Effects of microclimatic variables on the symptoms and signs onset of Moniliophthora roreri, causal agent of Moniliophthora pod rot in cacao

Abstract

Moniliophthora Pod Rot (MPR) caused by the fungus Moniliophthora roreri (Cif.) Evans et al., is one of the main limiting factors of cocoa production in Latin America. Currently insufficient information on the biology and epidemiology of the pathogen limits the development of efficient management options to control MPR. This research aims to elucidate MPR development through the following daily microclimatic variables: minimum and maximum temperatures, wetness frequency, average temperature and relative humidity in the highly susceptible cacao clone Pound-7 (incidence = 86% 2008–2013 average). A total of 55 cohorts totaling 2,268 pods of 3–10 cm length, one to two months of age, were tagged weekly. Pods were assessed throughout their lifetime, every one or two weeks, and classified in 3 different categories: healthy, diseased with no sporulation, diseased with sporulating lesions. As a first step, we used Generalized Linear Mixed Models (GLMM) to determine with no a priori the period (when and for how long) each climatic variable was better related with the appearance of symptoms and sporulation. Then the significance of the candidate variables was tested in a complete GLMM. Daily average wetness frequency from day 14 to day 1, before tagging, and daily average maximum temperature from day 4 to day 21, after tagging, were the most explanatory variables of the symptoms appearance. The former was positively linked with the symptoms appearance when the latter exhibited a maximum at 30°C. The most important variables influencing sporulation were daily average minimum temperature from day 35 to day 58 and daily average maximum temperature from day 37 to day 48, both after tagging. Minimum temperature was negatively linked with the sporulation while maximum temperature was positively linked. Results indicated that the fungal microclimatic requirements vary from the early to the late cycle stages, possibly due to the pathogen’s long latent period. This information is valuable for development of new conceptual models for MPR and improvement of control methods.

Distribución potencial y nicho fundamental de Moniliophthora spp en cacao de América y África

“…En zonas con promedio de lluvias de 1000 a 1200 mm durante los tres meses del año más calientes, las probabilidades de ocurrencia de Mr son mayores, lo cual también estaría relacionado con los tiempos en los cuales se inicia un nuevo ciclo de infección secundaria. En la fase biótrofa del hongo, la espora requiere frecuencias de humedad relativas altas para germinar, principalmente durante los primeros estadios de crecimiento de los frutos jóvenes del cacao (chireles o pepinos) o mazorcas en desarrollo (entre los 0 y 10 cm de longitud) (Leandro-Muñoz et al, 2017).…”

“…Un mayor porcentaje de isotermia (aprox. 100 %) puede influir positivamente en la probabilidad de presencia (0,8) de Mr. La isotermia es una medida de las condiciones de temperatura estables y homogéneas durante los meses del año de una región, y esta variable podría influir en la fase intermedia biotrófica del hongo e inicial de la necrotrófica, en las cuales el hongo necesita una temperatura relativamente constante durante el crecimiento micelial en el interior del fruto y su posterior proceso de esporulación externa (Leandro-Muñoz et al, 2017).…”

“…El principal factor limitante de la producción de cacao en Brasil es la escoba de bruja, mientras que, en los países suramericanos como Colombia, Ecuador y Perú, y en países del centro como Costa Rica y México, la principal causa de pérdida es la moniliasis. En los cultivos de cacao de Brasil no se han reportado árboles enfermos por Mr, y se considera una enfermedad de seguimiento y cuarentena, debido al alto riesgo de diseminación (Leandro-Muñoz et al, 2017;Barbosa et al, 2018), y al delimitar el país con zonas donde el hongo está presente.…”

“…Ambas especies de hongos son nativas de América (Aime y Phillips-Mora, 2005), y no se han reportado en otros continentes cacaoteros como Asia y África (Phillips-Mora et al, 2007). Una de las preocupaciones actuales es el riesgo de invasión de los patógenos por introducción accidental humana en África occidental, ya que podría ser crítica (Phillips-Mora et al, 2007;Leandro-Muñoz et al, 2017) para una región que produce aproximadamente el 70 % de cacao en el mundo (Artero et al, 2017).…”

The Role of Fungi in the Cocoa Production Chain and the Challenge of Climate Change

“…M. roreri has an extensive incubation and latency period (40 to 60 days). Warm temperatures (20 to 27 °C) and high relative humidity (80 to 100%) are appropriate environments for the germination of its spores and the fast fungal penetration [ 44 ]. Leandro-Muñoz et al [ 44 ], applying statistical and mathematical modelling to determine the relationship between environmental conditions and Moniliophthora pod rot development, found that the fungal microclimatic requirements vary throughout the cycle, probably because M. roreri has a long latent period.…”