Diversidade genética e fenotípica da interação videira e a podridão da uva madura

Abstract

A podridão da uva madura, causada por diversas espécies de Colletotrichum, é uma das principais doenças que afetam a cultura da videira, sobretudo em regiões de clima quente e úmido. Este patógeno compromete diretamente a qualidade das uvas e dos vinhos, sendo considerado um dos principais desafios pelos viticultores, especialmente quando a colheita é antecipada ou postergada visando evitar ou minimizar os danos da doença. A utilização de fungicidas tem se mostrado ineficiente a longo prazo, em razão da crescente resistência dos patógenos e das restrições aos insumos químicos nos sistemas produtivos. Nesse contexto, torna-se imprescindível o investimento em pesquisas básicas e em programas de melhoramento genético voltados ao desenvolvimento de variedades que aliem resistência às doenças e qualidade enológica. A presente tese teve como objetivo geral identificar e analisar as espécies de Colletotrichum spp. associadas à podridão da uva madura, bem como caracterizar os cachos e as bagas de diferentes genótipos de videira e suas respostas fisiológicas e morfológicas frente à infecção. Foram realizados ensaios de campo em três localidades de Santa Catarina (Curitibanos, Videira e São Joaquim) ao longo de três safras consecutivas (2018/2019 a 2020/2021), com 15 cultivares e 6 seleções avançadas. Adicionalmente, foram coletados 327 isolados de Colletotrichum em 15 municípios de SC e em áreas do RS e PR. Esses isolados foram identificados por características morfológicas e por análise filogenética (ML) com sequências concatenadas de múltiplos marcadores, revelando que a diversidade genética está vinculada aos agrupamentos nos complexos acutatum e gloeosporioides, com suporte robusto de bootstrap. Ensaios adicionais avaliaram o crescimento micelial in vitro, a firmeza e resistência mecânica das bagas, a espessura da casca, as propriedades morfoanatômicas da epiderme e da cera, e a concentração de antocianinas e polifenóis. Análises estatísticas (modelo BLUP e regressão polinomial) revelaram correlação positiva entre peso dos cachos e severidade da doença, e tendência à maior resistência em variedades com maior acidez e resistência à ruptura da casca. Também foi evidenciado que variedades como Regent e Prior acumulam altos níveis de polifenóis como resposta à infecção, enquanto outras, como Bronner e Felicia, apresentam resistência por mecanismos morfofísicos. Os resultados demonstram a existência de variabilidade genética inter-específica e fenotípica nos agentes causadores da podridão da uva madura e fornecem subsídios valiosos para programas de manejo da doença e melhoramento de videiras adaptadas às condições brasileiras. A integração de dados moleculares, fisiológicos e anatômicos permitiu avanços significativos na compreensão da interação planta-patógeno e contribui para o desenvolvimento de uma vitivinicultura mais sustentável e tecnicamente eficiente.

Abstract: Grape ripe rot, caused by various species of Colletotrichum, is one of the main diseases affecting grapevine cultivation, especially in warm and humid regions. This pathogen directly compromises grape and wine quality and is considered a major concern by growers, particularly when harvest must be anticipated or delayed mitigating disease impact. The use of fungicides has proven to be ineffective in the long term due to increasing pathogen resistance and growing restrictions on chemically intensive production systems because of environmental and human health concerns. Therefore, it is essential to invest in basic research and breeding programs aimed at developing grapevine cultivars that combine disease resistance with high enological quality. The general objective of this thesis was to identify and analyze the species of Colletotrichum spp. associated with ripe rot and to characterize cluster and berry traits as well as the genotypic responses of different grapevine genotypes to pathogen infection. Field trials were conducted across three growing seasons (2018/2019 to 2020/2021) in three locations in Santa Catarina (Curitibanos, Videira, and São Joaquim), evaluating 15 cultivars and 6 advanced selections. Additionally, 327 Colletotrichum isolates were collected from vineyards in 15 municipalities in SC and from areas in RS and PR. These isolates were identified based on morphological characteristics and phylogenetic analysis (ML) using concatenated multilocus sequences, revealing clear clustering assigned to the acutatum and gloeosporioides complexes with strong bootstrap support. Additional experiments included in vitro mycelial growth assessment, berry skin firmness and rupture resistance, skin thickness, morpho-anatomical characteristics of the epidermis and wax layer, and the quantification of anthocyanins and polyphenols. Statistical analyses (BLUP model and polynomial regression) showed a positive correlation between cluster weight and disease severity, and a tendency for greater resistance in cultivars with higher acidity and skin resistance. Notably, cultivars like Regent and Prior accumulated high levels of polyphenols in response to infection, while others, such as Bronner and Felicia, appeared to rely on physical or anatomical resistance mechanisms. The results confirm the existence of interspecific genetic and phenotypic variability in causing grape ripe rot and provide valuable data for the disease management and breeding of cultivars adapted to Brazilian conditions. The integration of molecular, physiological, and anatomical data allowed for significant advances in the understanding of plant-pathogen interactions and contributes to the development of a more sustainable and technically efficient viticulture.