garcae, has reemerged as an important disease in Brazil, especially in coffee cultivated at high altitude in the states of Minas Gerais and São Paulo. In this study we evaluated copper-based antimicrobial compounds (CBACs), the antibiotic kasugamycin and the resistant inducers acibenzolar-S-methyl (ASM) and phosphite for BHB management in four experiments carried out in coffee crops in the municipalities of Caconde and Altinópolis, São Paulo State, Brazil. Fungicides to control brown leaf spot (BLS), a disease caused by Boeremia exigua pv. coffea, were also included in two experiments, because both diseases frequently occur simultaneously. Copper oxychloride, copper hydroxide, antibiotic, and ASM mixture with copper hydroxide, and phosphite reduced BHB incidence and had no phytotoxic effects on flowers or pin-head berries. Mixtures of boscalid or pyraclostrobin with copper hydroxide were compatible and effective for the simultaneous control of BHB and BLS. In this study, we showed that August-September is the most important period to control BHB in Brazil and lasts until December, when disease incidence increases, and flowers and pin-head berries are being formed.

CRISPR/CAS: do sistema imune de procariotos ao controle de doenças de plantas

A tecnologia de edição genômica CRISPR/Cas, desenvolvida a partir do sistema imune bacteriano, vem revolucionando diversas áreas, incluindo o controle de doenças de plantas. Considerado uma técnica simples, com alta especificidade e fácil uso, o sistema CRISPR/Cas permite a manipulação genética até mesmo de culturas com genoma com alta poliploidia, longo ciclo de vida e moroso processo de regeneração. Com isso, a técnica fornece uma oportunidade de criar novas cultivares com características benéficas de forma rápida, eficiente e sustentável para o controle de fitopatógenos. Nesta revisão, foram descritos o histórico da descoberta, funcionamento, adaptação e mecanismos de reparo do sistema CRISPR/Cas com foco na edição genômica de plantas. Além disso, abordou-se os avanços recentes relacionados à descoberta de variantes e engenharia das enzimas Cas, estratégias para o aumento da especificidade e efetividade da tecnologia, formas de entrega das biomoléculas em plantas e outras aplicações do sistema CRISPR/Cas, tais como a regulação de genes e detecção dos sítios de ação por meio de proteínas fluorescentes. Foram incluídos também exemplos do uso de CRISPR/Cas na edição genômica de plantas e patógenos visando ao aumento da resistência de plantas a fungos, bactérias, vírus e nematoides.

Avanços na identificação, variabilidade e genômica comparativa de Ralstonia solanacearum ecotipo moko no Brasil

O Moko ou murcha bacteriana é uma doença que acomete a bananeira em países da América Latina, Filipinas e Malásia, provocando perdas de até 100% da produção. A doença é causada por Ralstonia solanacearum filotipo II (IIA e IIB), uma bactéria habitante do solo e nativa do Brasil, com isolados classificados nas sequevares IIA-6, IIA-24, IIA-41, IIA-53, IIB-3, IIB-4 e IIB-25, os quais são denominados de ecotipo Moko. No Brasil, R. solanacearum é uma praga quarentenária presente, restrita a estados das regiões Norte (Amapá, Amazonas, Pará, Rondônia e Roraima) e Nordeste (Alagoas e Sergipe), com ocorrência da maioria das sequevares assinaladas, o que indica a alta variabilidade da bactéria no país. Em Sergipe, foram observados sintomas atípicos da doença, causados pela sequevar IIA-53, exclusiva do nordeste brasileiro, sendo a variante sintomatológica denominada de síndrome Sergipe. Para a correta identificação do filotipo/sequevares do ecotipo Moko são empregados testes moleculares, tais como reação Filotipo Multiplex-PCR, sequenciamento parcial do gene egl e mutS e Moko Multiplex-PCR. Além disso, técnicas genômicas e de bioinformática têm possibilitado comparações entre genomas de isolados brasileiros de diferentes sequevares do ecotipo Moko, principalmente da sequevar IIA-53, visando entender aspectos relacionados à ecologia, epidemiologia e sintomatologia

Uso de esterco bovino e cobertura de solo no manejo de nematoides na cultura da soja

As doenças causadas por nematoides são consideradas importantes devido ao hábito polífago desses patógenos, estratégias de sobrevivência e aos prejuízos econômicos causados. No Brasil, as espécies que provocam os maiores danos na cultura da soja são: Meloidogyne javanica, M. incognita, Heterodera glycines, Pratylenchus brachyurus, Rotylenchulus reniformis e Aphelenchoides sp. Recentemente, surgiram relatos de incidência, em algumas regiões, de Tubixaba spp., Scutellonema brachyurus e Helicotylenchus dihystera. Dessa forma, é necessária a utilização de estratégias de manejo que auxiliem na redução dos níveis populacionais desses fitoparasitas. O uso de esterco bovino, associado a espécies vegetais para cobertura de solo, apresentase como uma alternativa para manejo de nematoides na cultura da soja, devido a um conjunto de propriedades nematostáticas e nematicidas, ao efeito benéfico às plantas e ao estímulo do desenvolvimento de inimigos naturais. São indicadas espécies de plantas que produzam resíduos que cubram melhor o solo, deixem mais palhada, distribuam seus sistemas radiculares pivotantes e/ou fasciculados, mantenham ou aumentem os teores de carbono, e incrementem a densidade/ riqueza macro e microbiológica. Esta revisão tem o objetivo de apresentar e discutir os principais efeitos do uso de matéria orgânica e alternativas de manejo e controle de nematoides na cultura da soja com o emprego de esterco bovino e cobertura de solo com diferentes espécies de plantas.

Óleos essenciais no tratamento de sementes

O interesse pelo controle alternativo de doenças de plantas tem crescido nos últimos anos, em parte porque os consumidores estão cada vez mais exigentes em relação aos alimentos que consomem, mas, principalmente, devido à resistência que vários fitopatógenos têm desenvolvido aos principais defensivos empregados. Diante desse contexto, os óleos essenciais vêm ganhando destaque. Na área de patologia de sementes, os estudos realizados em nosso país têm focado na inibição in vitro de patógenos transmitidos por sementes por óleos essenciais, e na aplicabilidade dessas substâncias às sementes, avaliando-se a qualidade fisiológica. No entanto, em outros países, pesquisadores vêm solucionando um dos maiores problemas relacionados ao tratamento de sementes com óleos essenciais: a volatilização. O encapsulamento dessas substâncias permite que sejam usadas a campo, sem perder efeito ao longo do tempo, viabilizando, assim, seu uso em tratamento de sementes. A presente revisão bibliográfica visa abordar todos esses aspectos, auxiliando assim pesquisadores da área.