Comparison of Leifsonia xyli subsp. xyli molecular detection in heat-treated sugarcane setts1

Abstract

The thermotherapy of sugarcane setts is currently the primary management method for Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), in Brazil. When they are immersed, the enzymes and proteins of the bacterial cell are denatured without harming the setts buds. Due to possible escapes from detection and consequent bacterium survival to thermotherapy, what may result in asymptomatic seedlings, this study aimed to detect the Leifsonia xyli subsp. xyli bacterium in sugarcane setts using molecular techniques and different time and temperature combinations, with or without the addition of antibiotics. The conventional PCR method detected the Lxx bacterial DNA only in the positive control, consisting of a highly susceptible plant with a high bacterial concentration. Using the nested-PCR, the Lxx DNA was detected in all the treatments used. Thus, none of the treatments adopted in the thermotherapy was able to eliminate the Lxx from the setts, and the use of kasugamicin also did not eliminate the bacterium, but reduced the bacterial population in the tested treatments. These results confirm that the nested-PCR is a useful tool to detect the presence of this phytobacterium in setts that will be used as seedlings.

Identificação molecular de Leifsonia xyli subsp. xyli nas variedades RB 863129 e RB 92579 de cana-de-açúcar submetidas à termoterapia

“…Os resultados indicaram que todas as amostras submetidas ao tratamento térmico se mostraram positivas na PCR para Lxx (Figura 1), independente do tratamento utilizado, indicando que a termoterapia, apesar de largamente utilizada por ter o potencial de desnaturar as proteínas das células bacterianas (Dias, Carrer Filho & Cunha, 2019), não se mostrou eficiente para a eliminação de Lxx e controle do raquitismo-da-soqueira. Isso pode ser devido às temperaturas consideradas baixas para penetração de calor no interior do rebolo, insuficientes, portanto, para a eliminação do microrganismo endofítico.…”

“…Neste estudo, a PCR convencional mostrou alta sensibilidade na detecção de DNA de Lxx a partir de folhas jovens (50 dias) de cana-deaçúcar submetida aos tratamentos, ao contrário do que foi observado por Dias, Carrer Filho & Cunha (2019), que obteve resultados falso negativos por este método quando extraiu o DNA a partir do fluido vascular de cana-de-açúcar após nove meses de cultivo em campo. Isso mostra que a fonte do material biológico a ser testado e o tempo de vida da planta podem influenciar na eficiência da diagnose e são fatores que devem ser levados em consideração na escolha do método mais adequado de análise.…”

“…O raquitismo-de-soqueira (RSD), causado pela bactéria Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx) é considerada a principal patologia em cana-deaçúcar, sendo responsável por perdas na produção que podem exceder 50%, a depender da concentração do patógeno nos vasos condutores da planta (Dias, Carrer Filho & Cunha, 2019).…”

“…Como se trata de uma doença que se dissemina no campo, através do contato de plantas sadias com o fluido vascular de plantas infectadas, os métodos de controle incluem a desinfestação de instrumentos de corte e técnicas de manejo como o tratamento térmico dos rebolos antes do plantio e o cultivo in vitro a partir de meristemas (Dias, Carrer Filho & Cunha, 2019;Garcia et al, 2019;Hoy et al, 2003;Sandhu et al, 2009).…”

Effect of thermotherapy, Leifsonia xyli subsp. xyli titres, sugarcane genotype and diagnostic techniques on ratoon stunt control in Brazil

“…Two combinations of thermotherapy are employed in Brazil: a hot water treatment (HWT) at 50°C/2 h (Matsuoka, 1984) and 52°C/30 min (Sanguino et al, 1988). HWT efficacy showed inconsistent results as Lxx was still detected after 52°C/30 min treatment by serology (Fernandes Jr et al, 2010), by quantitative PCR (qPCR) (Carvalho et al, 2016) or nested PCR (Dias et al, 2019). On the other hand, Lxx was not detected after the same HWT, either by microscopically (Sanguino et al, 1988) or conventional PCR methods (Dias et al, 2019).…”