CARACTERIZAÇÃO DA GENÉTICA DE RESISTÊNCIA À MANCHA-DE-RAMULÁRIA NAS CULTIVARES GUAZUNCHO-2 E VH8-4602 *
Valeska Silva Lucena (Embrapa - Algodão, UFRN/ valeskasl@hotmail.com), Lúcia Vieira Hoffmann (Embrapa Algodão), Nelson Dias Suassuna (Embrapa Algodão), Marc Giband (CIRAD), Paulo Augusto
Viana Barroso (Embrapa Algodão), Vanessa Cavalcante de Almeida (Embrapa - Algodão), Wirton Macedo Coutinho (Embrapa Algodão).
RESUMO: O cultivo intensivo do algodoeiro em amplas áreas na região Centro-Oeste trouxe por um lado benefícios econômicos para a região e por outro o surgimento de várias doenças dentre elas à mancha-de-ramulária,que vem acarretando perdas estimadas em até 35% do rendimento do algodoeiro nesta região. Para determinar a genética de resistência, foram feitos cruzamentos entre as cultivares Guazuncho-2 (Gossypium hirsutum, suscetível) e VH8-4602 (G. barbadense, resistente) à mancha-de- ramulária, gerando indivíduos da geração F1 e F2 que foram inoculados com uma suspensão de 5x105 esporos/mL do fungo. A severidade da doença foi avaliada pela esporulação, que diferiu entre os pais (p=0,007). Os indivíduos F1 desenvolveram o sintoma esporulação da mesma maneira que o pai suscetível, permitindo caracterizar a resistência como recessiva. Nos indivíduos da geração F2, foi observado uma distribuição contínua do número de esporos, característica de herança poligênica. O número de esporos em diversos indivíduos F2 superou o número de esporos do parental suscetível, conforme ocorre em segregação transgressiva. Embora lesões necróticas tenham sido observadas, não puderam ser classificadas como hipersensibilidade pois foram observadas também no parental suscetível; portanto, sem caracterizar incompatibilidade.
Palavras Chaves: doença, macha-de-ramulária, herança genética, resistência.
INTRODUÇÃO
As perdas causadas pela doença mancha-de-ramulária, que é causada pelo fungo Ramularia areola, cresceu nos últimos anos. Este patógeno se dissemina facilmente pelo vento, pela água, por máquinas e por pessoas e por isso vem ocasionando perdas de até 35% no rendimento. A doença inicia-se com lesões pequenas com formato angular de coloração verde claro na superfície adaxial da folha; mas, na superfície inferior, a esporulação abundante dá à lesão uma cor esbranquiçada, depois de cessada a esporulação ativa, as lesões tornam-se necróticas, de cor marrom escuro, acarretando perda da área foliar fotossintetizante e conseqüentemente redução de produção. Embora estudos de herança de resistência sejam importantes para o melhoramento genético, pouco se sabe sobre a interação hospedeiro-patógeno no caso específico da R. areola. Estudos genéticos dessa interação foram aprofundados após a redescoberta das leis de Mendel, sendo possível comprovar que similaridades e diferenças entre plantas parentais e suas progênies podem ser explicadas pela passagem mecânica de unidades discretas de herança dos pais aos filhos, unidades essas chamadas genes. Compreender o modelo de herança adotado pelo algodoeiro no caso da mancha-de-ramulária permite a identificação de métodos de controle da doença e propiciará o monitoramento dos genes de
* Trabalho financiado pelo Facual e pela Embrapa - Algodão .
resistência durante o programa de melhoramento. Portanto objetivou-se realizar um estudo da genética de resistência das cultivares Guazuncho-2 (Gossypium hirsutum) e VH8-4602 (G. barbadense) à mancha-de-ramulária.
MATERIAL E MÉTODOS
Foram realizados plantios, nos meses de julho e agosto de 2006, em Campina Grande, de sementes das gerações filiais F1 e F2, provenientesdo cruzamento entre Guazuncho-2 e VH8-4602.
Após 4 semanas foi realizada a inoculação nessas plantas, com uma suspensão de esporos com os isolados de R. areola 8.2, 8.3 (coletados no Estado de Goiás) e 9.1, 13.1, 13.2 e 13.5, coletados de folhas infectadas do Estado de Minas Gerais. Para crescimento dos isolados foram retirados micélios do fungo Ramularia areola, e colocados em meio de cultura V8 (10%) e mantidos em incubadora (BOD) a 25º C. Após o desenvolvimento das colônias foi adicionada água destilada esterilizada (ADE) e retiradas alíquotas de 1mL para erlenmeyers contendo arroz umedecido e esterilizado, então mantidos a 25ºC para crescimento desses isolados. Após 30 dias de crescimento da colônia, foi adicionada ADE e, feita contagem dos esporos em hemacitômetro, ajustada a concentração de 5x105 esporos/mL. A suspensão foi pulverizada por todas as plantas, até o ponto de corrimento laminar. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos aumentados (Blocos de Federer, 3 blocos no tempo, correspondentes a três datas de plantio) com dois tratamentos comuns (Guazuncho-2 e VH8- 4602) e 135 tratamentos regulares plantas F1 e F2. Foram realizadas avaliações do número de pontos necróticos e no número de esporos em plantas F1, F2 e nos parentais Guazuncho-2 e VH8-4602. Para a contagem de esporos, foi retirada de cada planta um disco foliar de 0,5 cm2, ao qual foi adicionado sulfato de cobre 1M, e esporos foram contados em hemacitômetro.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os parentais diferiram entre si quanto à severidade da doença, medida pela esporulação, segundo o teste F (p=0,007). Guazuncho-2 obteve média de esporulação de 27 x104 esporos/mL, e em VH8-4602 não foram observados esporos. As plantas F1, heterozigotas, obtiveram 325 e 435 x104 esporos/mL, respectivamente. Na geração F2 foi observada uma distribuição contínua do número de esporos, variando entre 0 a 623 x104 esporos/mL. A media de esporulação de alguns indivíduos F2 foi maior do que a obtida pelos parentais Guazuncho-2 e VH8-4602. O coeficiente de variação (13%) foi utilizado para agrupar os indivíduos da geração F2 em classes, a partir do número de esporos. O número de plantas em cada classe, obtido nos três ensaios, correspondentes às três datas de inoculação, estão apresentadas no Graf 1.
Observaram-se o aparecimento de manchas necróticas nas folhas de algodoeiro como resposta à inoculação. Os genótipos Guazuncho-2 e VH8-4602 não diferiram entre si quanto ao número de lesões, segundo o teste F.
Gráfico 1: Distribuição do número de plantas em função do número de esporos
Embora, segundo Rathaiah (1976), o algodoeiro apresente resposta hipersensitiva como reação à mancha de ramulária, as observações feitas não permitiram caracterizar o aparecimento de plantas necróticas como resposta hipersensitiva. Algumas plantas (33F2 e 41F2) não desenvolveram pontos necróticos e não desenvolveram esporulação, aparentando resistência total
0 0.5 a 13
14 a 27
28 a 41
42 a 55
56 a 69
70 a 83
84 a 97
98 a 11
11 2 a 12
12 6 a 13
14 0 a 15
15 4 a 16
16 8 a 18
18 2 a 19
19 6 a 20
21 0 a 22
22 4 a 23
23 8 a 25
25 2 a 26
26 6 a 27
28 0 a 29
29 4 a 30
30 8 a 32
32 2 a 33
33 6 a 34
35 0 a 36
36 4 a 37 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Ensaio 1
Número de Esporos
Número de Plantas
0 0.5 a 13
14 a 27
28 a 41
42 a 55
56 a 69
70 a 83
84 a 97
98 a 111
112 a 125
126 a 139
140 a 153
154 a 167
168 a 181
182 a 195
196 a 209
210 a 223
224 a 237
238 a 251
252 a 265
266 a 279
280 a 293
294 a 307
308 a 321
322 a 335
336 a 349
350 a 363
364 a 377 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Ensaio 3
Número de Esporos
Número de Plantas
VH8-4602 Guazuncho-2
VH8-4602
0 0.5 a 13 14 a 27 28 a 41 42 a 55 56 a 69 70 a 83 84 a 97 98 a 111 112 a 125
126 a 139
140 a 153 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Ensaio 2
Número de Esporos
Número de plantas
VH8-4602
Guazuncho-2
Guazuncho-2
F1
Existiram indivíduos como a 50F2 e 142F2, que apresentaram esporulação e não desenvolveram pontos necróticos, portanto essas plantas aparentemente apresentaram compatibilidade com o fungo, permitindo sua penetração, colonização e esporulação (Fig. 2).
Foi observado que as plantas F2 (3, 8, 9, 11, 17, 23 e 34) desenvolveram pontos necróticos e não desenvolveram esporulação do fungo (Fig. 1).
Figura 1: Exemplo de morte celular observada em plantas F2
As plantas F2 (1,2,4, 7,10,12 entre outras) desenvolveram pontos necróticos e permitiram a esporulação do fungo. O que provavelmente indica que o tipo de resposta da defesa da planta ao fungo não é uma resposta hipersensitiva (Fig. 2).
Figura 2: Exemplo de esporulação de R. areola observada em plantas F2
Durante as avaliações de herança da resistência à mancha-de-ramulária, foram observadas nas plantas F1 e F2 valores de esporulação superiores aos valores do parental Guazuncho-2 (suscetível), o que provavelmente indica que o parental VH8-4602 também apresenta locos com alelos que conferem suscetibilidade que puderam ser observados na população segregante. Sendo os heterozigotos mais suscetíveis que os homozigotos para os locos que segregam no cruzamento, a resistência provavelmente é recessiva. Outra doença de algodoeiro para a qual Bezawada et. al., (2003) identificaram um gene recessivo que confere a resistência é o nematóide de galhas, causado por Meloidogyne incognita.
A presença de uma variação contínua de graus de resistência à mancha-de-ramulária para as características pontos necróticos e esporulação na geração F2, caracteriza variação transgressiva de uma herança poligênica, que se deve possivelmente pela combinação de genes de resistência das cultivares Guazuncho-2 e VH8-4602. Esse tipo de resistência apresenta maior durabilidade, porém a identificação dos locos envolvidos na característica de resistência pode ser difícil pois, considerando diferentes locos, pode ser baixa expressão fenotípica.
Na avaliação do mecanismo de resistência das cultivares testadas se tomando a definição de resposta hipersensitiva como existência de morte celular gerada pela incompatibilidade entre planta e
patógeno, então a resistência da cultivar VH8-4602, não é uma resposta hipersensitiva clássica visto que houve esporulação do patógeno. Este conceito de resistência, antes da fitopatologia que da bioquímica, é importante, pois na eventualidade da incorporação deste tipo de resistência em variedades comerciais, existiriam implicações, uma epidemiológica, já que o patógeno esporula e, portanto, pode propagar a partir destas variedades. E também de resistência: uma vez que a doença se expressa, embora em nível significativamente menor, pode haver nível significativo de perda de produção devido à perda de área foliar, o que não foi medido neste trabalho.
Contrariamente, do ponto de vista bioquímico, a resposta hipersensitiva caracteriza-se por existência de genes, normalmente genes R, que, a partir do reconhecimento de um elicitor do patógeno, desencadeia mecanismos de transdução de sinal que culminam com a morte das células do hospedeiro (DANGL e JONES, 2001). Os mesmos mecanismos bioquímicos característicos da resposta hipersensitiva podem estar presentes na reação de algumas variedades de G. barbadense a R. areola, uma vez que alguns indivíduos da geração F2 apresentaram lesões necróticas característica de morte celular, e impediram o desenvolvimento do patógeno, visto que não apresentaram esporulação. Entretanto, a resposta hipersensitiva é uma resposta rápida, e as lesões necróticas demoraram a aparecer no caso de R. areola, tendo as primeiras lesões surgido entre 13 a 22 dias após as inoculações.
CONCLUSÃO
A resistência à mancha-de-ramulária nas cultivares avaliadas é recessiva e a herança poligênica, indicando que se a resistência for incluída em cultivares comerciais tenderá a apresentar alta durabilidade.
CONTRIBUIÇÃO PRÁTICA E CIENTÍFICA DO TRABALHO
A caracterização genética da resistência do algodoeiro à mancha-de-ramulária auxilia o desenvolvimento de estratégias para que o melhorista desenvolva cultivares comerciais resistentes e métodos de controle específicos de acordo com a característica da herança genética além de prover subsídios para realizar o mapeamento genético da resistência à doença.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BEZAWADA, C. SAHA, S. JENKINS, J. N. CREECH, R. G. MCCARTY, J. C. SSR marker(s) associated with root-knoot nematode resistance gene(s) in cotton, J. Cotton Sci. , v.7, p.179-184, 2003.
DANGL, J. L. E JONES, J. D. G.; Plant pathogens and integrated defense responses to infection.
Nature, v 411, p. 826-833, 2001
RATHAYAH, Y. Reaction of cotton species and cultivars to four isolates of Ramularia areola.
Phytopatology, v. 66, p. 1007-1009, 1976.
