Development of quantitative detection method for Meloidogyne incognita by qPCR / Desenvolvimento do método de detecção quantitativo para Meloidogyne incognita por qPCR

The root-knot nematode (Meloidogyne spp.) is the most important plant-parasitic nematode genus, they are the most common and destructive pathogens in this group. They produce some of the most drastic symptoms in plants and can significantly reduce the yield of crops. In order to achieve deploy an efficient method of plant-parasitic nematode management, is necessary an identification and quantification accurate and reliable of plant-parasitic nematodes. The aim of this study was to analyze samples in qPCR to detect and quantify M. incognita, in the field samples, comparing different methods of extraction of DNA and its efficacy in establishing the number of individuals. For this purpose the effectiveness of different DNA methods of extraction was compared through the values of CT intervals. For standard curve and method comparisons, we used nematodes multiplied in a greenhouse and carefully separated in the specific quantities of the experiments. For the number of individuals experiment field samples previously counted under an optical microscope were used. The DNA extraction was made from 100 nematodes by the methods: CTAB, Phenol: Chloroform and commercial kit (PureLink® Genomic DNA Kit, Invitrogen). In the comparative analysis using the three methods of DNA extracting from 100 nematodes, it was observed that commercial kit and CTAB methods obtained CT values similar. The CTAB method of extraction, showed less variation in the repeats and greater linearity of standard curve in comparison with other methods tested. So, it was possible to quantify the samples through the CT value intervals, established from different numbers of individuals (1, 10, 25, 100, 250, 500 and 750), in field samples. This study demonstrated that qPCR technique is an alternative sensitive and reliable for the quantification of M. incognita to support laboratories of diagnose and field survey.

Os nematoides-das-galhas (Meloidogyne spp.) é o gênero de fitonematoide mais importante, são os patógenos mais comuns e destrutivos deste grupo. Eles produzem alguns dos sintomas mais drásticos nas plantas e podem reduzir significativamente o rendimento das culturas. Para conseguir implantar um método eficiente de manejo de nematoides parasitas de plantas, é necessária a identificação e quantificação precisa e confiável dos fitonematoides. O objetivo deste estudo foi analisar amostras em qPCR para detectar e quantificar M. incognita, em amostras de campo, comparando diferentes métodos de extração do DNA e sua eficácia no estabelecimento do número de indivíduos. Para este propósito, a eficácia de diferentes métodos de extração de DNA foi comparada através dos valores dos intervalos de Ct. Para comparações padrão de curvas e métodos, usamos nematoides multiplicados em casa de vegetação e cuidadosamente separados nas quantidades específicas dos experimentos. Para o número de indivíduos, foram utilizadas amostras de campo previamente contadas sob um microscópio óptico. A extração de DNA foi realizada a partir de 100 nematoides, pelos métodos: CTAB, Phenol: Clorofórmio e kit comercial (PureLink® Genomic DNA Kit, Invitrogen). Na análise comparativa utilizando os três métodos de extração de DNA a partir de 100 nematoides, observou-se que o kit comercial e os métodos de CTAB obtiveram valores de CT semelhantes. O método de extração CTAB apresentou menor variação nas repetições e maior linearidade da curva padrão em comparação com os demais métodos testados. O coeficiente de correlação (R2) da curva padrão foi de 0,98 indicando uma relação linear entre o valor de Ct e a quantidade de padrões de DNA variando de 90 a 0,00009 ng.µL-1. Assim, foi possível quantificar as amostras através dos intervalos de valores de CT, estabelecidos a partir de diferentes números de indivíduos (1, 10, 25, 100, 250, 500 e 750), em amostras de campo. Este estudo demonstrou que a técnica de qPCR é uma alternativa sensível e confiável para a quantificação de M. incognita, para apoiar laboratórios de diagnóstico e levantamentos de campo.

Morphological, biochemical, and molecular characterization of Meloidogyne spp. populations from Brazilian soybean production regions / Caracterização morfológica, bioquímica e molecular de populações de Meloidogyne spp. de regiões brasileiras produtoras de soja

ABSTRACT: Soybean is a commodity of great economic importance worldwide, particularly in Brazil, world’s second largest producer. Nematodes, especially those of the Meloidogyne genus, severely limit productivity. Identification of nematode species is important for effective soybean management. Here, 26 populations of root-knot nematode (Meloidogyne spp.) from 15 municipalities in the states of Bahia, Mato Grosso, Goias, and Minas Gerais were characterized based on the morphology of the female perineal region, esterase profile, and identification based on amplification of specific regions of the population genome. Among the Meloidogyne spp. populations obtained, M. incognita and M. javanica, were identified. No mixed populations were present in the samples. Diagnosis based on molecular analysis was shown to be reliable and the fastest for characterization of nematode populations compared to other methods analyzed.

RESUMO: A soja é uma commodity de grande importância econômica em todo mundo, especialmente no Brasil, segundo maior produtor mundial. Os nematoides, em especial os do gênero Meloidogyne, causam grandes limitações na produtividade. A identificação das espécies de nematoides é uma informação importante para o manejo adequado. Neste trabalho, 26 populações do nematoide das galhas (Meloidogyne spp.), provenientes de municípios do estado da Bahia, Mato Grosso, Goiás e de Minas Gerais, foram caracterizados com base na morfologia da região perineal das fêmeas de Meloidogyne spp., seu perfil de esterase e identificação baseada em amplificação de regiões específicas do genoma dessas populações. Entre as populações de Meloidogyne spp. obtidas, identificou-se M. incognita e M. javanica. Não houve presença de populações mistas nas amostras analisadas. O diagnóstico baseado em análise molecular se mostrou mais rápido e confiável comparado ás outras análises.

BEAUVERIA BASSIANA: quercetinase production and genetic diversity

Beauveria bassiana genetic diversity and ability to synthesize quercetin 2,3-dioxygenase (quercetinase) were analyzed. B. bassiana isolates, obtained from Brazilian soil samples, produced quercetinase after induction using 0.5 g/L quercetin. B. bassiana ATCC 7159 (29.6 nmol/mL/min) and isolate IP 11 (27.5 nmol/ml/min) showed the best performances and IP 3a (9.5 nmol/mL/min) presented the lowest level of quercetinase activity in the culture supernatant. A high level of polymorphism was detected by random amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis. The use of internal-transcribed-spacer ribosomal region restriction fragment length polymorphism (ITS-RFLP) did not reveal characteristic markers to differentiate isolates. However, the ITS1-5.8S-ITS2 region sequence analysis provided more information on polymorphism among the isolates, allowing them to be clustered by relative similarity into three large groups. Correlation was tested according to the Person's correlation. Data of our studies showed, that lower associations among groups, level of quercetinase production, or geographical origin could be observed. This study presents the production of a novel biocatalyst by B. bassiana and suggests the possible industrial application of this fungal species in large-scale biotechnological manufacture of quercetinase.