Controle genético da resistência da soja à ferrugem asiática : avaliações de severidade em campo experimental

Autor: Pedro Henrique Braga Pierozzi
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2007
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UELUniversidade Estadual de LondrinaUEL.
Druh dokumentu: masterThesis
Popis: Atualmente o Brasil têm grande destaque na sojicultura mundial, ocupando a posição de segundo maior produtor. Entretanto, em maio de 2001 a ferrugem asiática foi detectada no território nacional, trazendo grandes preocupações para os produtores e pesquisadores. Trata-se de uma doença extremamente agressiva, cujo principal dano é a desfolha precoce, impedindo a completa formação dos grãos, com conseqüente redução da produtividade. Para a safra 2005/2006 brasileira, considerando a perda na colheita e o custo com a aplicação de fungicida, estima-se que o impacto econômico com a doença foi de US$ 1,75 bilhão. Dentre as estratégias de controle de doenças de plantas, a semeadura de cultivares resistentes constitui o método mais apropriado, sendo que para a ferrugem asiática já foram descritos quatro genes qualitativos dominantes - Rpp1, Rpp2, Rpp3 e Rpp4. Tais fontes não têm se mostrado muito duradouradas, pois o fungo causador da ferrugem (Phakopsora pachyrhizi) possui uma alta variabilidade genética, levando ao aparecimento de novos isolados que acabam por quebrar a resistência. Como exemplo disso temos o isolado proveniente do Estado de Mato Grosso que, em 2003, quebrou a resistência conferida pelos genes Rpp1 e Rpp3. Dessa maneira, a busca de novas fontes de resistência, incluindo aquela conferida por genes quantitativos, bem como o estudo dos efeitos genéticos que controlam essa resistência são de grande interesse. O presente trabalho teve como objetivo estudar em campo o controle genético da resistência à ferrugem asiática de diferentes genótipos de soja, buscando investigar a ação de genes qualitativos e/ou quantitativos para resistência/tolerância à doença. Dois experimentos foram instalados em campo no ano agrícola de 2005/2006; um deles serviu de controle, enquanto que no outro foi feita a inoculação do patógeno. O material genético utilizado incluiu os genótipos BR01-18437, BRS 184, BRS 231, BRS 232, BRSGO Chapadões, DM 339, Embrapa 48, PI 200487, PI 230970, PI 459025-A, PI 200526, além da geração segregante F2 derivada dos possíveis cruzamentos entre os genótipos, desconsiderando os recíprocos. No experimento inoculado foram realizadas avaliações de severidade da ferrugem asiática (medida pelo percentual de área foliar infectada), bem como avaliações dos tipos de lesão das plantas (RB ou TAN). Coletados os dados, procederam-se as análises quantitativas para a característica severidade da ferrugem asiática e as análises qualitativas para os tipos de lesão. O caráter severidade apresentou distribuição contínua, tendo sido detectada normalidade para os dados de onze cruzamentos da 3ª valiação. O teste de Scott-Knott comparando as médias dos genitores dentro de cada avaliação revelou um ótimo desempenho da linhagem BR01-18437 e da cultivar BRS 231. A análise qualitativa testando as proporções de segregação das populações F2 dos cruzamentos mostrou que a PI 200487 e a PI 200526 possuem alelos diferentes do mesmo gene de resistência, sendo que esse gene é diferente de Rpp2 e Rpp4. A linhagem BR01-18437 possui resistência genética à ferrugem asiática controlada por gene recessivo. Quanto à análise quantitativa, os modelos genéticos de médias e variâncias revelaram que a resistência genética é controlada por genes de ação predominantemente aditiva e que estão dispersos nos genitores. Efeitos de dominância [h] foram detectados para alguns cruzamentos das avaliações, a grande maioria no sentido de diminuir a severidade da doença. Os modelos genéticos de variâncias indicaram a presença de variabilidade genética para alguns cruzamentos, sendo que o maior número de estimativas de D foi conseguido com os dados da 4ª avaliação. Presença de interação genótipo x microambiente foi detectada para muitos cruzamentos da 2ª avaliação. Verificou-se que a cultivar BRS 184 é tolerante à ferrugem asiática e também foi confirmado que a cultivar BRS 231 possui genes quantitativos de resistência à doença. Os valores de herdabilidade no sentido amplo para o caráter severidade da ferrugem asiática variaram de 37% a 59%, mostrando que desde que tomados os devidos cuidados a seleção baseada em plantas individuais da geração F2 pode ser viável. A previsão do potencial genético dos cruzamentos revelou boas probabilidades de se obter híbridos F1 de segundo ciclo com média de severidade inferior à da cultivar BRS 231, destacando-se os cruzamentos da 4ª avaliação que possuem a PI 200526 como um dos genitores.
Currently Brazil is very important in world soybean cultivation and is the second largest producer. However, in May 2001 Asian rust was detected in Brazil, causing great concern to producers and researchers. It is an extremely aggressive disease, whose main damage is early leaf fall that prevents complete grain formation, with a consequent reduction in yield. For the Brazilian 2005/2006 harvest, considering loss at harvest and costs of fungicide application, it was estimated that the economic impact of the disease was US$1.75 billion. Plant disease control strategies include planting resistant cultivars, which is the most appropriate method, and four dominant major genes - Rpp1, Rpp2, Rpp3 and Rpp4, have already been reported for Asian rust. These sources have been shown to be not very long-lasting, because the fungus that causes Asian rust (Phakopsora pachyrhizi) has high genetic variability, leading to the appearance of new isolates that break the resistance. An example of this was the isolate from Mato Grosso Estate that broke the resistance conferred by the Rpp1 and Rpp3 genes in 2003. Thus the search for new sources of resistance, including that conferred by minor genes, and the study of the genetic effects that control this resistance are of great interest. The objective of the present study was to study in the field the genetic control of resistance to Asian rust in different soybean genotypes, aiming to investigate the action of major and/or minor genes for resistance/tolerance to the disease. Two experiments were set up in the field in the 2005/2006 growing season; one served as control, while the other was inoculated with the pathogen. The genetic material used included the following genotypes BR01-18437, BRS 184, BRS 231, BRS 232, BRSGO Chapadões, DM 339, Embrapa 48, PI 200487, PI 230970, PI 459025-A, PI 200526, in addition to the segregant F2 generation derived from the possible crosses among the genotypes, discarding the reciprocals. In the inoculated experiment, the severity of the Asian rust was assessed (measured by the percentage of infected leaf area) along with the types of lesions on the plants (RB or TAN). After collecting the data, quantitative analyses were carried for the severity characteristic of Asian rust and the qualitative analyses for the types of lesion. The severity trait presented continuous distribution and normality was detected for the data in 11 crosses at the third assessment. The Scott-Knott test comparing the parental means within each assessment showed good performance of the BR01-18437 line and the BRS 231 cultivar. Qualitative analysis testing the proportions of segregation in the F2 populations in the crosses showed that PI 200487 and PI 200526 had different alleles of the same resistance gene, and this gene was different from Rpp2 and Rpp4. Genetic resistance to Asian rust is controlled in the BR01-18437 line by a recessive gene. Regarding the quantitative analysis, the genetic models of means and variances showed that the genetic resistance was controlled by genes with predominantly additive action and that they were dispersed in the parents. Effects of dominance [h] were detected for some crosses in the assessments, most in the sense of decreasing the disease severity. The genetic models of variance indicated the presence of genetic variability for some crosses, and the greatest number of D estimates was obtained with the data at the fourth assessment. The presence of the genotype x microenvironment interaction was detected for many crosses at the second assessment. It was verified that the BRS 184 cultivar was tolerant to Asian rust and it was also confirmed that the BRS 231 cultivar had minor genes resistant to the disease. The heritability values in the wide sense for the Asian rust severity trait varied from 37% to 59%, showing that as long as the proper care is taken, selection based on individual plants in the F2 generation may be viable. The prediction of the genetic potential of the crosses showed good probabilities for obtaining second cycle F1 hybrids with a severity mean lower than that of the BRS 231 cultivar, especially in the crosses at the fourth assessment that contain PI 200526 as one of the parents.
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