RESISTÊNCIA DE PIPERÁCEAS NATIVAS DA AMAZÔNIA À INFECÇÃO CAUSADA PORzyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA Nectria haematococca f. sp. piperis
Fernando Carneiro de ALBUQUERQUE1
, Maria de Lourdes Reis DUARTE2
, Ruth Linda BENCHIMOL1
, Tadamitsu ENDO3
R E S U M OzyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA - A r e a ç ã o de r e s i s t ê n c i a d a s e s p é c i e szyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA Piper aduncum, P. arboreum, P. carniconnectivum, P. colubrinum, P. hispidinervium, P. hispidum, P. hostmannianum, P.
tuberculatum, P. nigrum e Piper sp. à infecção causada por dois isolados de Nectria haematococca f. sp. piperis foi determinada em condições de telado, através do cultivo em solo infestado e de inoculações no internódio de mudas com três meses de desenvolvimento. Mudas de P. nigrum (pimenta-do-reino) foram usadas como controle, devido a alta suscetibilidade ao patógeno. Aos 110 dias observou-se que o isolado Adu obtido de Ρ. aduncum não causou podridão das raízes em todas as espécies, com exceção de Piper sp. e de P. nigrum, enquanto que o isolado Nig obtido de P. nigrum causou infecção apenas nas raízes desse hospedeiro. Diferenças significativas (p<0,01) foram observadas no nível de resistência entre as espécies, sendo as espécies nativas mais resistentes à infecção causada pelo fungo. Os isolados apresentaram variação para virulência
(p<0,01), sendo o isolado Nig mais virulento do que o Adu. Não ocorreu, porém, interação entre Piper spp. e os dois isolados de N. haematococca f. sp. piperis. Concluiu-se, portanto, que o isolado Adu não tem habilidade de infectar os tecidos radiculares das espécies estudadas e que
pelo menos sete espécies nativas apresentam uma alta resistência ao patógeno, podendo ser utilizadas como porta-enxertos resistentes para controlar doenças radiculares da pimenta-do-reino.
Palavras-chave: fontes de resistência, podridão das raízes, controle de doenças, Fusarium solani
f. sp. piperis, pimenta-do-reino.
Resistance of Amazonian Piper species to Nectria haematococca f. sp. piperis
ABSTRACT - The resistance of Piper aduncum, P. arboreum, P. carniconnectivum, P.
colubrinum, P. hispidinervium, P. hispidum, P. hostmannianum, P. nigrum, P. tuberculatum and
Piper sp. to the infection caused by two Nectria haematococca f. sp. piperis isolates was detected under laboratory and shade house conditions. Due to their high susceptibility, black pepper (Piper nigrum) plants were used as control. When grown in soil infested with the isolate from P. aduncum (Adu), no root rot symptoms were observed on the majority of Piper spp., except on Piper sp. and black pepper. However, in soil infested with the isolate from P. nigrum (Nig) root rot was noticed on black pepper, although not on the other Piper spp. Significant differences (p<0.01) were observed when stems of Piper spp. plants were inoculated with Adu and Nig isolates. On P. nigrum stems typical lesions were followed by yellowish, stem blight and death of plants were observed, while on Piper spp. canker-like tissues around stem lesions were detected, evidencing the high resistance of these related species. These results showed that the
isolate from P. aduncum has no ability to colonise Piper spp. root tissues and that at least seven related species are highly resistant to N. haematococca f. sp. piperis. This suggests that these species may be used either as rootstocks or for somatic hybridisation and protoplast fusion in amelioration studies aiming to control Fusarium diseases on black pepper.
Key-words: resistance source, root rot, disease control, Fusarium solani f. sp. piperis, black
pepper.
1
M.Sc. em Fitopatologia, Embrapa Amazônia Oriental, Tv. Dr. Enéas Pinheiro, s/n, Caixa Postal 48, 66095-100-Belém, Pará, Brasil.
2
Ph.D. em Fitopatologia, Embrapa Amazônia Oriental. 3
INTRODUÇÃO zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA A fusariose da pimenta-do-reino zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
(Piper nigrum L.) causada pelo fungo Nectria haematococca Berk & Br. f.
sp. piperis A l b u q . ( a n a m ó r f i c o :
Fusarium solani f. Mart. (Sacc.) f. sp. piperis Albuq.) é uma das doenças
mais importantes dessa cultura no Brasil (Albuquerque & Ferraz, 1976; Duarte & A l b u q u e r q u e , 1986). O patógeno pode infectar a pimenteira através do sistema radicular, onde causa o apodrecimento das raízes e das radicelas, e através da região nodal, c a u s a n d o lesões nas h a s t e s e secamento dos ramos. Nos tecidos i n f e c t a d o s , o p a t ó g e n o p r o d u z c o n i d i ó f o r o s , s o b r e os q u a i s se o r i g i n a m os m i c r o c o n í d i o s , macroconídios e peritécios vermelhos, contendo no interior os ascosporos. Qualquer um desses tipos de esporos p o d e ser r e s p o n s á v e l por n o v a s infecções no campo (Albuquerque & Ferraz, 1976; Duarte & Albuquerque,
1986; Hamada et ai, 1988).
Desde a identificação do agente causai, em 1959 (Albuquerque & Ferraz, 1976), o patógeno vinha sendo c o n s t a t a d o i n f e c t a n d o a p e n a s os t e c i d o s da p i m e n t a - d o - r e i n o . Acreditava-se que o cultivo de áreas extensas com uma única cultivar de P.
nigrum tivesse exercido pressão de
s e l e ç ã o na p o p u l a ç ã o n a t i v a de
Fusarium solani, originando uma forma specialis patogênica para esse
hospedeiro (Duarte & Albuquerque, 1986). Entretanto, em 1994, foi isolada pela primeira vez uma cepa de N.
haematococca f. sp. piperis de ramos
infectados de Piper aduncum L., uma e s p é c i e n a t i v a que c r e s c e espontaneamente em áreas de capoeira e em locais sombreados e úmidos. C o m p r o v o u - s e , d e s s e m o d o , a existência de hospedeiro nativo do patógeno (Albuquerque et ai, 1997). Em P. aduncum o fungo provoca o secamento dos ramos, sem, no entanto, causar a morte da planta, como ocorre na pimenta-do-reino. Essa reação à invasão dos tecidos pelo patógeno sugere que P. aduncum possui um alto nível de r e s i s t ê n c i a a N.
haematococca. Cruzamentos entre
isolados de N. haematococca obtido de P. aduncum com clones-teste do mesmo fungo, obtido de P. nigrum, deram origem a peritécios férteis, confirmando tratar-se do mesmo fungo (Albuquerque et ai, 1997).
Em uma coleção com 35 acessos de P. nigrum o r i u n d o s de p a í s e s orientais não foram identificados genótipos resistentes à podridão das raízes e ao secamento dos ramos. Pesquisas vêm sendo c o n d u z i d a s visando encontrar r e s i s t ê n c i a em p i p e r á c e a s n a t i v a s p a r a futuros trabalhos de melhoramento (Alconero
et al., 1972; Garner & Beakbane,
1968; Waard, 1986; Waard & Zaubin, 1983).
Com o objetivo de detectar no-vas fontes de resistência entre as diferentes espécies de Piper e verificar se isolados de N. haematococca f. sp.
piperis oriundos de P. aduncum e de P. nigrum apresentam diferenças na
MATERIAL Ε MÉTODOS zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA M u d a s de nove d i f e r e n t e s
espécies dezyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA Piper e de P. nigrum
(pimenta-do-reino), com três meses de desenvolvimento, foram inoculadas com isolados de N. haematococca, oriundos de P. nigrum (isolado Nig) e de P. aduncum (isolado Adu), através do p l a n t i o em solo infestado artificialmente e da introdução de inoculo em i n c i s õ e s feitas nos i n t e r n ó d i o s . Os i s o l a d o s de N.
haematococca f. sp. piperis foram
obtidos no Estado do Pará, em plantios de pimenta-do-reino no município de Ipixuna, e de plantas de P. aduncum nativas, em Macapazinho, município de Castanhal. Ambos isolados foram altamente patogênicos aos respectivos hospedeiros.
P a r a i n f e s t a ç ã o do s o l o , c u l t i v o u - s e o fungo em m e i o de cultura, constituído de uma mistura de solo e farelo de trigo umedecida, na proporção de 4 : 1 , distribuída em e r l e n m e y e r s de 2 5 0 ml e esterilizada (121 °C, 1,5 atm.) du-r a n t e 30 m i n u t o s p o du-r d o i s d i a s c o n s e c u t i v o s . Discos de colônias (10 mm) cultivadas em meio BDA (batata-dextrose-ágar) durante uma s e m a n a foram transferidos para frascos contendo o meio de farelo de trigo e incubados à temperatura ambiente (23 °C a 27 °C) por 25 dias. O inóculo assim obtido foi incorporado ao solo desinfestado c o m b r o m e t o d e m e t i l a , na p r o p o r ç ã o de 5 g/kg de s o l o . A m i s t u r a final foi d i s t r i b u í d a em sacos de plástico escuro sanfonados
e perfurados, com capacidade de 3
kg-N o s t e s t e s de i n f e s t a ç ã o do solo foram conduzidos dois ensaios. No primeiro, 15 mudas das espécies
P. aduncum L., P. arboreum Aublet, P. carniconnectivum C. D C , P. colubrinum Link., P. hispidinervum
C. D C , P. hispidum S.W., P.
hostmannianum ( M i q . ) C. D C , Piper sp. e P. tuberculatum Jacq.
foram transplantadas de imediato para vasos contendo solo infestado com o isolado Nig, enquanto que no s e g u n d o , v i n t e m u d a s de c a d a espécie foram transplantadas para vasos contendo solo infestado com o isolado Adu e com o isolado Nig ( d e z m u d a s p o r e s p é c i e e p o r isolado). A cultivar Guajarina de P.
nigrum foi usada como testemunha
no primeiro ensaio, enquanto que n o s e g u n d o u s o u - s e a c u l t i v a r K o t t a n a d a n - 2 . A s a v a l i a ç õ e s da severidade da doença, expressa em p o r c e n t a g e m de p l a n t a s c o m d i f e r e n t e s g r a u s de i n f e c ç ã o , os quais variaram de amarelecimento da f o l h a g e m , m u r c h a a n e c r o s e completa da planta, foram feitas aos 5 0 , 7 0 , 90 e 110 d i a s a p ó s a inoculação. Cortes longitudinais nas raízes foram feitos para se observar a p r e s e n ç a ou a u s ê n c i a de descoloração vascular.
consistiu em se fazer uma incisão longitudinal (0,2 cm a 0,5 cm) no internódio e introduzir um disco de cultura (4 mm de diâmetro) retirado da p e r i f e r i a de c o l ô n i a s d o p a t ó g e n o , c u l t i v a d a s d u r a n t e 12 dias em placas de Petri contendo o m e i o de c u l t u r a B D A . F o r a m i n o c u l a d a s q u a t r o m u d a s p o r espécie e por isolado. As avaliações foram feitas através de medições da área n e c r o s a d a ao longo da área f e r i d a , a o s 12 e 22 d i a s a p ó s a i n o c u l a ç ã o , de a c o r d o com u m a e s c a l a de n o t a s de o i t o p o n t o s sendo: 1 = ausência de sintomas; 2 = 0,1 cm a 2,0 cm; 3 = 3,1 cm a 4,0 cm; 4 = 4,1 cm a 6,0 cm; 5 = 6,1 cm a 8,0 cm; 6 = 8,1 cm a 10,0 cm; 7 = 10,1 cm a 12,0 cm; 8 = 12,1 cm a 14,0 c m . A s n o t a s f o r a m
t r a n s f o r m a d a s emzyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA ranks e
analisadas pelo teste de Kruskal-Wallis. Os ranks obtidos por cada e s p é c i e foram c o m p a r a d o s p e l o t e s t e de T u k e y m o d i f i c a d o p a r a dados não paramétricos, ao nível de
5% de significância (Zar, 1999). zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
RESULTADOS Ε DISCUSSÃO Infestação do solo — Nenhuma
das espécies nativas cultivadas em solo infestado com o isolado Nig apresentou sintoma de podridão das raízes durante o período de 110 dias d e c o n d u ç ã o d o e x p e r i m e n t o , e n q u a n t o q u e em m u d a s de P.
nigrum cv. Guajarina os índices de
infecção variaram de 33,3%, 53,3%, 80,0% e 100,0% aos 50, 70, 90 e 110 d i a s a p ó s a i n o c u l a ç ã o , r e s p e c t i v a m e n t e . N o s e g u n d o
e n s a i o , o i s o l a d o A d u n ã o ocasionou infecção nas r a í z e s de n e n h u m a p l a n t a d a s e s p é c i e s n a t i v a s a v a l i a d a s e n e m em P.
nigrum. O isolado Nig não infectou
o sistema radicular das Piper spp. n a t i v a s , m a s em P. nigrum os s i n t o m a s e v o l u í r a m c o m m a i o r rapidez do que no experimento an-terior, r e g i s t r a n d o - s e í n d i c e s de infecção da ordem de 50%, 80% e
100% aos 50, 70 e 90 dias após a i n o c u l a ç ã o , r e s p e c t i v a m e n t e . Em conseqüência do ataque no sistema radicular, as m u d a s de P. nigrum e x i b i r a m s i n t o m a s de a m a r e l e c i m e n t o , m u r c h a , q u e d a p r e m a t u r a de folhas e s e c a m e n t o generalizado da planta. No exame dos tecidos internos das raízes não foi observada descoloração vascu-lar, nem p o d r i d ã o r a d i c u l a r n a s espécies nativas, enquanto que as plantas de P. nigrum, na fase inicial da infecção, apresentaram estrias internas escurecidas e, na fase final, a necrose tornou-se generalizada em t o d o s o s t e c i d o s d a s r a í z e s , confirmando observações feitas por A l b u q u e r q u e & Ferraz (1976). O isolado Adu não infectou os tecidos r a d i c u l a r e s d a s p i p e r á c e a s estudadas, enquanto que o isolado N i g só i n f e c t o u os t e c i d o s radiculares de P. nigrum, indicando q u e os t e c i d o s r a d i c u l a r e s d a s piperáceas nativas apresentam alta r e s i s t ê n c i a à i n f e c ç ã o p e l o patógeno.
Inoculação na haste — Todas
as e s p é c i e s , c o m e x c e ç ã o d e P.
arboreum, P. tuberculatum e Piper
12 dias após a i n o c u l a ç ã o , cujo comprimento médio variou de 1,0
cmzyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA {P. hispidum) a 4,5 cm (P. nigrum) quando inoculadas com o
isolado Nig. Quando as e s p é c i e s foram i n o c u l a d a s com o isolado A d u , n e n h u m s i n t o m a foi o b s e r v a d o em P. hispidum, P.
arboreum e Piper sp. Nas demais
e s p é c i e s , o c o m p r i m e n t o m é d i o das lesões v a r i o u de 0,1 cm (P.
tuberculatum) a 3,0 c m (P. aduncum) (Tab. 1).
Aos 22 dias após a inoculação encontrou-se diferenças significativas (p<0,01) quanto à reação das espécies de Piper à invasão dos tecidos pelo patógeno. Diferenças significativas foram também observadas quanto á virulência dos i s o l a d o s de N.
haematococca f. sp. piperis (p<0,025),
porém, não ocorreu interação entre espécies de Piper e isolados (Tab. 2). As lesões progrediram, atingindo 12,2 cm em P. nigrum inoculada com o isolado Nig e 4,0 cm em P. aduncum inoculada com o isolad o Adu, hospedeiros originais dos isolados
testados. Observou-se, ainda, que os tecidos da haste das piperáceas nativas i n o c u l a d a s com a m b o s i s o l a d o s apresentaram alterações morfológicas em torno da área ferida, caracterizadas por lesões necróticas intumescidas, semelhantes a cancros, sintoma nunca observado em plantas infectadas pelo patógeno em P. nigrum.
O isolado Adu n ã o c a u s o u nenhum tipo de infecção no sistema radicular das espécies testadas. Supõe-se que esSupõe-se isolado tenha habilidade de infectar a p e n a s os r a m o s do hospedeiro. No ambiente nativo, o p a t ó g e n o tem sido e n c o n t r a d o a s s o c i a d o a c a n c r o s na h a s t e e secamento dos ramos de P. aduncum. Entretanto, as plantas afetadas emitem brotações abaixo do ponto de infecção e não o c o r r e a m o r t e da p l a n t a , c a r a c t e r i z a n d o uma r e a ç ã o de resistência de P. aduncum, observado também no presente trabalho. Plantas de P. aduncum com s i n t o m a s de podridão das raízes n u n c a foram
observadas em condições de campo, zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
Tabela 1. Progresso da infecção causada por dois isolados de Nectria haematococca f. sp. piperis
(Adu e Nig) no internódios de mudas de 10 espécies de Piper aos 12 e 22 dias após a inoculação (Média de quatro repetições).
C o m p r i m e n t o d a s l e s õ e s ( c m ) E s p é c i e
I s o l a d o N i g I s o l a d o A d u
1 2 d i a s 2 2 d i a s 12 d i a s 2 2 d i a s zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
P. aduncum 2 , 8 4 , 4 3 , 0 4 , 0
P. colubrinum 1,0 3 , 4 0 , 0 0 , 2
P. hispidinervum 2 , 2 2 , 2 1,8 2 , 1
P. hispidum 1 ,ο 1,.7 0 , 0 0 , 4
P. arboreum 0 , 0 0 , 0 0 , 0 0 , 1
P. tuberculatum 0 , 0 0,0 0 , 1 0 , 3
P. carniconnectivum 1,3 1,5 0 , 6 1,0
P. nigrum ( c v . G u a j a r i n a ) 4 , 5 1 2 , 2 2 , 1 2 , 5
P. hostmannianum 1.2 1,5 0 , 2 0 , 3
mesmo quando vegetando próximas de pimenteiras infectadas. Já o isolado Nig mostrou habilidade para infectar
o sistema radicular a p e n a s dezyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA P. nigrum, s u g e r i n d o que o sistema
radicular das espécies nativas possui maior r e s i s t ê n c i a à p e n e t r a ç ã o e colonização pelo patógeno do que o de
P. nigrum. A m b o s i s o l a d o s têm
habilidade para infectar os ramos das p l a n t a s , e n t r e t a n t o P. nigrum apresentou maior resistência à invasão pelo isolado Adu, enquanto que P.
aduncum apresentou nível semelhante
de resistência a ambos os isolados. Embora os isolados testados (Adu e Nig) fossem altamente patogênicos para seus hospedeiros originais nas condições do presente estudo, ambos demonstraram não possuir habilidade para infectar as raízes das espécies nativas. A presença de cepas com variação para virulência na população nativa do fungo patogênico poderá resultar no aparecimento de cepas do
patógeno fisiologicamente diferentes e adaptadas para infectar tanto as raízes quanto os ramos, como acontece com o isolado Nig em relação a P. nigrum, fato já comprovado experimentalmente
(Al-buquerque et al, 1976; Duarte, 1993). O papel que a população nativa de N. haematococca f. sp. piperis desempenha na p a t o g ê n e s e em P.
nigrum ainda não está bem estudado.
E m b o r a n u n c a t e n h a m sido c o n s t a t a d a s r a ç a s p a t o g ê n i c a s na população de N. haematococca f. sp.
piperis, a presença de indivíduos com
diferentes graus de virulência poderá originar, no futuro, raças do patógeno j á que e s s e s i s o l a d o s p r o d u z e m
livremente o estádio teleomórfico e são c o m p a t í v e i s p a r a fatores heterotálicos (Albuquerque et al.,
1997).
A p r e s e n ç a de fontes de resistência a N. haematococca f. sp.
piperis na população de piperáceas
Tabela 2 Resposta dezyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA 1 0 espécies de Piper à infecção causada por dois haematococca f. sp. piperis oriundos de P. aduncum (Adu) e de P. nigrum (Ν
a inoculação (Média de quatro repetições).
isolados de Ν. g), 2 2 dias após
I s o l a d o A d u I s o l a d o N i g
E s p é c i e R a n k s E s p é c i e R a n k s zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
P. aduncum 2 8 9 , 0 a P. nigrum 3 0 4 , 0 a
P. nigrum 2 4 5 , 0 b 2 P. aduncum 2 8 9 , 0 a b
P. hispidum 1 7 , 0 c P. colubrinum 2 7 1 , 5 c
P. carniconnectivum 1 4 3 , 5 d P. hispidum 2 2 2 , 5 c
P. hispidinervium 1 1 3 , 0 e P. hispidinervium 1 8 5 , 0 d
P. hostmannianum 9 2 , 5 e P. carniconnectivum 1 8 2 , Od
P. arboreum 7 2 , 0 e P. hostmannianum 1 8 2 , 0 d
P. colubrinum 7 2 , O e P. arboreum 7 2 , O e
P. tuberculatum 7 2 . O e P. tuberculatum 7 2 , O e
Piper s p . 7 2 , 0 c Piper s p . 7 2 , O e
Ranks seguidos pelas mesmas letras não diferem entre si a nível de 5 % de significância (p<0,01) pelo teste de
Figura 1.zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA Plantas dezyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA Piper nigrum com sintomas de secamento dos ramos (à esquerda) causado por Nectria haematococca f. sp. piperis, ao lado de plantas de Piper tuberculatum (à direita) resistentes ao patógeno, 22 dias após a inoculação de hastes de mudas com três meses de desenvolvimento.
nativas da Amazônia constitui uma opção para o desenvolvimento de novos testes para selecionar novas combinações de enxerto e porta-enxertos mais compatíveis, a fim e controlar a podridão das raízes. Outra alternativa seria a transferência de genes de resistência dessas espécies para P. nigrum através de técnicas m o d e r n a s de c u l t u r a de t e c i d o s e n v o l v e n d o h i b r i d a ç ã o s o m á t i c a , fusão de protoplastos ou cultura de embriões.
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