DEMONSTRAÇÃO DE MECANISMO DE
RESISTÊNCIA E DA PRESENÇA DE GENES
DIFERENTES DE RESISTÊNCIA A Ramularia
areola EM DOIS GENÓTIPOS DO
ALGODOEIRO
Carla Zandoná Chimatti; Tanara Garcia de Novaes; Maria Paula
Nunes; Wilson Paes de Almeida; Ivan Schuster ;Yeshwant
Ramchandra Mehta
Orientador: Yeshwant Ramchandra Mehta
Londrina(PR), setembro/2011
INTRODUÇÃO
•A mancha-de-ramularia, causada por Ramularia
areola, é uma das doenças de importância
econômica para o Brasil.
• Sintomas - lesões pequenas
(3-4 mm de largura), formato
angular bem definido, de
coloração branca à amarela
com aspecto farináceo.
•Fase avançada - lesões
necróticas, cor marromescura com clorose severa,
folhas caem precocemente,
afetando a produção.
INTRODUÇÃO
•- A doença causa perdas de 30% na produção na região do
cerrado (Utiamada et. al., 2003) e de até 75% no Estado de
Mato Grosso (Fuzzato et. al., 1999).
•- Madagascar e Índia - perdas acima de
60% em algumas safras (Shivankar et.
al; 1992).
INTRODUÇÃO
• Controle da doença:
•
+ 5 aplicações de fungicidas durante o ciclo da cultura;
•
Uso de cultivares menos suscetíveis
Conhecimento sobre as fontes de
resistência e o mecanismo de
herança de resistência.
• Trabalho anterior demonstrou que a herança da resistência do
genótipo FMT 02102996 (originário de cruzamento entre Fibermax
966 e uma linhagem da Fundação Mato Grosso-FMT) a R. areola é
governada por um gene dominante (Novaes, et al 2011).
• Recentemente, a resistência do genótipo CNPA BA 2003-2059
(originário de cruzamento entre [Stoneville 373 X BRS Itaúba] X
Delta Opal) a este patógeno foi verificada em casa de vegetação e
no campo.
OBJETIVO
Verificar o mecanismo de resistência do genótipo CNPA BA
2003-2059 e ao mesmo tempo verificar se os genes de
resistência de dois genótipos resistentes (CNPA BA 20032059 e FMT 02102996) são mesmos ou diferentes, a fim de
auxiliar trabalhos de melhoramento visando desenvolver
novas cultivares resistentes a R. areola.
METODOLOGIA
I – Escolha dos progenitores
• CNPA BA 2003-2059 (R)
• FMT 02102996 (R)
• FMT 701 (S)
A
B
As sementes genéticas dos
progenitores foram purificadas até a
2 geração através de inoculação
antes de iniciar o cruzamento.
METODOLOGIA - HERANÇA
II – Cruzamento (Resistente X Suscetível)
Retrocruzamento com pai S
CNPA-BA 2003-2059 x FMT 701
F1
F1 x FMT 701
RC1F1S
Retrocruzamento com pai R
F1 x CNPA-BA 2003-2059
F2
RC1F1R
METODOLOGIA – GENES DE RESISTÊNCIA
III – Cruzamento (Resistente X Resistente)
CNPA-BA 2003-2059 x FMT 02102996
F1
F2
METODOLOGIA
IV – Condução das populações
- Casa de vegetação (20-30 C), vasos 30 cm, solo esterilizado
(solo areia e composto);
- Sementes de todas as populações, juntamente com os
progenitores, foram multiplicadas paralelamente em todas as fases
do trabalho para evitar o efeito da idade de sementes na expressão
dos sintomas da doença. (Mehta, et al 2002).
METODOLOGIA
V – Preparo do inóculo
- Isolado monospórico de R. areola mais agressivo - (Isolado
nº44 proveniente do município de Ipameri-GO (2008), da coleção
do IAPAR), foi utilizado em todas as inoculações;
Inóculo - 106 conídios/ml.
METODOLOGIA
VI – Inoculações
- Populações segregantes e dos progenitores foram inoculadas
aos 25 dias de idade utilizando um pulverizador manual;
- Incubadas na câmara de
crescimento com umidificador onde
permaneceram 48 horas no escuro
a temperatura de 21º C e umidade
relativa do ar quase100 %;
- Casa de vegetação (20 a 30 C).
METODOLOGIA
VII – Avaliações
- Severidade da infecção - 30 dias após a inoculação.
Escala visual da área foliar infectada (AFI) entre 0 a 100% em
três categorias; onde:
1=
Pontuações
necróticas sem
clorose e sem
esporulação
cobrindo
0-1% da AFI
2=
Pequenas
pontuações
necróticas sem
clorose e sem
esporulação
cobrindo <5% da AFI
3=
manchas tipicamente
angulares, com
clorose com
esporulação, e
cobrindo > 5% da AFI
•Plantas de categorias 1 e 2 consideradas como resistentes e da
categoria 3 como suscetíveis.
•Os resultados obtidos foram submetidos ao teste de qui-quadrado.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
I - DEMONSTRAÇÃO DE HERANÇA:
Tabela 1. O mecanismo de resistência a Ramularia areola do genótipo CNPA BA- 2003-2059
verificado através de teste de qui-quadrado para o padrão de segregação da severidade de área foliar
infectada das populações dos progenitores, da geração F2 e dos retrocruzamentos, envolvendo a
cultivar suscetível FMT 701 do algodoeiro (Gossypium hirsutum).
Progenitor/
População
Reação
Foliar**
segregante
FMT 701
CNPA-BA
2003-2059
F1
F2
RC1F1R
RC1F1S
Número de indivíduos em cada categoria de
infecção*
Esperada
N° total Razão Observada
de
teórica
indivíduos (R:S)
R
S
R
S
Χ2
P
-
S
15
0:1
0
15
0
15
-
R
15
1:0
15
0
15
0
-
R
35
1:0
35
0
35
0
-
Segreg.
406
306
100
304,5
101,5
0,03NS
86,35%
R
Segreg.
48
48
27
0
21
48
24
0
24
0,75NS
36,65%
3:1
48
1:0
1:1
-
*Inoculação realizada em casa de vegetação, nas plântulas de 25 dias de idade, utilizando isolado agressivo
no. 44 de R. areola da coleção do IAPAR; ** A reação das plantas foi observada 30 dias após a inoculação
utilizando uma escala visual de porcentagem da área foliar infectada (AFI) entre 0 a 100%.
Segreg=segregando. NS=não significativo (P=0,5).
OBS: Resultados semelhantes foram encontrados por Novaes et al (2011) mostrando
resistência monogênica do genótipo FMT 02102996.
II - DEMONSTRAÇÃO DA PRESENÇA DE GENES DIFERENTES EM DOIS
GENÓTIPOS:
Tabela 2. Comprovação da presença de genes diferentes de resistência a Ramularia
areola em dois genótipos de algodoeiro (Gossypium hirsutum) verificada através de
teste de qui-quadrado para o padrão de segregação da severidade de área foliar
infectada das populações dos progenitores e da geração F2, envolvendo cruzamento
entre CNPA BA-2003-2059 e FMT 02102996.
Genótipo
e População
Reação
Foliar**
segregante
FMT
02102996***
CNPA-BA
2003-2059
Número de indivíduos em cada categoria de infecção*
Observada
Esperada
Razão
N° total de
teórica
indivíduos
R
S
R
S
(R:S)
Χ2
P
R
26
1:0
26
0
26
0
-
-
R
13
1:0
13
0
13
0
-
-
F1
R
30
1:0
30
0
30
0
-
-
F2
Segreg.
348
15:1
319
29
326,25
21,75
2,58NS
10,84
%
*Inoculação realizada em casa de vegetação, nas plântulas de 25 dias de idade, com isolado agressivo no. 44 de R. areola da coleção do
Iapar; ** A reação das plantas foi observada 30 dias após a inoculação utilizando uma escala visual de porcentagem de área foliar infectada
(AFI) entre 0 e 100%. Segreg=segregando. NS=não significativo (P=0,5),***=Resistência desta cultivar é governada por um gene dominante
(Novaes et al, 2009).
Se os dois genótipos tivessem o mesmo gene de resistência, então todas as plantas F2 deveriam ser resistentes sem segregação.
A segregação observada no presente trabalho, demonstra a presença de dois genes independentes com dominância completa em
ambos os genótipos.
CONCLUSÕES
•Os resultados obtidos comprovaram que a resistência de
genótipos CNPA BA 2003-2059 e FMT 02102996 do
algodoeiro à mancha-de-ramularia (R. areola) é
condicionada por genes diferentes.
•Tais resultados podem auxiliar o planejamento dos
programas de melhoramento genético, visando à
piramidação de genes de resistência a R. areola em novas
cultivares e ao mesmo tempo constituem informação básica
para o início de trabalhos de mapeamento genético de
genes de resistência a ser utilizado em melhoramento
assistido por marcadores moleculares.
•O uso de cultivares resistentes evitará aplicações
indiscriminadas de fungicidas, minimizando assim o custo
de produção e ao mesmo tempo contribuindo para um
cultivo eco-amigável e sustentável do algodoeiro no Brasil.
FIM
FLUXOGRAMA – PIRAMIDAÇÃO DE GENES
Wilson Paes de Almeida
F2
Genótipos com resistência a alguns isolados
AABB – 1
Genótipo A X Genótipo B
AAbb X aaBB
AABb – 2
(F1) AaBb
(F2) 15:1
(9:6:1)
Inocular plantas
resistentes com 2º
isolado, avaliar e
descartar as plantas
suscetíveis.
Inocular plantas resistentes com 3º
isolado, avaliar, descartar as plantas
suscetíveis, autofecundar as plantas
resistentes.
F3
Todas Resistentes
AaBB – 2
Inocular com nº 44 = 1:0
Inocular com nº 44,
avaliar e descartar as
plantas suscetíveis.
Vamos tentar fazer isso
agora. Mas o frio poderá
inviabilizar. Nesse caso,
colheria o F2 (planta a
planta), 180 plantas e
levaria ao MT para
inoculação / avaliação.
AaBb – 4
Segrega p/ 15:1
AAbb – 1
Todas Resistentes
Aabb – 2
Segrega p/ 3:1
aaBB – 1
Todas Resistentes
aaBb – 2
Segrega p/ 3:1
aabb – 1
Genótip
o
F2
AABB
AABb
AAbb
AaBB
AaBb
Aabb
aaBB
aaBb
aabb
Freq.
em
F2
1/16
2/16
1/16
2/16
4/16
2/16
1/16
2/16
1/16
Não Segrega
Fenótipo
em F2
Fenótipo
em F3
R
R
R
R
R
R
R
R
S
100% R
100% R
100% R
100% R
15R: 1S
3R:1S
100% R
3R:1S
100% S