ASPECTOS GERAIS E MORFOLÓGICOS DO FUNGO "Puccinia melanocephala"

Maurilio de Sousa Netto

As ferrugens representam um grupo de doenças em que os agentes causais pertencem a divisão Basidiomicota e ordem Uredinales, e família Pucciniaceae. Atualmente existem 5231 espécies de Puccinia sp. registradas e válidas em literatura (Index Fungorum, 2010).

Existem duas variedades hospedeiras registradas em literatura para puccinia melanocephala no Brasil: Saccharum officinarum Linn. (Gramineae), pode ocorrer em sementes e concentra maior incidência nos estados de SP, PB, CE, MG, PE, RN e Saccharum spp., ocorre também em sementes (Embrapa Cenargem, 2010).

Existem no mundo vinte e três variedades hospedeiras, sendo estas encontradas na Ásia, África, Índia, Europa e nas Américas (Farr & Rossman, 2010).

Os Basidiomicetos caracterizam-se por produzir esporos de origem sexual exógenos, diferenciando dos Ascomicetos que também produzem esporos sexuais contudo inseridos internamente dentro de ascas. Os Basidiomicetos, assim como os Ascomicetos, distinguem-se dos Ficomicetos por apresentarem micélio ceptado. Os basidiósporos usualmente são uninucleados e haplóides, sendo resultado da plasmogamia, cariogamia e meiose. As duas últimas fases ocorrem no interior da basídia, estruturas pelas quais os basidiósporos são produzidos. Os basidiomicetos que ocasionam doenças do tipo ferrugem, não produzem basidiomas e seus representantes pertencem a ordem Uredinales, são todos parasitas obrigatórios amplamente presentes e especializados ao tecido de seus hospedeiros. Os representantes da família Pucciniaceae caracterizam-se por produzirem teliósporos uni, bi ou multicelulares, isoladamente ou em pequenos grupos de dois ou três em um pedicelo. Os teliósporos nunca são unidos lateralmente formando crostas ou colunas, podendo ou não serem hiperparasitados (Darluca sp.). As paredes desses esporos são espessas e ainda, o teliósporo (esporo sexual) pode ser envolvido por uma bainha transparente, lembrando uma cápsula que reúnem algumas dessas estruturas. Teliósporos bicelulares caracterizam fungos pertencentes gênero Puccinia

(Galli et al., 1978).

Na maioria dos gêneros de ferrugens, os teliosporos são organizados em télios bem diferenciados. Porém, em alguns gêneros, essa organização é irregular e o termo é mais aplicado pelo propósito de uniformidade. Assim, por definição, os teliosporos sempre germinam produzindo basídios. Os télios e os teliosporos são as estruturas empregadas para a identificação e classificação das formas teleomórficas ou “perfeitas” das ferrugens.

Entretanto, muitas ferrugens, mesmo pertencendo ao grupo que requer dois hospedeiros diferentes para seu ciclo completo, podem sobreviver em um único hospedeiro por meio de reprodução vegetativa ou clonal (urediniosporos). No caso das ferrugens denominadas autoécias, em que todos os estados esporíferos manifestam-se em um mesmo hospedeiro, a determinação dos ciclos de vida deveria ser mais simples, não fosse a grande variabilidade existente em certas espécies. Nestas, a morfologia das estruturas esporíferas e esporos não coincidem com as funções normalmente desempenhadas no ciclo vital das ferrugens mais bem estudadas.

Os uredínios são formados a partir do micélio dicariótico e formam esporos dicarióticos, denominados urediniosporos. Estes se originam por simples segmentação da parte final de uma hifa não ramificada e que é freqüentemente referida como pedicelo. Uma segunda geração de uredínios e de urediniosporos pode resultar de uma infecção por urediniosporos e são, por isso, chamadas estruturas repetitivas, funcionando como conídios. Esse tipo de reprodução é, também, chamado de anamórfica ou clonal, por repetir exatamente as características genéticas da geração anterior. Na maioria das ferrugens, os uredínios não são limitados por quaisquer estruturas peridiais. Em algumas ferrugens, entretanto, são encontradas células marginais não esporogênicas que limitam o soro e que são denominadas paráfises. As paráfises apresentam formas variáveis podendo ser clavadas, capitadas etc. e, usualmente, apresentando a parte apical com paredes espessadas. Essas estruturas são, freqüentemente, utilizadas na sistemática para separação de gêneros e/ou espécies. Algumas espécies de ferrugens podem apresentar uredínios com urediniosporos catenulados como é o caso do gênero Coleosporium. Os urediniosporos são muitas vezes capazes de germinar sem que haja qualquer período de repouso, desde que haja condições ambientais favoráveis. Essa germinação ocorre através de poros denominados poros germinativos. Em muitas espécies , porém os urediniosporos possuem substâncias autoinibidoras ou estimuladoras que, dependendo de vários fatores ambientais, impedem ou controlam a germinação, mesmo que as condições ambientais sejam favoráveis. Todos esses fatores envolvidos nos processos de germinação dos diferentes tipos de esporos das ferrugens são os responsáveis pelas complicados mecanismos de sobrevivência das diferentes espécies.Os urediniosporos são binucleados e, via de regra, unicelulares sendo suas superfícies usualmente ornamentadas delicadamente, equinuladas, ou verrugosas de forma uniforme ou não. A posição e o número de poros germinativos presentes nos urediniosporos, e que nem sempre são facilmente visíveis, são razoavelmente constantes para uma determinada espécie e, por isso mesmo, são características úteis para a identificação das ferrugens através de seu estado anamórfico clonal. Quanto a posição nos esporos, os poros germinativos podem ser: dispersos, equatoriais, unizonados, bizonados, supra equatoriais ou basais, hospedeiro e espessura das paredes na parte distal ou basal, são elementos que também auxiliam na identificação das espécies ( Figueiredo & Passador, 2008).

A ferrugem-marrom que tem como agente etiológico Puccinia melanocephala Syd. & P. Syd, chegou ao Brasil em 1986, oito anos após sua chegada a América Central, vinda da África por correntes aéreas. A doença é favorecida por temperaturas amenas e altas umidades, sendo que, o curto ciclo de vida do fungo, permite o desenvolvimento rápido de epidemias e dentro de 5 a seis semanas, a cultura, de aspecto inicialmente verde, se torna avermelhado devido à formação maciça de pústulas nas folhas (Ryan e Egan, 1989).

As folhas atacadas exibem pústulas salientes, sintomas típicos de algumas ferrugens, com rompimento da epiderme. Estas pústulas apresentam coloração amarelada a marrom-escura, em função da massa de urediniósporos. A presença das pústulas reduz a atividade fotossintética resultando na redução do crescimento e queda de produção. Os prejuízos são representados pela redução do desenvolvimento dos colmos, em conseqüência da alta infestação da doença nos primeiros meses de desenvolvimento da cultura.

Como toda ferrugem, é facilmente dispersa pelo transporte dos urediniósporos pelo vento e respingos de chuva, e a grandes distâncias, por meio de toletes contaminados. Este caso é o que ocorreu no Brasil, há mais de 30 anos ocorre a importação de genótipos asiáticos de cana para plantio e melhoramento nas Américas (Os mitos, 2004).

O objetivo deste trabalho é apresentar aspectos gerais e morfológicos do fungo Puccinia melanocephala.

Foram coletadas folhas de cana-de-açúcar (Saccharum officinallis) na fazenda Bonsucesso Barreirinho, localizada no município de Urutaí, Goiás e emcaminhadas para o Laboratório de Microbiologia do Intituto Federal Goiano campus Urutaí.

Foram realizados vários procedimentos técnicos para a identificação do fungo presente na folha de cana-de-açúcar. As amostras no laboratório foram analisadas incialmente em microscópio estereoscópio, sendo verificados a presença de sinais urediniais. Logo após, permaneceram incubando em condições de câmara úmida.

Esse procedimento consistiu na inserção de fragmentos da folha no Gerbox contendo papel filtro previamente umidecido com água destilada além de borrifagem na superfície da folha.

Após 48 horas retiraram-se os fragmentos de folhas do Gerbox, sendo estas analisadas em microscópio estereoscópico para possível visualização de germinação uredinial e telial.

Preparou-se lâminas semi-permanenetes para análise em microscópio óptico. Usando uma lâmina com uma gota de fixador , raspou-se as estruturas das pústulas com auxílio de uma pinça na para montagem e posterior identificação do patógeno. Assim usamos uma lâmina contendo uma lamínula a ser montada, vedada com esmalte e levada ao microscópio para visualização.

Após a visualização da lâmina em microscópio ótico, identificou-se as estruturas e através destas foi possível sua identificação. As estruturas do fungo foram posteriormente microfotografadas com auxílio de uma câmeradigital marca Canon modelo Power Shot A580, do professor Milton Luis Paz Lima. sendo transferidas as imagens para um computador.

Figura 1. Aspectos morfológicos de Puccinia melanocephala. A. Folha de cana-de-açúcar (Saccharum officinalis) apresentando lesões de formato elíptico com halos vermelho amarelados (bar = 12 mm), B. Epiderme rompida do tecido apresentando picnídios de Darluca sp. (hiperparasita incidente no tecido) (seta) (bar = 9 mm), C. urediniósporos apresentando dois poros germinativos equatoriais (Pg) (bar = 10,7 µm), D. verificação de parede especa e equinulação do urediniósporo (Eq) (bar = 8 µm).

DESCRIÇÃO MICOLÓGICA

As folhas atacadas por Puccinia melanocephala apresentaram a chamada ferrugem-marron da cultura da cana-de-açucar. As lesões apresentem formato irregular, contudo são frequentemente alongadas, eliptcas com halos variando de laranja a avermelhados (Fig. 1A). Contudo no centor das lesões apresentam coloação castanho parda (Fig. 1A). Nas amostras analisadas observou-se maior incidência dos sinais do coelomiceto, amplamente encontrado como antagonista de pústulas de ferrugens patógeno nas folhas baixeiras, além da verificação de picnídios (Fig. 1B) de Darluca sp. Este coelomiceto amplamente associado a urédias e télias de de doenças do tipo ferrugem foi identificado como sendo Darluca sp. Folhas atacadas exibem pústulas marrom a marrom escuras, alongadas e randômicas (Figura 1B). Os urediniósporos apresentaram coloração marrom escuro, sem espessamento apical ou presença de papila, nem a presença de pedicelo (Figura 1C), contudo foi observado nas amostras a equinulações ao longo da parede, indicando que numa visualisação em três dimensões toda a superfície do urediniósporos possa ser equinulada.

LITERATURA CITADA

Farr, D.F., & Rossman, A.Y. Fungal Databases, Systematic Mycology and Microbiology Laboratory, ARS, USDA. Disponível em:http://nt.ars-grin.gov/fungaldatabases/. Acessado em 22 de junho de 2010.

GALLI, F.; TOKESHI, H.; CARVALHO, P. C. T.; BALMER, E.; KIMATI, H.; CARDOSO, C. O. N.; SALGADO, C. L.; KRUGNER, T. L.; CARDOSO, E. J. B. N.; FILHO, A. B. Manual de fitopatologia. São Paulo: Editora Agronômica Ceres Ltda., 1978.

GARCIA, E. O.; CASAGRANDE, M. V.; RAGO, A. M.; JUNIOR, N. S. M.: Preservação de urediniósporos de Puccinia melanocephala, agente causal de ferrugem em cana-de-açucar. Summa Pphytopathologica. vol.33( no.2): 152-156 Botucatu Apr./June 2007.

INDEX FUNGORIUM. Disponível em: http://www.indexfungorum.org/names/NamesRecord.asp?RecordID=143424 . Acesso em : 15 abril 2010.

M.B. Figueiredo; M.M. Passador. Artigo de revisão: Morfologia, funções dos soros e variações dos ciclos vitais das ferrugens. Inst. Biol., São Paulo, v.75, n.1, p.117-134, jan./mar., 2008.

MENDES, M. A. S.; URBEN, A. F.; Fungos relatados em plantas no Brasil, Laboratório de Quarentena Vegetal. Brasília, DF: Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia. Disponível em: http://pragawall.cenargen.embrapa.br/aiqweb/michtml/fgbanco01.asp. Acesso em: 29/6/2010.

OS MITOS – e os poucos recursos do Brasil. Revista Alcoolbras, São Paulo, v. 86, jul. / Ago. 2004. Disponível em: http://www.revistaalcoolbras.com.br/edicoes/ed_86/ad_86_4.html . Acesso em: 31 mar. 2010.

PEREIRA, I. S.; TOYOTA, M.; MACEDO, G. A. R.; COSTA, E.; ABREU, M.S.: Severidade da ferrugem e quatro variedades de cana-de-açucar sob irrigação plena. Tropical Pant Pathology 34 (Suplemento), S260, agosto 2009.

RYAN, C. C.; EGAN, B. T. Rust. In: RICAUD, C.; EGAN, B. T.; GILLASPIE JUNIOR, A. G.; HUGHES, C. G. Diseases of sugarcane. Amsterdam: Elsevier, 1989. p. 189-210. Disponível em: http://www.cenargen.embrapa.br/publica/trabalhos/cot128.pdf. Acesso em: 15 abril 2010.

SANTOS, A. S.; SILVA, M.; LANDELL, M.; FIGUEIREDO, P.: Estimativas da produtividade de cana-de-açucar em função da resistência a Puccinia melanocephala e Ustilago scitaminea. Fitopatologia brasileira, 30 (Suplemento), S116, agosto 2005.