Insights into Colletotrichum spp. causing anthracnose on strawberry: molecular and pathogenic characterization and transcriptomic analysis during hemibiotrophic colonization

Abstract

A produção de morango (Fragaria × ananassa) enfrenta desafios significativos devido à antracnose, causada por espécies de Colletotrichum, que afetam diversas partes da planta e comprometem a produtividade. Este estudo investiga a diversidade molecular, morfocultural e patogênica de espécies de Colletotrichum associadas a antracnose do morangueiro em Santa Catarina, Brasil, e explora as respostas transcriptômicas de cultivares resistentes e suscetíveis durante a colonização hemibiotrófica por C. nymphaeae. Para a caracterização dos isolados, foram realizadas análises morfocultural e filogenética (multilocus), testes de patogenicidade e avaliação da atividade enzimática. Os resultados demonstraram a presença de C. nymphaeae, C. siamense e C. karstii, com variações na morfologia, agressividade e produção enzimática. Além disso, análises transcriptômicas comparativas revelaram genes diferencialmente expressos em cultivares resistentes e suscetíveis inoculadas com C. nymphaeae, destacando vias regulatórias associadas à defesa do hospedeiro. O estudo contribui para a compreensão da interação patógeno-hospedeiro e para o desenvolvimento de estratégias de manejo integrado para reduzir os impactos da antracnose na cultura do morango.

Abstract: Strawberry (Fragaria × ananassa) production faces significant challenges due to anthracnose, caused by Colletotrichum species, which affect various plant tissues and compromise yield. This study investigates the molecular, morphocultural, and pathogenic diversity of Colletotrichum species associated with strawberry anthracnose in Santa Catarina, Brazil, and explores the transcriptomic responses of resistant and susceptible cultivars during the hemibiotrophic colonization by C. nymphaeae. The isolates were characterized through morphocultural and multilocus phylogenetic analyses, pathogenicity assays, and enzymatic activity evaluations. The results revealed the presence of C. nymphaeae, C. siamense, and C. karstii, with variations in morphology, aggressiveness, and enzymatic production. Furthermore, comparative transcriptomic analyses identified differentially expressed genes in resistant and susceptible cultivars inoculated with C. nymphaeae, highlighting regulatory pathways associated with host defense. This study contributes to the understanding of pathogen-host interactions and supports the development of integrated management strategies to mitigate the impact of anthracnose on strawberry production.