ANATOMIA DO PROCESSO INFECCIOSO DA FERRUGEM ASIÁTICA EM
FOLHAS DE SOJA
Tatiana Romano Fraga (PIBIC/CNPq-UENP), Moacyr Medri (Participante),
Ricardo Vilela Abdelnoor (Participante), Cristiano Medri (Participante),
Michelle Pires Rincão (Participante), Fabiano Gonçalves Costa
(Participante), Maria Cristina Neves de Oliveira (Participante), Danielle
Cristina Gregorio da Silva (Orientadora), e-mail: [email protected]
Universidade Estadual do Norte do Paraná – Campus Luiz Meneghel/
Departamento de Biologia e Tecnologia
Palavras-chave: Glycine max,
resistência, microscopia fotônica.
Phakopsora
pachyrhizi,
tolerância,
Resumo
A ferrugem asiática da soja, causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi, é
uma das doenças mais devastadoras que acometem a produção mundial de
soja. O objetivo deste trabalho é analisar a anatomia do processo infeccioso
da ferrugem asiática em folhas de genótipos suscetível, resistente e
tolerante através de microscopia fotônica. Plantas dos genótipos Embrapa
48 (suscetível), BRS 231 (tolerante) e PI 230970 (resistente) foram
inoculadas com esporos de ferrugem, avaliadas fenotipicamente quanto a
caracteres quantitativos ligados a resistência, e submetidas a análise
anatômica. A cultivar BRS 231 apresentou o maior desenvolvimento de
micélios e estruturas reprodutivas do fungo, apesar das baixas perdas de
produção a ela associadas. Os resultados sugerem que a análise anatômica
pode ser um método eficaz para o estudo das características da resistência
e tolerância a ferrugem asiática da soja.
Introdução
A principal doença que afeta atualmente a sojicultura brasileira é a ferrugem
asiática (FA), causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi Sydow & Sydow.
Este fungo, parasita obrigatório de plantas, coloniza principalmente o tecido
foliar e, menos freqüentemente, caules, vagens e cotilédones (Miles et al.
2006). Sob condições favoráveis, a infecção pode resultar em perdas de
produção variando de 10%, quando a pressão da doença for fraca, a 80%,
em situações de epidemia severa (BROMFIELD 1984; OGLE et al. 1979;
PATIL et al. 1997).
Cinco genes, denominados Rpp1 a 5, dominantes e independentes que
conferem resistência à FAS foram descritos na literatura (CHENG; CHAN,
1968; HIDAYAT, SOMAATMADIA, 1977; BROMFIELD, HARTWIG, 1980;
HARTWIG, 1986). Além destes genes, uma avaliação de mais de 1.000
acessos do banco de germoplasma da Embrapa Soja revelou 64 linhagens
avançadas e cultivares brasileiras com níveis variáveis de resistência ou
tolerância a esta doença (YORINORI; NUNES JUNIOR, 2007). A cultivar
brasileira BRS 231 é uma das que apresenta menores reduções de
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produção quando infectada com ferrugem: 10,7%, contra quedas maiores
que 50% em outras cultivares. Portanto, a BRS 231 pode ser considerada
tolerante à FAS (YAMANAKA et al., 2008). As reações associadas a esta
doença são a presença de lesões de coloração marrom-avermelhadas em
folhas de genótipos resistentes e a presença de lesões de coloração
castanho em folhas de genótipos suscetíveis. Em genótipos tolerantes, as
lesões são tipicamente suscetíveis, entretanto as perdas de produção são
reduzidas.
O objetivo deste projeto é caracterizar, através de microscopia fotônica, o
desenvolvimento do fungo e as alterações anatômicas no tecido vegetal
durante o ciclo infeccioso completo P. pachyrhizi em folhas de soja de
genótipos suscetível, resistente e tolerante.
Materiais e Métodos
Material Vegetal e Análise Fenotípica e Anatômica
Plantas dos genótipos Embrapa 48 (suscetível), PI 230970 (resistente,
portadora do gene de resistência Rpp2) e BRS 231 (tolerante) foram
submetidas a inoculação com esporos de ferrugem suspensos em água.
Amostras de folhas, coletadas após 1, 2, 4, 8 e 12 dias a contar do momento
da inoculação, foram seccionadas nas regiões da nervura central e limbo. As
secções foram fixadas em FAA 50% (formol, ácido acético, e álcool 50%) e
submetidas à confecção de lâminas permanentes. As plantas também foram
avaliadas fenotipicamente quanto a resistência à ferrugem. As amostras
foram submetidas à preparação de lâminas pelo método de parafina de
Johansen (1940). As lâminas permanentes foram observadas ao
microscópio fotônico. Os registros anatômicos foram efetuados com o auxílio
de ocular micrometrada e Sistema MOTIC de captura de imagens.
Análise Estatística
O experimento foi conduzido em delineamento em blocos casualizados num
esquema fatorial (3 genótipos x 2 tratamentos x 5 horários de coleta). Os
dados coletados serão submetidos à análise de variância utilizando o
programa SAS (SAS, 1990). As médias dos tratamentos de cada
experimento serão comparadas pelo teste de Duncan ao nível de
significância de 5%.
Resultados e Discussão
O método testado para a análise anatômica se mostrou eficiente. Os três
genótipos apresentaram severidades similares, em torno de 2%. Os
genótipos Embrapa 48 e BRS 231 apresentaram lesões com colorações
similares, em tons de castanho, enquanto a PI230970 apresentou lesões de
cor marrom avermelhada (Tabela 1, Figura 1). Com relação à habilidade do
fungo se reproduzir na planta hospedeira, a PI 230970 apresentou maior
restrição, uma vez que nesta foram detectados os menores valores de
quantidade de esporos e número de urédias por lesão. Os maiores valores
para estes caracteres foram obtidos na BRS 231, tolerante, o que significa
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que apesar de não sofrer grandes perdas de produção, esta cultivar é
permissiva ao desenvolvimento fúngico. As causas para tal resultado são
ainda desconhecidas, sendo objetivo da continuação deste estudo. A análise
anatômica realizada até o momento revelou abundante crescimento fúngico
na BRS 231, crescimento mediano na Embrapa 48 e crescimento ameno na
PI 230970 (Figura 1). Entretanto, estes resultados se referem à avaliação
das amostras coletadas ao 12º dia após a inoculação, somente. O restante
das amostras será processado e os dados completos serão submetidos à
análise estatística para confirmar os resultados apresentados.
Tabela 1 – Médias obtidas para caracteres morfológicos avaliados em folhas
dos genótipos Embrapa 48, BRS 231 e PI 230970, após 14 dias da
inoculação.
Caracteres fenotípicos
Genótipos
Severidade
(%)
Cor da lesão*
Quantidade de
esporos**
Número de urédias
por lesão
Embrapa
48
(suscetível)
0,026
4,333
1,666
1,646
BRS 231
(tolerante)
0,022
4,533
2,133
2,053
PI 230970
(resistente)
0,020
1,733
0,333
0,543
* Ao caráter cor da lesão foi atribuída escala de notas de 1 a 6, sendo 1 a coloração mais escura, em tom marrom
avermelhado, e 6 a coloração mais clara, em tom castanho claro.
** Ao caráter quantidade de esporos foi atribuída escala de notas de 0 a 3, sendo zero ausência de esporos e 3 a
maior quantidade de esporos detectada em uma urédia.
A
B
C
50 µm
1,5 mm
Figura 1: Cortes anatômicos de folha de soja dos genótipos Embrapa 48 (A), BRS 231 (B) e PI 230790 (C), após 12
dias da inoculação com ferrugem asiática e as respectivas lesões observadas ao microscópio estereoscópico.
Conclusões
Até o presente momento, os resultados sugerem que a análise anatômica,
apesar de pouco explorada, pode ser um método eficaz para o estudo das
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características da resistência e tolerância, podendo gerar informações
interessantes que auxiliem na elaboração de planos de controle da doença.
Agradecimentos
Os autores agradecem ao CNPq pela concessão da bolsa de iniciação
científica para o desenvolvimento deste trabalho.
Referências
BROMFIELD, K. R. Soybean rust. Saint Paul: American Phytopathological
Society. 1984, 65 p.
BROMFIELD, K. R.; HARTWIG, E. E. Resistance to soybean rust and mode
of inheritance. Crop Science, Madison. 1980, v. 20, p. 254-255, Mar.-Apr.
CHENG, Y. W.; CHAN, K. L. The breeding of ‘Tainung 3’ soybean. Journal of
Taiwan Agricultural Research, Taiwan. 1968, v. 17, p. 30-35.
HARTWIG, E. E. Identification of a fourth major gene conferring resistance to
soybean rust. Crop Science, Madison. 1986, v. 26, n. 6, p. 1135-1136.
HIDAYAT, O. O.; SOMAATMADIA, S. Screening of soybean breeding lines
for resistance to soybean rust (Phakopsora pachyrhizi Sydow). Soybean
Rust Newsletter. 1977, n. 1, p. 9-22.
JOHANSEN, D. A. Plant microtechinique. N. York. Paul B. Hoeber, Inc. 1940,
3. ed. p.790.
PATIL, V. S.; WUIKE, R. V.; THAKARE, C. S.; CHIRAME, B. B. Viability of
uredospores of Phakopsora phachyrhizi Syd. at different storage conditions.
J. Maharashtra Agric. Univ. 1997, v. 22, p. 260-261.
OGLE, H. J.; BYTH, D. E.; MCLEAN, R. Effect of rust (Phakopsora
pachyrhizi) on soybean yield and quality in South-eastern Queensland. Aust.
J. Agric. Res. 1979, v. 30, p. 883-893.
YORINORI, J. T.; NENES JUNIOR, J. Soybean germplasms with resistance
and tolerante to “Asian” rust and screening methods In: South American
Workshop on Soybean Rust, 1., 2007, Londrina. Embrapa Soybean:
Londrina, 2007.
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