Modelling propagule effects in bean white mould epidemics

Abstract

Apesar do grande número de estudos sobre doenças causadas por Sclerotiniasclerotiorum, os processos componentes do ciclo das doenças nos diferentes hospedeiros são quase sempre estudados independentemente. O ciclo das doenças causadas por Sclerotiniaé bastante complexo, e pode ser dividido em quatro fases, correspondendo a estruturas típicas do ciclo de vida do patógeno. Essas fases correspondem à formação e função biológica de quatro tipos de propágulos: (1) escleródios, (2) apotécios e ascósporos, (3) pétalas infectadas, e (4) hifas infecciosas. Um etográfico serve para sintetizar o conhecimento relevante sobre a epidemiologia de uma doença. No primeiro capítulo, versões sucessivas de um etográfico são usadas para discutir a fenomenologia do mofo-branco do feijoeiro, enfatizando as relações entre propágulos de S. sclerotiorum, os sucessivos estágios da doença e os estágios de desenvolvimento do hospedeiro. O etográfico descreve a fenomenologia do mofo-branco do feijoeiro através do exame dos vários estágios do ciclo da doença em maior detalhamento do que geralmente é apresentado, e leva em consideração a concatenação de eventos pertinente ao ciclo. O método é útil em identificar os estágios-chave do ciclo e em explicitar as relações entre os estágios da doença, os quatro tipos de propágulos e os fatores que afetam seus respectivos processos de infecção. A abordagem também é útil como primeiro passo para modelagem quantitativa do mofo-branco do feijoeiro. No capítulo 2, foram analisados os estágios sucessivos (fases das epidemias), bem como seus processos de regulação e fatores envolvidos. Foram estudadas epidemias em lavouras de feijão, em condições ambientais naturais prevalecentes no período de inverno no Brasil Central. Os conjuntos de epidemias experimentais objetivaram promover uma série de epidemias de mofo branco. Cinquenta e sete epidemias, representando uma grande variação em níveis de severidade e formas de progresso da doença foram monitorados com atenção específica para os quatro tipos de propágulos considerados. As epidemias foram analisadas por diferentes técnicas estatísticas e três grupos (A, B e C) de epidemias foram identificados. O Grupo A inclui epidemias de lento estabelecimento, desenvolvidas em uma baixa taxa de infecção e levaram a incidências e severidades finais muito baixas. As epidemias no Grupo C tiveram um início precoce, progrediram muito rapidamente com uma taxa de infecção inicialmente elevada, seguida de estabilização. As epidemias no Grupo B apresentaram um comportamento intermediário, inicialmente com baixa taxa de progresso da doença, seguido por um forte aumento da taxa de infecção da folhagem em fases posteriores. Supõe-se que a infeção planta-a-planta (infecção secundária) ocorre raramente em epidemias do grupo A devido menor frequência de contatos efetivos, resultando em um pequeno número de lesões na folhagem e baixa incidência de plantas doentes (média de 12% de incidência). Por outro lado, presume-se que, em epidemias do Grupo C, infecções planta-a-planta ocorrem com frequência, devido maior frequência de contatos efetivos, que conduz a um número muito maior de lesões e maior incidência de plantas doentes (média de 81% de plantas doentes). Portanto, mesmo considerando a relevância do inóculo primário na forma de escleródios e a subsequente formação de apotécios, o papel das infecções subsequentes por outros propágulos em epidemias de mofo-branco deve ser levado em conta. No capítulo 3 é descrita a estrutura de um modelo de epidemias de mofo-branco em feijão que enfatiza os sucessivos tipos de propágulos do patógeno e sua interação com plantas hospedeiras. Um etográfico descrevendo o ciclo de infecção em feijão mofo-branco foi desenvolvido utilizando símbolos e conceitos desenvolvidos para análise de sistemas. Em seguida um modelo simplificado foi construído utilizando o programa STELLA® 10,6 (Isee system, EUA). Em seguida, oito parâmetros do modelo foram ajustados para variar em quatro níveis. Análises de sensibilidade e métodos estatísticos foram então conduzidos a fim de identificar lacunas, quais parâmetros mais contribuem para variabilidade dos resultados e quais parâmetros são altamente correlacionados com as saídas do modelo. A análise de sensibilidade do sub-modelo de germinação de escleródios mostrou que mudanças na taxa relativa de escleródios germinados (RRGSC) causou variação na área abaixo da curva de progresso da doença (AUDPC), que foram menores do que os causados pela variação no número de inicial de escleródios (SC). A análise de sensibilidade do sub-modelo de infecção de flor mostrou que alterações nos valores da taxa relativa de senescência floral (RRFS) causou menor variação na AUDPC do que mudanças na taxa relativa de infecção floral (RRFI). No terceiro sub-modelo de simulação de infecção da folhagem de feijão, a taxa relativa de infecção primária na folhagem (RRP) teve o mais forte efeito sobre os valores AUDPC. Diferentes análises (análise de variância e análise de componentes principais) indicam que SC, RRGS, RRFI, RRP e RRS foram os parâmetros mais importantes do modelo de simulação de epidemias de mofo-branco. Três grupos de epidemias foram estabelecidas utilizando os resultados do modelo (valores de AUDPC) como um critério para a formação de grupos. Como resultados, os três grupos de epidemias foram confirmados pela análise de discriminante envolvendo uma combinação de parâmetros do modelo de simulação mofo branco. Claramente, o patossistemaPhaseolusvulgaris - Sclerotiniasclerotiorum é muito mais complexo do que o modelo teórico geral para doenças "de juros simples", mesmo que a quantidade de inóculo inicial (na forma de propágulo 1, escleródios) permaneça como um dos mais importantes parâmetros, como mostrado por análise de sensibilidade.