Modelo autologístico com aplicação para a doença "morte súbita" dos citrus

The citrus sudden death (CSD) disease affects dramatically citrus trees causing a progressive plant decline and death. The disease has been identified in the late 90's in the main citrus production area of Brazil and since then there are efforts to understand the etiology as well as the mechanisms its spreading. One relevant aspect of such studies is to investigate spatial patterns of the occurrence within a field. Methods for determining whether the spatial pattern is aggregated or not has been frequently used. However it is possible to further explore and describe the data by means of adopting an explicit model to discriminate and quantify effects by attaching parameters to covariates which represent aspects of interest to be investigated. One alternative involves autologistic models, which extend a usual logistic model in order to accommodate spatial effects. In order to implement such model it is necessary to take into account the reuse of data to built spatial covariates, which requires extensions in methodology and algorithms to assess the variance of the estimates. This work presents an application of the autologistic model to data collected at 11 time points from citrus fields affected by CSD. It is shown how the autologistic model is suitable to investigate diseases of this type, as well as a description of the model and the computational aspects necessary for model fitting.A morte súbita dos citros (MSC) é uma doença com efeitos dramáticos em árvores de citros causando declínio progressivo e morte. Ela foi identificada no final da década de 90 em uma das principais áreas de produção no Brasil e desde então esforços são empregados para entender a sua etiologia e os seus mecanismos de dispersão. Um aspecto relevante para estudos é a investigação do padrão espacial da incidência dentro de um campo. Métodos para determinar se o padrão espacial é agregado ou não têm sido freqüentemente utilizados. Entretanto é possível explorar e descrever os dados adotando um modelo explícito, com o qual é possível discriminar e quantificar os efeitos com parâmetros para covariáveis que representam aspectos de interesse investigados. Uma das alternativas é adoção de modelos autologísticos, que estendem o modelo de regressão logística para acomodar efeitos espaciais. Para implementar esse modelo é necessário que se reutilize os dados para extrair covariáveis espaciais, o que requer extensões na metodologia e algoritmos para avaliar a variância das estimativas. Este trabalho apresenta uma aplicação do modelo autologístico a dados coletados em 11 pontos no tempo em um campo de citros afetado pela MSC. É mostrado como o modelo autologístico é apropriado para investigar doenças desse tipo, bem como é feita uma descrição do modelo e dos aspectos computacionais necessários para a estimação dos parâmetros

Risk-based regionalization approach for area-wide management of HLB vectors in the Mediterranean Basin

Huanglongbing (HLB) is one of the most devastating citrus diseases worldwide. It is associated with the non-culture bacteria Candidatus Liberibacter spp., which can be transmitted by grafting and/or the psyllid vectors Diaphorina citri (ACP) and Trioza erytreae (AfCP). Although HLB has not been reported in the Mediterranean Basin to date, both vectors are present, and thus represent a serious threat to the citrus industry in this region. Resistant citrus cultivars or effective therapeutic treatments are not currently available for HLB. Nevertheless, area-wide pest management via coordinated management efforts over large areas has been implemented in Brazil, China and the USA for HLB control. This study proposes an open access flexible methodology to address area-wide management of both HLB vectors in the Mediterranean Basin. Based on a risk-based approach which considers climatic information and other variables that may influence vector introduction and spread, such as conventional, organic, abandoned and residential citrus areas as well as transportation corridors, an area-wide management division in pest management areas (PMAs) is proposed. The size and location of these PMAs were estimated by means of a hierarchical clustering algorithm with spatial constraints whose performance was assessed under different configuration scenarios. This proposal may assist policymakers and the citrus industry of the citrus-growing areas of the Mediterranean Basin in risk management planning in the case of the spread of HLB vectors or a possible introduction of the disease. Additionally, it may be a valuable resource to inform opinion dynamic models, enabling the identification of pivotal factors for the success of control measures

Modelo autologístico espaço-temporal com aplicação à análise de padrões espaciais da leprose-dos-citros

The goal of this study was to propose modeling strategies applied to the analysis of citrus leprosis incidence, through the use of a spatial temporal autologistic model. We evaluated the adequacy of autologistic model to consider data collected at different times; to detect spatial-temporal patterns through different neighboring structures; to consider the effect of covariates from previous times; and assessing the effect of the presence of the disease vector in the probability of new infections occurrence. The spatial temporal autologistic model adopted has extended the usual logistic model, in which the neighboring structures is described by means of covariates built from the status of plants nearby, at the same or at previous times. Data regarding the presence of the leprosis on plants were collected at field points referenced in space, over a period of approximately two years. Models detect the presence of spatial patterns on new infections for the studied neighboring structures, at the same or previous time. Additionally, probability estimates of a plant become infected can be obtained from the fitted models, given the occurrence of the disease and vector.O objetivo deste trabalho foi propor estratégias de modelagem aplicadas aos dados de incidência de leprose-dos-citros, por meio do uso de um modelo autologístico espaço-temporal. A adequação do modelo autologístico foi avaliada quanto à: análise de dados provenientes de avaliações feitas em diferentes momentos; detecção de padrões espaciais da doença, pela avaliação de diferentes estruturas de vizinhança; consideração do efeito defasado no tempo de covariáveis de vizinhança; e ao efeito do ácaro transmissor na probabilidade de nova infecção. O modelo autologístico espaço-temporal adotado estendeu o modelo logístico usual, em que a estrutura de vizinhança é descrita por meio da construção de covariáveis, a partir da resposta observada em plantas vizinhas à planta avaliada, na mesma avaliação, ou em avaliações anteriores. Os dados de incidência de leprose nas plantas de citros foram coletados em pontos referenciados no espaço, durante aproximadamente dois anos. Os modelos detectam o efeito da presença do vetor e os padrões espaciais na ocorrência de novas infecções, tanto para covariáveis de vizinhança da mesma avaliação, quanto para covariáveis de vizinhança da avaliação anterior. Além disso, os modelos considerados permitem quantificar as variações na probabilidade de ocorrência da doença de acordo com o estado da doença e com a incidência do ácaro transmissor

Impacts of huanglongbing on fruit yield and quality and on flushing dynamics of Sicilian lemon trees

IntroductionThe severe Asian form of huanglongbing (HLB), a vascular disease associated with the phloem-limited bacterium ‘Candidatus Liberibacter asiaticus’, is transmitted by the Asian citrus psyllid (ACP) Diaphorina citri. Disease impacts are known for sweet oranges and acid limes but not lemons.MethodsIn a five-year study (2017–2021) we compared yield and fruit quality between naturally-infected and healthy 5-yr-old trees of Sicilian lemon ‘Femminello’, and shoot phenology on both lemon and ‘Valencia’ orange, both grafted onto ‘Swingle’ citrumelo, grown in southeastern São Paulo State, Brazil. HLB severity (percentage of tree canopy area with HLB symptoms) was assessed every 3–4 months, fruit yield and quality in May (2017 to 2019) or June/July (2020-2021), and vegetative and reproductive shoots fortnightly on 50-cm-long branches. The development of ACP on one-year-old seedlings of five lemon varieties, ‘Tahiti’ acid lime, ‘Valencia’ orange, and orange jasmine was evaluated.ResultsSymptoms increased from 11% in 2017 to 64% in 2021, and a monomolecular model estimated 10 years for symptoms to occupy >90% of the tree canopy. On average, production of trees with symptom on 20%, 50% or 80% of the canopy respectively dropped by 18%, 38%, and 53% compared to healthy trees. Fruits of symptomatic branches of lemons were 4.22% lighter and the number of dropped fruits did not correlate with symptom severity. Flushing on symptomatic branches started earlier by 15 to 55 days as compared to the healthy branches of lemon and orange. On diseased trees, vegetative and reproductive shoots respectively increased by 24.5% and 17.5% on lemon and by 67.2% and 70.6% on sweet orange, but fruit set was reduced by 12.9% and 19.7% on lemon and orange trees, respectively. ACP reproduced similarly on all tested plants.DiscussionThe fast symptom progress, significant yield reduction, and earlier flushing on diseased trees, providing conditions highly favorable for the pathogen to spread, reinforce the need of prompt diseased tree removal and frequent ACP preventive control to manage HLB in lemons as in any other citrus crop

Effect of foliar diseases on photosynthetic efficiency of common bean (Phaseolus vulgaris L.) as a contribuition to yield loss assessment

O efeito da ferrugem, mancha angular e antracnose do feijoeiro nos processos fisiológicos relacionados com a fotossíntese de folhas das cultivares Rosinha G-2 e Carioca Comum foi observado por meio de experimentos em condições de ambiente controlado e de campo. Inicialmente, em condição de ambiente controlado, acompanhou-se as mudanças provocadas pelos patógenos na fotossíntese, respiração, transpiração, condutância estomática e variáveis relacionadas com a emissão, respiração, transpiração condutância estomática e variáveis relacionadas com a emissão de fluorescência da clorofila &#945; de folhas infectadas durante todo processo de desenvolvimento da doença sob diferentes temperaturas e nas duas cultivares. Em seguida, pela análise da curva de resposta da taxa de assimilação de CO2versus a concentração de intercelular CO2 (A/Ci) de folhas doentes com cada patógeno, determinou-se quais foram os fatores responsáveis pela redução da taxa fotossintética líquida nestas folhas doentes. A fotossíntese diminuiu e a respiração aumentou a partir do aparecimento dos sintomas das doenças. A transpiração e a condutância estomática diminuíram com o aumento da severidade de mancha angular e antracnose, mas não nas folhas com ferrugem. Além disso, a taxa fotossintética líquida das folhas com ferrugem, mancha angular e antracnose foi reduzida também na área foliar remanescente, sendo a resistência à carboxilação o principal fator desta redução nas folhas com ferrugem nas folhas com ferrugem e com mancha angular e a resistência estomática o principal fator nas folhas com antracnose. Posteriormente, relações entre a severidade de cada doença e seu efeito na atividade fotossintética das folhas de feijoeiro doentes foram estabelecidas, aplicando-se o conceito de lesão virtual proposto por Bastiaans (1991), em condições controladas e no campo. Valores de &#946; em torno de 2, 4 e 8, respectivamente para ferrugem, mancha angular e antracnose, mostraram-se constantes mesmo quando determinados em diferentes épocas de avaliação após a infecção e estádios fenológicos da cultura, temperaturas de desenvolvimento da doença e duas cultivares de feijoeiro. Estes valores também foram associados aos mecanismos pelos quais os patógenos se relacionam com o hospedeiro e aos diferentes provocados pelas doenças. Finalmente, pela incorporação do valor de &#946; no cálculo da severidade de doença, a área sob a curva de progresso da doença virtual (AUVDPC) não mostrou relação com a produção, do mesmo modo que a área sob a curva de progresso da doença (AUDPC). Entretanto, as variáveis que consideram a área fotossinteticamente ativa (PAD e PAA), explicaram melhor as variações na produção de plantas doentes de feijoeiro quando comparadas com as variáveis que consideram somente a área foliar verde remanescente (HAD e HAA).The effect of bean rust, angular leaf spot and anthracnose on physiological processes related to the photosynthesis of cultivars Rosinha G-2 and Carioca Comum was observed in several experiments under controlled environment and field conditions. Initially, the changes caused by these diseases on photosynthesis, respiration, transpiration, stomatal conductance, and variables related to the chlorophyll &#945; fluorescence of infected leaves were measured during the disease development at different temperatures and two common bean cultivars under controlled environment conditions. Afterwards, the factors responsible for the reduction of net photosynthetic rate in the diseased leaves were determined by the analysis of the response curves of CO2 assimilation rate versus CO2</small intercellular concentration (A/Ci). Photosynthesis decreased and respiration increased following the appearance of disease symptoms. Both transpiration and stomatal conductance decreased with the increasing severities of angular leaf spot and anthracnose. Transpiration and stomatal conductance did not change in leaves with rust. The net photosynthetic rate of bean leaves with rust, angular leaf spot and anthracnose. Transpiration and stomatal conductance did not change in leaves with rust. The net photosynthetic rate of bean leaves with rust, angular leaf spo

Interaction between bean "Mosaico-em-Desenho" and two fungal diseases, rust and angular leaf spot, in bean plants

Para estudar as interações entre o mosaico-em-desenho e a ferrugem e mancha angular do feijoeiro foram determinados os parâmetros monocíclicos das doenças e a eficiência fotossintética das plantas das variedades Rosinha G-2 e Carioca Comum os parâmetros monocíclicos das duas doenças fúngicas em plantas pré-infectadas ou não com vírus na temperaturas de 9, 12, 15, 18, 21, 24 e 27ºC para ferrugem e de 15, 18, 21, 24, 27 e 30ºC para mancha angular. Independente da pré-infecção viral para ferrugem o processo infeccioso e a colonização foram favorecidos pelas temperaturas de 17 e 18ºC. O menor período latente ocorreu a 21ºC. Para mancha angular o processo infeccioso e a colonização foram favorecidos a 24ºC na qual teve o menor período de incubação nas duas doenças fúngicas a pré-infecção viral reduziu todos parâmetros monocíclicos exceto período latente e de incubação. A eficiência fotossintética foi reduzida nas plantas doentes em maior proporção que a área afetada pela lesão as plantas com vírus por apresentarem baixo nível de infecção fúngica se comportaram semelhante as plantas só com vírus. Na análise dos parâmetros de fluorescência concluiu-se que o modo de ação dos patógenos biotróficos é diferente do hemibiotrófico. Foi observado um menor dano ao aparato fotossintético nas plantas com patógenos biotróficosMonocyclic parameters of diseases and the photosynthetic efficiency were determined in plants of Rosinha G-2 and Carioca Comum varieties infected with one or more pathogens, in order to study the interaction between bean "mosaico-em-desenho" and two fungaI diseases, bean rust and angular leaf spot. Monocyclic parameters of rust and angular leaf spot (infection frequency, incubation or latent periods, lesion growth rate, final lesion size and disease severity) were determined in virus-free and virus infected plants at different temperatures (9, 12, 15, 18, 21, 24, and 27°C to bean rust and 15, 18, 21, 24, 27, and 30°C to bean angular leaf spot). For Uromyces appendiculatus, the optimum temperatures to infectious process and colonization were 17 and 18°C, respectively, independent of previous virus infection. The shortest latent period occurred at 21°C. For Phaeoisariopsis griseola, the optimum temperature to infectious process and colonization was 24°C, independent of previous virus infection. The shortest incubation period occurred at 24°C. Previous virus infection significantly reduced alI monocyclic parameters in both fungal diseases except the bean rust latent period and the angular leaf spot incubation period. Photosynthesis efficiency, measured by net CO2 assimilation, decreased in infected pIants with one or more pathogens. The net CO2 assimilation reduction by fungal diseases was proportionally higher than that expected based on the reduction caused by injured leaf area and decrease of leaf chlorophyll content. As the leveI of fungal infection is low in virus pre-infected plants, plants infected with virus had the same photosynthesis efficiency than plants infected with two pathogens. By fluorescence parameters' analysis, it was concluded that the way by which biotrophic pathogens act is different than hemibiotrophic ones. Lower photosynthetic apparatus damage was observed in infected plants with biotrophic pathogen

Interaction between bean "Mosaico-em-Desenho" and two fungal diseases, rust and angular leaf spot, in bean plants

Para estudar as interações entre o mosaico-em-desenho e a ferrugem e mancha angular do feijoeiro foram determinados os parâmetros monocíclicos das doenças e a eficiência fotossintética das plantas das variedades Rosinha G-2 e Carioca Comum os parâmetros monocíclicos das duas doenças fúngicas em plantas pré-infectadas ou não com vírus na temperaturas de 9, 12, 15, 18, 21, 24 e 27ºC para ferrugem e de 15, 18, 21, 24, 27 e 30ºC para mancha angular. Independente da pré-infecção viral para ferrugem o processo infeccioso e a colonização foram favorecidos pelas temperaturas de 17 e 18ºC. O menor período latente ocorreu a 21ºC. Para mancha angular o processo infeccioso e a colonização foram favorecidos a 24ºC na qual teve o menor período de incubação nas duas doenças fúngicas a pré-infecção viral reduziu todos parâmetros monocíclicos exceto período latente e de incubação. A eficiência fotossintética foi reduzida nas plantas doentes em maior proporção que a área afetada pela lesão as plantas com vírus por apresentarem baixo nível de infecção fúngica se comportaram semelhante as plantas só com vírus. Na análise dos parâmetros de fluorescência concluiu-se que o modo de ação dos patógenos biotróficos é diferente do hemibiotrófico. Foi observado um menor dano ao aparato fotossintético nas plantas com patógenos biotróficosMonocyclic parameters of diseases and the photosynthetic efficiency were determined in plants of Rosinha G-2 and Carioca Comum varieties infected with one or more pathogens, in order to study the interaction between bean "mosaico-em-desenho" and two fungaI diseases, bean rust and angular leaf spot. Monocyclic parameters of rust and angular leaf spot (infection frequency, incubation or latent periods, lesion growth rate, final lesion size and disease severity) were determined in virus-free and virus infected plants at different temperatures (9, 12, 15, 18, 21, 24, and 27°C to bean rust and 15, 18, 21, 24, 27, and 30°C to bean angular leaf spot). For Uromyces appendiculatus, the optimum temperatures to infectious process and colonization were 17 and 18°C, respectively, independent of previous virus infection. The shortest latent period occurred at 21°C. For Phaeoisariopsis griseola, the optimum temperature to infectious process and colonization was 24°C, independent of previous virus infection. The shortest incubation period occurred at 24°C. Previous virus infection significantly reduced alI monocyclic parameters in both fungal diseases except the bean rust latent period and the angular leaf spot incubation period. Photosynthesis efficiency, measured by net CO2 assimilation, decreased in infected pIants with one or more pathogens. The net CO2 assimilation reduction by fungal diseases was proportionally higher than that expected based on the reduction caused by injured leaf area and decrease of leaf chlorophyll content. As the leveI of fungal infection is low in virus pre-infected plants, plants infected with virus had the same photosynthesis efficiency than plants infected with two pathogens. By fluorescence parameters' analysis, it was concluded that the way by which biotrophic pathogens act is different than hemibiotrophic ones. Lower photosynthetic apparatus damage was observed in infected plants with biotrophic pathogen

Effect of foliar diseases on photosynthetic efficiency of common bean (Phaseolus vulgaris L.) as a contribuition to yield loss assessment

O efeito da ferrugem, mancha angular e antracnose do feijoeiro nos processos fisiológicos relacionados com a fotossíntese de folhas das cultivares Rosinha G-2 e Carioca Comum foi observado por meio de experimentos em condições de ambiente controlado e de campo. Inicialmente, em condição de ambiente controlado, acompanhou-se as mudanças provocadas pelos patógenos na fotossíntese, respiração, transpiração, condutância estomática e variáveis relacionadas com a emissão, respiração, transpiração condutância estomática e variáveis relacionadas com a emissão de fluorescência da clorofila &#945; de folhas infectadas durante todo processo de desenvolvimento da doença sob diferentes temperaturas e nas duas cultivares. Em seguida, pela análise da curva de resposta da taxa de assimilação de CO2versus a concentração de intercelular CO2 (A/Ci) de folhas doentes com cada patógeno, determinou-se quais foram os fatores responsáveis pela redução da taxa fotossintética líquida nestas folhas doentes. A fotossíntese diminuiu e a respiração aumentou a partir do aparecimento dos sintomas das doenças. A transpiração e a condutância estomática diminuíram com o aumento da severidade de mancha angular e antracnose, mas não nas folhas com ferrugem. Além disso, a taxa fotossintética líquida das folhas com ferrugem, mancha angular e antracnose foi reduzida também na área foliar remanescente, sendo a resistência à carboxilação o principal fator desta redução nas folhas com ferrugem nas folhas com ferrugem e com mancha angular e a resistência estomática o principal fator nas folhas com antracnose. Posteriormente, relações entre a severidade de cada doença e seu efeito na atividade fotossintética das folhas de feijoeiro doentes foram estabelecidas, aplicando-se o conceito de lesão virtual proposto por Bastiaans (1991), em condições controladas e no campo. Valores de &#946; em torno de 2, 4 e 8, respectivamente para ferrugem, mancha angular e antracnose, mostraram-se constantes mesmo quando determinados em diferentes épocas de avaliação após a infecção e estádios fenológicos da cultura, temperaturas de desenvolvimento da doença e duas cultivares de feijoeiro. Estes valores também foram associados aos mecanismos pelos quais os patógenos se relacionam com o hospedeiro e aos diferentes provocados pelas doenças. Finalmente, pela incorporação do valor de &#946; no cálculo da severidade de doença, a área sob a curva de progresso da doença virtual (AUVDPC) não mostrou relação com a produção, do mesmo modo que a área sob a curva de progresso da doença (AUDPC). Entretanto, as variáveis que consideram a área fotossinteticamente ativa (PAD e PAA), explicaram melhor as variações na produção de plantas doentes de feijoeiro quando comparadas com as variáveis que consideram somente a área foliar verde remanescente (HAD e HAA).The effect of bean rust, angular leaf spot and anthracnose on physiological processes related to the photosynthesis of cultivars Rosinha G-2 and Carioca Comum was observed in several experiments under controlled environment and field conditions. Initially, the changes caused by these diseases on photosynthesis, respiration, transpiration, stomatal conductance, and variables related to the chlorophyll &#945; fluorescence of infected leaves were measured during the disease development at different temperatures and two common bean cultivars under controlled environment conditions. Afterwards, the factors responsible for the reduction of net photosynthetic rate in the diseased leaves were determined by the analysis of the response curves of CO2 assimilation rate versus CO2</small intercellular concentration (A/Ci). Photosynthesis decreased and respiration increased following the appearance of disease symptoms. Both transpiration and stomatal conductance decreased with the increasing severities of angular leaf spot and anthracnose. Transpiration and stomatal conductance did not change in leaves with rust. The net photosynthetic rate of bean leaves with rust, angular leaf spot and anthracnose. Transpiration and stomatal conductance did not change in leaves with rust. The net photosynthetic rate of bean leaves with rust, angular leaf spo

Um Ambiente para Monitoramento da Morte Súbita dos Citrus

This article describes the implementation and applications of computational-statistical surveillance system for the Citrus Sudden Death Disease. The data is stored in a spatio-temporal TerraLib database and statistical analysis are performed using functions written as a add-on package for the R language called Rcitrus which implements some specialized statistical methods and also interfaces with other packages such as geoR, geoRglm and splancs. The interaction between the statistical environment and the database is provided by the package aRT.Pages: 223-23

Análise Econômica da Prevenção e Controle do Cancro Cítrico no Estado de São Paulo

This paper aims to estimate the benefit-cost ratio of preventing, controlling or managing the citrus canker in São Paulo State, where citrus is a major crop concerning production and jobs. The index of contaminated plots with citrus canker increased 893 percent between 2009 and 2012, right after changes in the State regulation to control the disease, which justifies the importance of analyzing economic impacts. The Cost-Benefit Analysis is applied, once the most relevant benefits and costs involved are identified, to compare the effects over production and costs of production in the farm level. Thus, scenarios are simulated of prevention of canker, control and management under an expansion rate, along a lifetime of 20 years. Results point economic advantages of holding the citrus canker under control in São Paulo, i.e., with low levels of contamination of orchards. Managing the disease only partially, in such a way to face its dissemination along the medium and long term presents a benefit-cost ratio significantly lower than that obtained in the scenarios of prevention and control of canker with a stricter eradication of outbreaks