Caracterização e identificação de populações de Meloidogyne spp. do arroz, estabelecimento de marcadores SCAR e seleção de novas fontes de resistência em Oryza spp. a M. graminicola

Autor: Mattos, Vanessa da Silva
Přispěvatelé: Carneiro, Regina Maria Dechechi Gomes, Cares, Juvenil Enrique
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UnB
Universidade de Brasília (UnB)
instacron:UNB
Popis: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, Programa de Pós-Graduação em Fitopatologia, 2017. Texto parcialmente liberado pelo autor. Conteúdo restrito: Capítulos , II e III. Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). O arroz é um dos cereais mais produzidos no mundo, e o Brasil destaca-se no mercado orizícola como nono maior produtor e oitavo exportador mundial. Recentemente, um complexo de espécies do nematoide das galhas (NG), do gênero Meloidogyne, foi detectado nos estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul, causando danos às plantações de arroz irrigado. Dentre as espécies destacam-se M. graminicola, M. javanica e outras três espécies com perfil de esterase atípico. A correta identificação e caracterização dessas espécies de Meloidogyne são imprescindíveis para estudos futuros visando o manejo adequado em áreas de arroz irrigado. As espécies desse gênero relatadas no arroz são de difícil identificação, especialmente pelas semelhanças morfológicas. O uso de cultivares resistentes ainda é o método de controle mais eficiente para os nematoides das galhas e, infelizmente, as fontes de resistência na espécie Oryza sativa são muito restritas. Neste estudo, foi relatado pela primeira vez no Brasil a presença da espécie M. oryzae, no estado de Santa Catarina, parasitando o arroz irrigado. Estudos morfológicos mostraram características típicas da espécie como a morfologia do estilete de machos e fêmeas e o formato e comprimento da cauda do juvenil de segundo estádio e o perfil de esterase espécie-específico (O1, Rm: 1,2), caracterizado para a espécie. Também foram conduzidos estudos citogenéticos e moleculares que ajudaram a esclarecer a posição filogenética dessa espécie de reprodução partenogenética mitótica, diferindo completamente de M. graminicola, por exemplo, uma espécie com reprodução partenogenética meiótica facultativa. Foram apresentados dados sobre a variabilidade genética das populações de Meloidogyne encontradas em arroz, através dos marcadores neutros AFLP e RAPD. Meloidogyne graminicola apresentou uma alta percentagem de polimorfismo (75,2%) e M. oryzae apresentou uma menor variabilidade (12,9%), resultados esperados, considerando os modos de reprodução diferentes para as duas espécies. Nas análises filogenéticas, todas as espécies analisadas agruparam-se com 100% de bootstrap e M. salasi, uma importante espécie do arroz na Costa Rica e Venezuela, mostrou-se geneticamente distante das demais espécies. Fragmentos de RAPD-PCR específicos foram utilizados para a construção de primers SCAR espécie-específicos para as principais espécies do arroz detectadas nas Américas: M. graminicola, M. oryzae e M. salasi. A amplificação dos primers desenvolvidos produziram fragmentos específicos de 230 pb, 130 pb e 190 pb para M. graminicola, M. oryzae e M. salasi, respectivamente. A reação de cinco espécies selvagens de Oryza a uma mistura de populações de M. graminicola foram avaliados em casa de vegetação. Diferentes níveis de resistência foram encontrados nas espécies O. alta e O. grandiglumis. A espécie silvestre O. glumaepatula mostrou-se resistente ao NG. Essa espécie pertence ao complexo de genoma AA do arroz, o mesmo da espécie cultivada O. sativa, portanto, com o potencial de ser incorporada em programas de melhoramento genético. Rice is one of the most produced cereals, and Brazil is the ninth largest producer and the eighth exporter in the world. Recently, a complex of root-knot nematodes (RKN) (Genus: Meloidogyne) species was detected in the states of Santa Catarina and Rio Grande do Sul, causing damages to irrigated rice plantations. Among the species found, M. graminicola, M. javanica and three others unknown species were detected. The correct identification and characterization of these Meloidogyne species of rice are essential for future studies and their management. Meloidogyne spp. reported in rice are difficult to identify, especially due to the morphological similarities. The use of resistant cultivars is still the most efficient control measure for RKN nematodes, but unfortunately, the sources of resistance in Oryza sativa are still extremely restricted. In this study, M. oryzae was detected for the first time in Brazil, in the state of Santa Catarina, parasitizing irrigated rice. Morphological studies showed typical characteristics for the species. The species-specific esterase profile (O1, Rm: 1.2) was characterized for the species, and cytological and molecular studies helped to clarify the phylogenetic position of this mitotic parthenogenetic species, differing from M. graminicola, a species with facultative parthenogenetic reproduction. In adittion, the genetic variability of the populations of Meloidogyne populations found in rice was investigated with neutral markers AFLP and RAPD. Meloidogyne graminicola showed a high percentage of polymorphism (75.2%), while M. oryzae showed a lower variability (12.9%); these results were expected, considering the different modes of reproduction for both species. Phylogenetic analyzes showed that all species were grouped with 100% bootstrap, and M. salasi, an important rice nematode in Costa Rica and Venezuela, was genetically distant from the other species. Specific RAPD-PCR fragments were used for the design of species-specific SCAR primers for the main rice species detected in the American continent: M. graminicola, M. oryzae and M. salasi. PCR amplification with SCAR primers produced specific fragments of 230 bp, 130 bp and 190 bp for M. graminicola, M. oryzae and M. salasi, respectively. Finally, the reaction of five wild species of Oryza to a pool of M. graminicola populations was evaluated in greenhouse conditions. Different levels of resistance were found in the wild species O. alta and O. grandiglumis. The wild species O. glumaepatula was resistant to M. graminicola. This species belongs to the same complex of the domesticated species O. sativa (genome AA), therefore with the potential to be incorporated into breeding programs.
Databáze: OpenAIRE
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