Etiology of the stem canker-disease of Coffea canephora: an emerging disease in the states of Espírito Santo and Bahia (Brazil)

Abstract

Most diseases occurring on coffee in Brazil have been well investigated and their etiology have been fully clarified. A notable exception is that of an emerging disease that is now affecting large areas planted with Coffea canephora (conilon) in the states of Espírito Santo (ES) and Bahia (BA), Brazil. Losses of large stands of adult productive plants are common. The disease symptoms resemble those associated with bark disease – a common, but poorly investigated disease of C. arabica in Africa. Since this disease first appeared in the early 2010s, the search for a pathogen behind it was initiated. The results of the few published studies on the matter are somewhat controversial and even the choice of a common name for the disease was pending, until recently. It has been named (Portuguese name) “cancro dos ramos do cafeeiro – (C. canephora)” or stem canker-disease of conilon (SCC). This is regarded as the worst threat to the conilon plantations in ES and BA, a crop of major relevance for the economy of both states and Brazil too – the second world producer of conilon coffee, behind Vietnam. Many of the elite, highly productive, conilon clones are susceptible. When plants are affected by the disease, particular positions of stems or branches present some intumescence and flaking of the bark. These areas then develop cracks and finally burst to expose the heartwood. In parallel shortening of internodes and branch proliferation together with yellowing of the foliage and complete necrosis, occurs above those damaged areas, similar to the African bark disease of C. arabica. One additional disease symptom appearing since early stages is seen on the leaves of affected portions of the plants. Petioles become twisted and, consequently, the leaves become inverted with the adaxial side facing down and the abaxial becoming upward oriented. Disease progress can be fast and entire rows of susceptible clones are killed leaving entire rows empty in the plantations. What was once thought to be just a localized minor problem for conilon plantations became a widespread problem for this crop in ES and BA. There are two publications that may be regarded as having resolved the issue of the etiology of SCC. These involve: a) a complex of Fusarium spp. and b) Lasiodiplodia iranensis. Nevertheless, the symptomatology of the two cases differs from that of SCC. The former is described as a wilt and the latter is a dieback disease, unlike SCC. In the present study, a detailed description of the SCC is provided, along with results from a metagenomic study aimed at providing an alternative approach to pinpointing an unidentified and elusive pathogen behind SCC. Keywords: coffee; disease; metagenomic.A maioria das doenças que ocorrem no café no Brasil foram bem investigadas e sua etiologia foi totalmente esclarecida. Uma exceção notável é a de uma doença emergente que atualmente afeta grandes áreas plantadas com Coffea canephora (conilon) nos estados do Espírito Santo (ES) e Bahia (BA), Brasil. Perdas de grandes fileiras de plantas adultas produtivas são comuns. Os sintomas da doença assemelham-se claramente aos associados à “bark disease” – uma doença comum, mas pouco investigada, de C. arabica. Desde que a doença apareceu pela primeira vez, no início de 2010, a busca por um patógeno foi iniciada. Os resultados dos poucos estudos publicados sobre o assunto são um tanto controversos e até a escolha de um nome comum para a doença estava pendente, até recentemente. Foi denominada “cancro dos ramos do cafeeiro – (C. canephora)”. Essa está sendo considerada a pior ameaça às plantações de conilon no ES e BA, cultura de grande relevância para a economia desses dois estados e para o Brasil – segundo produtor mundial de café conilon, atrás apenas do Vietnã. Muitos dos clones elites e altamente produtivos de conilon são suscetíveis. Quando as plantas apresentam a doença, determinadas posições dos caules ou ramos mostram alguma intumescência e descamação da casca. Essas áreas então desenvolvem rachaduras e finalmente explodem para expor o cerne. Paralelamente, o encurtamento dos entrenós e a proliferação dos ramos, juntamente com o amarelecimento da folhagem e a necrose completa, ocorrem acima dessas áreas danificadas, à semelhança da bark disease de C. arabica. Um sintoma adicional dessa doença, que aparece desde os estágios iniciais, é observado nas folhas das partes afetadas das plantas. Os pecíolos tornam-se retorcidos e, consequentemente, as folhas ficam invertidas com o lado adaxial voltado para baixo e o abaxial orientado para cima. O progresso da doença pode ser rápido e fileiras inteiras de clones suscetíveis são mortas, deixando fileiras inteiras vazias nas plantações. O que antes era considerado apenas um pequeno problema localizado para as plantações de conilon tornou-se um problema generalizado para essa cultura no ES e BA. Existem duas publicações que podem ser consideradas como tendo resolvido a questão da etiologia de CRC. Essas envolvem: a) um complexo de Fusarium spp. e b) Lasiodiplodia iranensis. No entanto, a sintomatologia nos dois casos é diferente daquela do CRC. A primeira é descrita como murcha e a última é uma doença que causa morte, diferentemente de CRC. No presente estudo, é fornecida uma descrição detalhada de CRC, juntamente com os resultados de um estudo metagenômico que visa fornecer uma abordagem alternativa para identificar o patógeno associado a CRC. Palavras-chave: café; doença; metagenômica.