Induction of variability for resistance in the rice cultivar Metica-1 to Pyricularia grisea

A brusone é um dos fatores limitantes da produtividade da cultivar Metica-1, no Estado do Tocantins. Objetivando obter somaclones resistentes, foi realizada a indução de calos e a regeneração de plantas a partir de panículas imaturas da cultivar Metica-1. Duzentas e oitenta plantas R2 foram submetidas a inoculação inóculo de patótipos de Pyricularia grisea, ID-14 e II-1, provenientes das cultivares Metica-1 e Cica-8, respectivamente. Enquanto todas as 280 plantas R2 de Metica-1 foram resistentes em relação ao patótipo II-1, as progênies de duas plantas R1 mostraram resistência ao patótipo ID-14, indicando a indução de variação genética com relação à resistência à brusone na cultivar suscetível, nas gerações iniciais. A geração R3 foi avançada e entre 280 somaclones R4 foram selecionados 51, incluindo dois somaclones, CNAI10390 e CNAI10393, que mostraram resistência vertical no viveiro de brusone. Nas gerações avançadas de R5 e R6, estes dois somaclones apresentaram resistência no viveiro e nas inoculações com cinco isolados, provenientes das cultivares Metica-1, Cica-8 e Epagri 108, e poderão ser usados como novas fontes de resistência à brusone nos programas de melhoramento de arroz.Rice blast is one of the yield limiting factors of the rice cultivar Metica-1, in the State of Tocantins, Brazil. Plants of this cultivar were regenerated from the callus cultures derived from immature panicles with the objective of obtaining blast resistant somaclones. Two hundred eighty R2 plants were assessed utilizing pathotypes ID-14 and II-1 of Pyricularia grisea, retrieved from the cultivars Metica-1 and Cica-8, respectively. While all R2 plants of the cultivar Metica-1 were resistant to the pathotype II-1, the progenies of two R1 plants showed resistance to pathotype ID-14, indicating thereby the induction of genetic variation for blast resistance in the susceptible rice cultivar, in early generations. The R3 generation was advanced, and of 280 somaclones in R4 generation, 51 were selected including two somaclones CNAI10390 and CNAI10393, which exhibited vertical resistance, in blast nursery. In the advanced R5 and R6 generations, these two somaclones showed resistant reaction in blast nursery test, as well as in inoculation tests with the isolates from the cultivars Metica-1, Cica-8 and Epagri 108, and can be used as new blast resistant sources in rice breeding programs

Genetic diversity and virulence pattern in field populations of Pyricularia grisea from rice cultivar Metica-1

A brusone é um dos fatores limitantes para a produção de arroz de várzea no Estado do Tocantins. A diversidade fenotípica e genética em população de Pyricularia grisea foi estudada, em amostras coletadas em quatro lavouras da cultivar Metica-1, sob condições de epidemias de brusone nas folhas. Foram testados 87 isolados em 32 genótipos, incluindo oito diferenciadoras internacionais. Considerando 80% de similaridade em virulência, dois grupos compostos por 81 isolados foram identificados, independentemente das lavouras onde foram coletados. Oitenta por cento dos isolados pertencem ao patótipo ID-14, indicando alta especificidade da cultivar e a diversidade estreita em virulência na população estudada. A virulência da população do patógeno nas cultivares comerciais BR-IRGA 409 e Rio Formoso foi baixa. A análise de isolados de P. grisea utilizando rep-PCR com dois primers Pot2 gerou de uma a nove bandas. A análise de agrupamento revelou a ocorrência de seis grupos ou linhagens com similaridade variando de 0,09 a 1. Não houve uma relação clara entre a virulência dos isolados dos 32 genótipos e o agrupamento baseado na análise usando rep-PCR de Pot2 de isolados de P. grisea coletados na cultivar Metica-1.Rice blast is a major yield constraint of the irrigated rice in the State of Tocantins, Brazil. The objective of this investigation was to study the phenotypic and genetic diversity within the pathogen population of Pyricularia grisea in samples collected from four individual farms of rice cultivar Metica-1, under epidemic conditions of leaf blast. A set of 87 isolates was tested on 32 rice genotypes including eight international differentials. Considering 80% similarity in virulence, two groups comprising a total of 81 isolates were recognized, independently of the farms from which they were collected. Eighty percent of the isolates pertained to pathotype ID-14, indicating high cultivar specificity and narrow diversity of virulence in the sample population. The virulence in pathogen population on rice cultivars BR-IRGA 409 and Rio Formoso was low. Analysis of P. grisea isolates using rep-PCR with two primer sequences from Pot2 generated fingerprint profiles of one to nine bands. Cluster analysis revealed the occurrence of six fingerprint groups with similarities ranging from 0.09 to 1. There was no straight relationship between virulence of the isolates based on reaction pattern on 32 genotypes and grouping based on Pot2 rep-PCR analysis of P. grisea isolates collected from 'Metica-1'

Variação somaclonal da resistência à brusone em arroz nas gerações iniciais derivadas de panículas imaturas

Somaclones derived from immature panicles of the rice cultivars Bluebelle and Maratelli susceptible to blast and their F1's from crosses with resistant donors (Araguaia, Basmati-370 and Ramtulasi) were compared in the R2 (plants from self-pollinated seed from primary R1 regenerants) and R3 generations in the greenhouse and field for blast resistance. In the greenhouse the R2 plants and R3 lines were inoculated with the races IB-1 and IB-9 of Pyricularia grisea. The frequency of plants resistant to both races ranged from 16 to 42% in the F1 derived somaclones, whereas no resistant plant was recovered from the susceptible parents when inoculated with IB-1. The means of the leaf blast rating of R2 and R3 populations of F1's were significantly lower than those derived from susceptible parents. Similar results were obtained in field trials. However, the performance of the F1 derived somaclones varied depending on the resistant donor parent. In field trials, the mean visual ratings for leaf blast of regenerants from F1 derived R2 and R3 populations were significantly lower than those regenerants derived from the parental genotypes Maratelli and Basmati-370.Somaclones derivados de panículas imaturas das cultivares de arroz Bluebelle e Maratelli suscetíveis à brusone, e seus respectivos F1's de cruzamentos com doadores de resistência (Araguaia, Basmati-370 e Ramtulasi) foram comparados em R2 (plantas obtidas de autofecundação de sementes de regenerantes primários) e na geração R3, em casa de vegetação e no campo com relação à resistência à brusone. Em casa de vegetação, as plantas R2 e linhas R3 foram infectadas com as raças IB-1 e IB-9 de Pyricularia grisea. A freqüência de plantas resistentes a ambas raças variou de 16 a 42% nos somaclones derivados de F1's, enquanto nenhuma planta resistente foi encontrada nos pais suscetíveis quando inoculados com a raça IB-1. As médias de notas de brusone nas folhas das populações R2 e R3 foram significativamente menores do que as derivadas dos pais suscetíveis. Resultados semelhantes foram obtidos nos experimentos de campo. Contudo, o comportamento dos somaclones derivados de F1 variou dependendo do pai doador de resistência. Nos experimentos de campo, as médias de notas visuais de brusone nas folhas dos regenerantes derivados de F1 das populações R2 e R3 foram significativamente menores do que os regenerantes derivados dos genótipos Maratelli e Basmati-370

Estimativa de danos causados pela brusone na produtividade de arroz de terras altas

The objectives of this work were to determine rice grain yield losses caused by blast (Pyricularia grisea) and to establish the relationships between blast severity and some yield components. Two field experiments were carried out, on cerrado soil, with and without supplementary irrigation, with upland rice cultivars (Bonança, Canastra, Caiapó and Primavera) improved for superior grain quality. Multiple regression procedure was utilized including leaf and panicle blast severities as independent variables and grain yield as dependent variable, for estimating yield losses. The leaf blast severity did not contribute to the variation in grain yield, in the experiment with supplementary irrigation. In the experiment without irrigation, the average yield loss of four cultivars, estimated on the basis of regression equation was 59.6%, considering the mean leaf and panicle blast severities of 33.6% and 49.9%, respectively. The estimated loss in biomass due to leaf blast was 28.6%. The relationship between panicle blast and percentage of empty spikelets was positive and linear, resulting in 5.0% and 43.9% loss, in experiments with and without supplementary irrigation, respectively. Panicle blast reduced 100-grain mass by 5.9% in experiment with irrigation and 47.8% without irrigation.Este trabalho teve como objetivos determinar as perdas na produtividade de arroz causadas pela brusone (Pyricularia grisea) e estabelecer as relações entre a severidade da doença e alguns componentes de produtividade, nas condições naturais de infecção no campo. Foram realizados dois experimentos em solos de cerrado, com e sem irrigação suplementar, com as cultivares melhoradas de arroz de terras altas (Bonança, Canastra, Caiapó e Primavera). O método de regressão múltipla foi utilizado, incluindo severidade de brusone nas folhas e de brusone nas panículas como variáveis independentes e produtividade como variável dependente, para estimativa das perdas na produtividade. No experimento com irrigação suplementar, a severidade de brusone nas folhas não contribuiu para variação da produtividade. No experimento sem irrigação, a perda média na produtividade das quatro cultivares, estimada com base na equação de regressão, foi de 59,6%, considerando as médias de 33,6% e 49,9% de brusone nas folhas e panículas, respectivamente. A perda estimada em biomassa, causada pela brusone nas folhas, foi de 28,6%. As relações entre severidade de brusone nas panículas e a porcentagem de espiguetas vazias foram lineares e positivas e resultaram em 5,0% e 43,9% de perdas, nos experimentos com e sem irrigação, respectivamente. A brusone nas panículas reduziu a massa de 100 grãos em 5,9% no experimento irrigado e em 47,8% no experimento não irrigado

Tagging microsatellite marker to a blast resistance gene in the irrigated rice cultivar Cica-8

The rice cultivar Cica-8 exhibit differential reaction to several pathotypes of Magnaporthe oryzae. The objective of the present investigation was to determine the number of alleles involved in the expression of resistance to leaf blast and identify microsatellite markers linked to these alleles. A cross between cultivar Metica-1 and Cica-8 susceptible and resistant, respectively, to pathotype IB-1 (Py1049) was made to obtain F1, F2, BC1:1 and BC1:2 progenies. Greenhouse tests for leaf blast reaction showed that resistance is controlled by a monogenic dominant gene. For testing microsatellite markers, DNA of both resistant and susceptible parents and F1 and F2 populations was extracted. As expected for single dominant gene the F2 populations segregated at a ratio of 3:1. Of the 11 microsatellite markers tested, one marker RM 7102 was found to be closely linked to the resistant allele at a distance of 2.7 cM, in the cultivar Cica-8 to pathotype IB-1

Variantes somaclonais da cultivar de arroz Bluebelle resistentes à brusone

Rice blast, caused by Pyricularia grisea, is the major yield constraint in irrigated rice mainly in the State of Tocantins. The detection of genetic variability for blast resistance in susceptible cultivars such as Bluebelle, considered as a standard for superior grain quality, was the main objective of the present investigation. The adopted procedure included the induction of callus from the immature panicles, regeneration, evaluation and selection of R2 plants for blast resistance. The same procedure was repeated using three selected R2 plants. The disease assessment and selection of blast resistant plants were done in R2 and R4 generations in blast nursery. In greenhouse tests with three isolates obtained from the cultivar Metica-1 belonging to pathotypes IB-41 and IB-45 of P. grisea, all of the 47 somaclones R6 were resistant. They showed differential reaction to five isolates of somaclones and were resistant to one isolate derived from cultivar Bluebelle, while cultivar Bluebelle was susceptible to all isolates. These results indicated genetic variation for blast resistance in second step of induction and regeneration of plants. Of these 47 somaclones R6, 22 showed a high degree of vertical resistance in blast nursery tests conducted at four locations and can be utilized as new blast resistant sources.A brusone, causada por Pyricularia grisea, constitui fator limitante da produtividade do arroz irrigado, principalmente no Estado do Tocantins. A detecção de variabilidade genética quanto à resistência à brusone em cultivares suscetíveis, como a Bluebelle, considerada uma das cultivares-padrões quanto à qualidade dos grãos, foi o principal objetivo deste trabalho. O procedimento adotado incluiu a indução de calos provenientes de panículas imaturas, regeneração, avaliação e seleção das plantas R2 resistentes à doença. O mesmo procedimento foi utilizado para nova indução de calos e regeneração de plantas a partir de três plantas R2 selecionadas. Foi realizada a avaliação e a seleção de plantas resistentes nas gerações R2 e R4 em viveiro de brusone. Nos testes realizados em casa de vegetação com três isolados coletados da cultivar Metica-1, pertencentes aos patótipos IB-41 e IB-45 de P. grisea, todos os 47 somaclones R6 foram resistentes. Por outro lado, os somaclones apresentaram reações diferenciais frente a cinco isolados provenientes de somaclones da cultivar Bluebelle, e resistência a um isolado proveniente da cultivar Bluebelle, enquanto a cultivar Bluebelle foi suscetível a todos os isolados. Estes resultados indicaram variação genética no que diz respeito à resistência à brusone, na segunda fase de indução de calos e na regeneração de plantas. Dos 47 somaclones R6, 22 apresentaram alto grau de resistência vertical nos testes conduzidos nos viveiros de brusone em quatro locais, e poderão ser utilizados como novas fontes de resistência

Chemical control of upland rice blast: effects on fungi not targeted by phylloplane

Upland rice blast significantly affects yield, requiring one or two fungicides applications to control it. However, the effect of fungicides on beneficial fungi and on fungi not targeted by rice phylloplane are unknown. This study aimed to evaluate the effect of fungicides on panicle blast control, on fungi not targeted by rice phylloplane, and to study the antibiosis of fungi not targeted by M. oryzae. A field experiment was conducted by using two cultivars (Primavera and Bonança), four fungicides (trifloxistrobina + propiconazol, azoxistrobina, tebuconazol, and triciclazol) and a control, with a randomized blocks design, in a split-plot scheme, and four replications. The panicle blast severity, leaf chlorophyll content, number of colony-forming units cm-² of leaf area, and antibiosis were assessed. The Primavera cultivar showed higher panicle blast severity than Bonança. The fungicides azoxistrobina and trifloxistrobina + propiconazol significantly differed from the control, showing the lowest panicle blast severities. The fungicides did not affect the chlorophyll content, but differences were noticed between the cultivars. The fungicides tebuconazol, trifloxistrobina + propiconazol, and azoxistrobina significantly reduced the phylloplane fungi, concerning the control. The triciclazol did not differ from the control, showing the highest number of colony-forming units cm-² of leaf area. Among the four fungi tested, only Epicoccum sp. showed antagonism to M. oryzae

Antibiose de fungos do filoplano de plantas de arroz a Magnaporthe oryzae

A brusone nas folhas (Magnaporthe oryzae) causa perdas indiretas e significativas de produtividade. As folhas de arroz são habitadas por diversos micro-organismos, incluindo fungos não fitopatogênicos importantes para o controle biológico. Objetivando selecionar os fungos do filoplano de plantas de arroz, foi realizado um experimento de campo com a cultivar Aimoré em sistema orgânico implantado sob plantio direto e convencional com quatro coberturas (crotalária, guandu, sorgo e mucuna) e pousio em quatro repetições. Foram coletadas três folhas de arroz por parcela, 70 dias após o plantio, para quantificar os fungos presentes no filoplano. Do terço médio da folha foram retirados fragmentos de 5 cm e a superfície adaxial foi pressionada sobre o meio de cultura BDA. Após 72 h, avaliou-se o número de unidades formadoras de colônia.cm-2. A antibiose foi avaliada utilizando o método da cultura pareada. Foram identificados 15 fungos, dos quais, os mais frequentes no plantio direto foram Sporobolomyces sp., Phoma sp. e Fusarium sp., e no convencional, Sporobolomyces sp., Phoma sp., Penicillium sp. e Cephalosporium sp. O número de unidades formadoras de colônia.cm-2 foi significativamente maior no sistema plantio direto do que no convencional (P < 0,037). Dos 15 fungos identificados, Epicoccum sp. e Sporobolomyces sp. foram antagonistas a M. oryzae

Efficiency of a new Waitea circinata extract against rice pathogens.

Waitea circinata (Warcup & Talbot) is an orchid antagonist mycorrhizal fungus with biocontrol potential against rice pathogens. This study aimed to optimize the extraction method, obtain a new extract and evaluate its efficiency against rice pathogens in vitro and in vivo, as well as to compare it with other extraction methods and W. circinata. The extracts were obtained and screened for in vitro growth inhibition against the pathogens Cochliobolus miyabeanus, Monographella albescens and Sarocladium oryzae, using the following extracts: mycelial, crude, lyophilized and mycelial mass. An additional in vitro assay was performed with the principal rice pathogen (Magnaporthe oryzae), in order to evaluate the conidial germination and appressorium formation. Based on this evaluation, the lyophilized and mycelial mass extracts were tested in vivo against rice blast (M. oryzae) and compared to the W. circinata mycelial suspension, in different application forms (simultaneous and previous). The mycelial mass extract inhibited all the pathogens, and the crude and lyophilized extracts inhibited C. miyabeanus and M. albescens, respectively. The mycelial mass extract inhibited the M. oryzae conidial germination and appressorium formation by 80 %, and the simultaneous and previous applications suppressed the rice blast by 94 %. These results indicate that the new extract can be used to control rice pathogens