Effects of phosphite in Pinus radiata-Fusarium circinatum interaction

Abstract

O cancro resinoso, provocado pelo fungo Fusarium circinatum, é uma doença que afeta Pinus spp. e Pseudotsuga menziesii em todo o mundo e está sujeita a medidas de quarentena. Caracteriza-se pela formação de grandes cancros resinosos que rodeiam rebentos, ramos e troncos e levam à morte do hospedeiro. Até à data não existem meios para o controlo da doença e, com a crescente necessidade de reduzir o uso de fungicidas, outras abordagens devem ser estudadas. Um método para o controlo de doenças fitopatogénicas passa pela indução da resistência do hospedeiro, através do pré-tratamento de plantas com compostos químicos ou de origem biológica que estimulam as defesas. O fosfito (Phi) é um sal inorgânico que apresenta a capacidade de indução da resistência e uma potencial estratégia mais amiga do ambiente. Neste estudo, a utilização do fosfito de potássio (KPhi) na redução do desenvolvimento dos sintomas da doença do cancro resinoso, assim como os seus efeitos no crescimento do fungo, foram estudados em diferentes concentrações. Numa primeira fase, colónias de F. circinatum foram crescidas em PDA suplementado com Phi (0%, 1% e 4%) para avaliação do seu efeito no crescimento radial. Posteriormente foram estudados os efeitos da aplicação foliar de Phi (0%, 1% e 4%) em plântulas de Pinus radiata, inoculadas e não inoculadas. A taxa de sobrevivência e a performance fisiológica (potencial hídrico, trocas gasosas e performance fotoquímica, pigmentos, peroxidação lipídica, libertação de eletrólitos, prolina e carbohidratos) foram avaliados. Os resultados mostram que aplicação de Phi atrasa o desenvolvimento dos sintomas de doença numa forma dependente da concentração de Phi, em semelhança ao observado relativamente à inibição do crescimento do micélio in vitro. Alterações fisiológicas ao nível da prolina e carbohidratos, peroxidação lipídica e trocas gasosas foram observadas. A aplicação de Phi apresenta-se como uma potencial alternativa viável na gestão da doença do cancro resinoso.

The pitch canker, caused by the fungus Fusarium circinatum, is a disease under quarantine measures affecting Pinus spp. and Pseudotsuga menziesii worldwide. Characterized by the formation of large resinous cankers that girdle shoots, branches, and trunks, leads to the death of the host. To date, there are no means for the control of the pitch canker and, with the growing need to reduce the use of fungicides, another approaches must be studied. A method for the control of phytopathogenic diseases is the enhancement of host resistance, through pre-treatment of seedlings with chemicals or biologically derived compounds that stimulate defense responses. Phosphite (Phi) is an inorganic salt with the capability of inducing host resistance and presents an approach more environmentally friendly. In this study, the ability of potassium phosphite (KPhi) in delaying the pitch canker symptom development, as well as its effects in fungal growth, were studied at different concentrations. In a first phase, F. circinatum colonies were grown in PDA medium supplemented with Phi (0%, 1% and 4%) to evaluation in the radial growth of the fungus. Posteriorly, were studied the effects of foliar application of Phi (0%, 1% and 4%) in Pinus radiata seedlings, inoculated and non-inoculated. Survival and physiological performance (water potential, gas exchange and photochemical performance, pigments, lipid peroxidation, electrolyte leakage, proline and carbohydrates) were assessed. Results showed that Phi application delayed disease symptoms in a dose dependent manner similarly to what was observed in mycelial growth inhibition during in vitro assays. Physiological alterations in proline, carbohydrates, lipid peroxidation and gas exchange parameters were observed. Thus, Phi application presents a potential viable alternative to the management of the pitch canker disease.