Avaliação do estado fitossanitário e correlação com caraterísticas fenológicas de Quercus spp. em ambiente urbano e periurbano

Abstract

Cada vez mais se torna evidente a importância das várias espécies do género Quercus existentes em Portugal, seja pelo seu papel ecológico enquanto espécies-chave nos ecossitemas como os montados, onde são essenciais para a preservação de espécies ameaçadas que dependem desses mesmos ecossitemas, seja pela sua importãncia cultural e económica enquanto fonte de matéria prima e produtos de exportação. As várias espécies de carvalho existentes em Portugal são atacadas por vários patógenos e pragas, desde insetos a microfungos que causam prejuízos importantes. O trabalho aqui desenvolvido visou identificar as espécies de carvalho amostradas e avaliar alguns dos seus atributos funcionais, bem como caracterizar a variabilidade de microfungos presente na porção aérea das mesmas, identificando possíveis patógenos do género Quercus na zona urbana e periurbana da cidade de Coimbra. Nesta área, foram selecionadas 8 zonas representativas (4 urbanas e 4 periurbanas) onde foram feitas as amostragens para o estudo. Em cada zona foram selecionados aleatoriamente 5 espécimes cuja posição foi georeferenciada e de cada um foi feita uma colheita de material vegetal da porção aérea, incluindo folhas, ramos e casca. Do material recolhido, foram seleccionadas aleatoriamente 50 folhas por espécime para análise de cada atributo funcional, nomeadamente área foliar (Leaf Area - LA), área foliar específica (Specific Leaf Area - SLA) e conteúdo foliar de massa seca (Leaf Dry-Matter Content - LDMC). A análise do LDMC foi feita realizando pesagens de cada uma das 50 folhas, logo após a colheita e após secagem ao ar. A análise de LA foi feita utilizando um scanner digital e o software open source ImageJ, sendo depois o valor utilizado para calcular SLA. Os dados recollhidos foram depois tratados estatisticamente por espécime e por zona. A identificação das espécies amostradas foi feita utilizando uma chave dicotómica. Para avaliar a variabilidade de microfungos, foram recolhidos, do material vegetal amostrado, pequenos fragmentos de folhas, ramos e casca. Estes foram submetidos a uma esterilização superficial com hipoclorito de sódio a 2% tendo sido posteriormente inoculados em PDA (Potato Dextrose Agar) e incubados a 25ºC durante 5 dias. As culturas resultantes foram repicadas para PDA e incubadas a 25ºC até estarem completamente desenvolvidas. Para se proceder à identificação das espécies de microfungos, foi extraído o DNA de cada colónia pura tendo este sido depois amplificado por PCR (Polimerase Chain Reaction) utilizando primersespecíficos para fungos para a região ITS. A verificação do sucesso de cada amplificação foi feita através de uma eletroforese em gel de agarose. Os produtos de PCR foram depois sequenciados. Com as sequências obtidas foram realizados BLASTs em bases de dados online. Foram isoladas, e sequenciadas 109 amostras da região ITS que resultaram em 52 espécies de microfungos no total, 42 presentes na zona urbana e 37 presentes na zona periurbana de Coimbra. Destas 52 espécies, foram identificados 3 patógenos conhecidos do género Quercus, os microfungos Amphiporthe leiphaemia, responsável pela doença conhecida como antracnose dos carvalhos, Biscogniauxia mediterranea, responsável pela doença conhecida como carvão do entrecasco e Tubakia dryina, responsável pela doença conhecida como oak-leaf spot. Foram também encontrados outros patógenos vegetais que não afetam diretamente o género. Toda a informação recolhida neste trabalho vai ser utilizada para criar uma base de informação no software open source Quantum GIS completa com georeferenciação das zonas e indivíduos amostrados.

Each day, the importance of the several species of the genus Quercus that exist in Portugal becomes clearer, either by its ecological role as a keystone species in ecosystems such as the montado where they are essential for the preservation of endangered species that depend on these same ecosytems, or by their cultural and economical significance as a source of raw materials and exportation products. The several species of oak that exist in Portugal are attacked by many pathogens and pests, from insects to microfungi which can cause significant losses. The purpose of this research was to identify the oak species from which samples were gathered and to evaluate several of its functional attributes as well as characterize the microfungal variability in the aerial portion of those same trees, thus identifying possible pathogens of the genus in the urban and peri-urban areas in the Coimbra region. In this region, 8 representative areas were selected (4 urban and 4 peri-urban) for sampling. In each area, 5 specimens were randomly selected and their position was georeferenced. From each of those 5 specimens, a sampling was collected of the aerial portion of the tree including leaves, branches and bark. Of the sampled material, 50 leaves of each specimen were randomly selected to analyse each of the functional attributes, namely leaf area (LA), Specific Leaf Area (SLA) and Leaf Dry-Mass Content (LDMC). The analysis of LDMC in leaves was performed by weighing each of the 50 leaves right after the sampling process and after air drying. The analysis of LA was performed using a digital scanner and the open source software ImageJ, the value was then used to calculate SLA. All the data was then converted in tables and statistical analysis was performed by specimen and by area. The identification of the sampled oak species was done using an identification key. To assess the microfungal variability, small fragments of leaves, branches and bark were selected from the plant material gathered. These were then surface sterilized using sodium hypochlorite (2%), inoculated in PDA medium and incubated for 5 days at 25ºC. The resulting cultures were moved to PDA and incubated at 25ºC until fully grown. To identify the various species of microfungi, DNA of each of the pure colonies was extracted and then amplified by PCR using fungal specific primers for the ITS region. To verify the success of each amplification, an electrophoresis in agarose gel was performed. PCRproducts were then sequenced. With the results of the sequencing, BLASTs were performed in online databases. A total of 109 ITS amplicons were isolated and sequenced. After the BLASTs, those resulted in 52 different microfungal species, 42 present in the urban areas and 37 present in the peri-urban areas of Coimbra. Of those 52 species, 3 known pathogens of the genus Quercus were identified, the microfungi Amphiporthe leiphaemia, responsible for causing the oak anthracnose disease, Biscogniauxia mediterranea, responsible for causing the oak chacoal disease and Tubakia dryina, responsible for causing the disease known as oak-leaf spot. Known pathogens of other plant species were also found but these do not affect the oak species directly. All te information gathered in this study will be used to create a database using the open source software Quantum GIS, completed with georeferencing of the various sampling areas and specimens.