Melhoramento de Capsicum spp. visando à resistência ao PepYMV e à manchabacteriana

Melhoramento de Capsicum spp. visando à

resistência ao PepYMV e à

Capsicum spp.

Importância Econômica:

- Versatilidade: (aplicações culinárias, industriais, medicinais e ornamentais).

Fatores limitantes

2n= 24 cromossomos 2n= 26 cromossomos 2n= ???

C. annuum var. annuum C. campylopodium C. caballeroi C. annuum var. glabriusculum C. cornutum C. ceratocalyx

C. baccatum var. baccatum C. friburgense C. coccineum C. baccatum var. pendulum C. lanceolatum C. dimorphum C. baccatum var. umbilicatum C. mirabile C. geminifolium

C. cardenasii C. pereirae C. chacoense C. recurvatum C. chinense C. rhomboideum C. eximium C. schottianum C. frutescens C. villosum C. galapagoense C. buforum * C. parvifolium C. praetermissum C. pubescens C. tovarii

Análise da resistência genética à

mancha-bacteriana em

genótipos de Capsicum annuum L.

Mestrando: Roberto Alexandre Costa

PGPV (2000)

Mancha-bacteriana do pimentão

Resistência genética à mancha-bacteriana

em pimentão



Três genes de resistência:

 Bs1 (PI 163192) – Capsicum annuum L.  Bs2 (PI 260435) – Capsicum chacoense L.  Bs3 (PI 271322) – Capsicum annuum L.

Avaliação da Resistência à MB

(Rodrigues Neto et al., 1986)

ENA 4135

48h – 28ºC

36h – 28ºC

- suspensão água destilada - [103_{] ufc/mL}

- [105_{] ufc/mL}

(Bongiolo Neto et al., 1986)

Programas de melhoramento

Sistema reprodutivo

Variabilidade genética

Escolha do método

Modelos Biométricos

Parâmetros genéticos

h

Herança da resistência

Análise de gerações para reação

à mancha-bacteriana e outros

caracteres agronômicos em

Capsicum annuum L.

Mestrado: Elaine Manelli Riva

(2002)



Estimativas de parâmetros genéticos:

 h2_r ~ 50,77%  h2_a ~ 82,54%



Tese:

single seed

descent

pimentão resistentes à mancha bacteriana

Objetivos

Avançar gerações e selecionar genótipos superiores de pimentão utilizando-se os métodos de melhoramento Genealógico (Pedigree) e Single Seed Descent (SSD) a partir da população segregante derivada do cruzamento entre os acessos de Capsicum

F₂ P₁ P₂ F₁ (Costa, 2000)

x

Esquema Experimental

FV GL RMB (%) RMB (cm2₎

Entre linhas 55 482,40** 0,05**

Dentro de linhas 336 101,14 0,01

Média 9,66 0,01

** Significativo em nível de 1% de probabilidade pelo teste F.

Tabela 6 – Resumo da análise de variância para a característica reação à mancha bacteriana, considerando-se a geração F_2:3 de

acordo com o procedimento linhas e pais intercalares. Campos dos Goytacazes, 2004

Tabela 8 – Resumo da análise de variância para as características peso total de frutos1 (g), número total de frutos2 e peso médio de frutos3 (g), considerando-se a geração F2:3 de acordo com o procedimento linhas e pais intercalares. Campos

dos Goytacazes, 2004

FV GL PTF1 NTF2 PMF3

Entre linhas 55 368394,07** 3905,51** 253,52** Dentro linhas 336 38476,00 432,53 15,03

Médias 503,29 45,25 12,65

Resultados



Considerando-se a característica reação à

mancha bacteriana, por meio da seleção

entre e dentro, selecionaram-se as linhas F

105, 111, 125, 157, 226, 260, 282, 288, 313,

475 e 517, proporcionando ganhos genéticos

em torno de –40,0%.



UENF/PESAGRO/RIO

Casa de vegetação



2 gerações/ano

F

Tabela 4 – Médias da característica RMB avaliada por meio da AACPD nos genitores UENF 1421 e

UENF 1381, e em 79 linhas F₆ obtidas a partir deste cruzamento. Campos dos Goytacazes, 2005

Linhas Médias Linhas Médias Linhas Médias

093 26,70 a 118 A 18,18ab 204 15,60abc UENF 1421 26,00 a 195 18,15ab 422 15,47abc 098 25,73 a 126 18,10ab 500 15,32abc 507 24,38 a 447 18,03ab 021 15,31abc 307 23,33 a 385 17,92ab 068 15,20abc 097 23,10 a 313 17,81ab 168 15,13abc 337 23,07 a 309 17,67abc 008 15,13abc 081 22,57 a 280 17,07abc 463 14,97abc 544 21,83 a 525 16,94abc 504 14,66abc 480 21,38ab 486 16,93abc 214 14,65abc 241 20,83ab 428 16,92abc 251 14,62abc 334 20,47ab 529 16,83abc 011 14,60abc 118 V 19,50ab 311 16,72abc 114 14,35abc 192 19,47ab 408 16,43abc 183 14,27abc 143 19,40ab 258 16,43abc 239 14,17abc 512 19,35ab 425 16,33abc 527 13,94abc 083 19,07ab 191 16,32abc 226 13,93abc 238 18,93ab 026 16,17abc 032 13,87abc 199 18,93ab 332 16,05abc 399 13,53abc 095 18,93ab 041 16,02abc 517 13,52abc 100 18,87ab 414 15,80abc 174 13,50abc 282 18,80ab 339 15,80abc 474 13,47abc 114 18,78ab 074 15,80abc 104 13,20abc 188 18,42ab 209 15,78abc 470 13,07abc 353 18,40ab 132 15,78abc 434 12,73abc 234 18,25ab 480 15,67abc 301 12,40abc 520 18,20ab 426 15,60abc 316 12,25abc

Genes bs5 e bs6



bs5 derivado de PI271322

REAÇÃO À MANCHA-BACTERIANA E

DESEMPENHO AGRONÔMICO DE

LINHAS RECOMBINADAS DE Capsicum

annuum L.

Mestranda: Sarah Ola Moreira

(2008)

REAÇÃO À MANCHA-BACTERIANA (RMB)

 DIC com 6 repetições – UAP – UENF

 Isolado ENA 4135 raça T1P3: [105 ufc/mL]  Inoculação na superfície abaxial da folha  Avaliação: Escala de Notas e AACPD

Resultados

RESULTADOS

 NTF: 12 linhas com médias entre 64 e 101 frutos  PMF: variou entre 5,09 e 82,29 g

• Linhas com maior NTF têm menor PMF

 PTF: não significativo

 CF: variou entre 3,32 e 11,20 cm  DF: variou entre 1,39 e 6,91 cm

• Menor CF e DF: linha 4

 CF/DF: prevaleceu o formato cônico  AP e DC: grande correlação

 CAPS: presente em 14 linhas e segregando em 2  RMB: 5 linhas resistentes

CONCLUSÕES

 Ampla variabilidade quanto à produção e formato de

fruto e de planta;

 5 linhas são resistentes à mancha-bacteriana;

 Os parâmetros genéticos sugerem que as características

estudadas foram pouco influenciadas pelo ambiente, são herdáveis e permitem a seleção;

8 13

Pimentas

Pimenta-doce

Ornamental

Resumo das publicações

• Costa et al. (2002): Resistência genética e indicação de

combinações

• Sudré (2003): Fontes resistência: UENF 1381, UENF 1496,

UENF 1498, UENF 1558, UENF 1573, UENF 1578, UENF 1585

• Riva (2002): UENF 1421 X UENF 1381

• Riva et al. (2004): identificação de 3 genes recessivos • Riva (2006): 18 linhas endogâmicas recombinadas

resistentes

• Riva-Souza et al. (2007): eficiência dos métodos de

seleção

• Moreira et al. (2008): teste de linhas recombinadas em

diferentes ambientes

Identificação de fontes de resistência ao

Pepper

yellow mosaic virus

em

Capsicum

spp. e resposta

ecofisiológica de acessos de

Capsicum chinense

infectados com o vírus

Mosaico Amarelo do Pimentão

 Pepper yellow mosaic virus (PepYMV)

 Estirpe agressiva do PVY

 Nova espécie dentro do gênero

Transmissão e ocorrência

 Ocorre - forma natural em pimentão e tomate

(Inoue-Nagata et al., 2002; Cunha et al., 2002)

 Regiões Centro-Oeste e Sudeste

 Perda de 60 a 80% em Venda Nova do Imigrante (Costa

et al., 2003)

 Amapá, Pernambuco, Bahia, Goiás, Distrito Federal,

Minas Gerais e São Paulo (Inoue-Nagata et al., 2003; Zambolim et al., 2004).

Sintomatologia



Sintomas – mosaico

severo, deformação foliar,

nanismo das plantas e

redução da área foliar



Difícil de distinguir a

infecção deste com o PVY

(Zerbini Jr et al., 2002)

Controle – Resistência



Controle genético

 Capsicum annuum – Pvr4

Material e Métodos

 Gaiolas recobertas com tela anti-afídeo  Delineamento inteiramente casualizado

 127 acessos – Sudré et al, 2005, Bento et al., 2007 e Lima et al.,

2007

 Dez repetições

Inoculação

 3 a 4 folhas definitivas

 Isolado 3 - Departamento de

Fitopatologia da Universidade Federal de Viçosa (Truta et al, 2004)

 Inóculo – maceração de 1g de

folhas jovens de fumo (Nicotiana debneyi)

 Tampão de fosfato de potássio

pH 7,2

 Carborundum

 Transmissão mecânica - gaze

contendo o inóculo

 As testemunhas – solução

tampão + Carborundum

 Avaliação – 15 dias após a

inoculação

Escala de Notas

Notas Sintomas

1 com ausência visual de sintomas

2 com sintomas leves

3 sintomas com intensidade mediana

4 sintomas intensos

5 mosaico foliar e com sintomas severos tais como: mosaico generalizado, mosaico bolhoso, distorção foliar e redução da área foliar.

Escala de Notas

1 ₂

Confirmação da Resistência

 Teste Sorológico (Enzyme-Linked Imunosorbent Assay, ELISA)

 Laboratório de Virologia Vegetal – UFV

 0,5g de folhas jovens de Capsicum spp. trituradas

 Nicotiana debneyi – controle positivo

 2,5ml de tampão de extração (diluição 1:5)



Incubada a temperatura ambiente no escuro



Intensidade de coloração

– a 405nm



Absorbância - inferior a duas vezes a média

do controle negativo

Resultados

UENF 1770 _{UENF 1800}

UENF 1727

UENF 1553

Acessos resistentes

Nº UENF Espécie Procedên cia Média Elisa indireto Avaliação final 1624 C.baccatum var.pendulum Campos, RJ 1,0 e - R 1703 C. chinense Viçosa, MG 1,0 e - R 1730 C. chinense Peru 1,0 e - R 1732 C. baccatum var.pendulum Campos, RJ 1,0 e - R 1751 C. chinense Parintins, PA 1,0 e - R 1755 C. chinense Peru 1,0 e - R 1764 C. chinense Belém, PA 1,0 e - R 1770 C. chinense Belém, PA 1,0 e - R 1803 C. chinense Campos, RJ 1,0 e - R C. annuum var. annuum cv. Ikeda - 2,0 d + S

Figura 1 – Absorbâncias (405nm) obtidas para alguns dos acessos de

Capsicum spp. analisados para resistência ao PepYMV

.

0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400 1.600 1624 1730 1624 (-) 1730 (-) N.d ebne yi (-) N. d ebne yi is ol. 3 (+) N. d ebne yi is ol. 1 1 (+ ) 1703 1770 1703 (-) 1770 (-) N.d ebne yi (-) N. d ebne yi is ol. 1 1 (+ ) N. d ebne yi is ol. 3 (+) Acessos A (4 0 5 )

Conclusões



Nove acessos resistentes

 Dois acessos C. baccatum var. pendulum  Sete acessos C. chinense



A resistência: expressa em temperaturas

HERANÇA DE CARACTERES

AGRONÔMICOS E DA RESISTÊNCIA

AO

Pepper Yellow Mosaic Virus

em

Capsicum baccatum

var

. pendulum

Tese: Leandro Simões Azeredo Gonçalves

(2010)

Capsicum baccatum:

- Capsicum baccatum var. pendulum - Capsicum baccatum var. baccatum

Tipos de frutos: - Dedo-de-moça - Cambuci

1) Determinar a herança de características agronômicas e de resistência ao Pepper yellow mosaic virus em

Capsicum baccatum var. pendulum, e

2) Avaliar mecanismos bioquímicos de resistência ao

Pepper yellow mosaic virus.

MATERIAL E MÉTODOS

Dialelo

 Avaliação da presença do gene Pvr4:

 O marcador do tipo CAPS (co-dominante),

desenvolvido por Caranta et al. (1999).

 As sequências dos iniciadores foram CSO-F

CGAAGAGAGAAGGTC-3’), CSO-R (5’-TCAGGGTAGGTTATT-3’)

 Para a clivagem dos fragmentos amplificados foi

 Proteínas relacionadas à patogênese (PRs) avaliadas:  LTP;  Quitinase;  Peroxidase; e  β-1,3-glucanase.

Conclusões:

 Efeitos aditivos e de dominância foram detectados no controle

da expressão gênica da Resistência.

 3 - As combinações híbridas UENF 1629 x UENF 1732, UENF

1616 x UENF 1732 e UENF 1624 x UENF 1639 são promissoras para dar início a um programa de melhoramento de C.

baccatum, pois reúnem características agronômicas favoráveis e

 4- O marcador molecular do tipo CAPS mostrou-se

eficiente em distinguir as plantas resistentes ao PepYMV.

 5- Os acessos UENF 1624 e UENF 1732 (C.

baccatum var. pendulum) revelaram a presença do

gene Pvr4.

 6- Os acessos de C. chinense (UENF 1730 e UENF

1755), embora sejam resistentes não possuem o gene Pvr4.

Peroxidase is involved in Pepper yellow mosaic virus resistance in Capsicum baccatum var. pendulum

 L.S.A. Gonçalves1, R. Rodrigues1, M.S.S. Diz2, A.T. do Amaral

Júnior1_{, A.O. Carvalho}2 _{and V.M. Gomes}2

Genetics and Molecular Research, 2012

The present study aimed to analyze the induction of PRs, focusing on β-1,3-glucanase, chitinase, LTPs, and peroxidase in C. baccatum var. pendulum plants, accession UENF 1624, which is resistant to

M 0 24 48 72 96 M 0 24 48 72 96

Uninoculated Inoculated

A

B

Figure 4. (A) Polyacrylamide gel electrophoresis in 15% and (B) Peroxidase activity gel electrophoresis of

control (uninoculated) and inoculated samples, at different times (0, 24, 48, 72 and 96 hours) after inoculation with Pepper yellow mosaic virus in plants of C. baccatum var. pendulum (UENF 1624); M – molecular weight marker in KDa.

Pe rox id a se a ctivi ty (ua ./ t. µg p rote in mL -1 ) 0.00 .01 .02 .03 .04 .05 .06 Control (Uninoculated) Inoculated 24 h 48 h 72 h 96 h 0 h

Figure 5. Peroxidase activity in leaves of C. baccatum var. pendulum (UENF 1624) non-inoculated and

Inheritance of resistance to

Pepper yellow mosaic

virus

(PepYMV) in

Capsicum baccatum

var.

pendulum

 C. dos S. Bento1, R. Rodrigues1, L.S.A. Gonçalves1, H.S. Oliveira1_{, M.H. dos Santos}1_{, M.C. Pontes}1 _and

C.P. Sudré1

(Genetics and Molecular Research, 2012)

 This study aimed to evaluate the genetic basis of

resistance of C. baccatum var. pendulum to the potyvirus

MATERIAL AND METHODS



Plant material

 UENF 1616, susceptible to PepYMV  UENF 1732, resistant to PepYMV  F₁

 F₂

 Seedlings cultivated in a growth chamber, with controlled

temperature, photoperiod and humidity (25 °C, 12 h and 80%, respectively)

 Size population:

 Twenty plants - parents and F₁ hybrid  200 F₂ plants

 50 plants in each backcross generation (BC_1:1 and BC_1:2).

 Negative control:

 Two healthy plants of each parental

 20 plants of the cultivar Criollo de Morelos (R)  20 plants of the cultivar Ikeda (S)



Inoculation and evaluation (Bento et al.,

Table 1. Estimates of the genetic parameters obtained from the values of AUDPC for

the assessment of resistance to PepYMV, evaluated in plants of generations P1, P2, F1,

F2, BC1:1 and BC1:2 from the cross between UENF 1616 and UENF 1732 of C.

baccatum var. Pendulum.

Genetic Parameters Resistence PepYMV Phenotypic variation ( 2p) 13.57 Environmental variance ( 2e) 8.75 Genotypic variance ( 2g) 4.83 Additive variance ( 2a) 2.96 Variance of dominance ( 2d) 1.87 Broad-sense heritability (h2a) 35.52 Narrow-sense heritability (h2r) 21.79

Average degree of dominance (ADD) 1.12 Minimum number of genes ( ) 7.00 Generation coefficient of genotypic determination ( 2) -

IDENTIFICAÇÃO DE FONTES DE RESISTÊNCIA

À ANTRACNOSE EM ACESSOS DE Capsicum spp.

 SORAIA DE ASSUNÇÃO MONTEIRO DA SILVA

 Mestrado em Genética e Melhoramento de Plantas

 Objetivo geral

 identificar fontes de resistência à antracnose no banco de germoplasma de

Capsicum da UENF.

 Objetivos específicos:

 i) investigar a reação de 37 acessos de Capsicum spp. da coleção de

germoplasma da UENF em relação ao Colletotrichum gloeosporioides (Penz.) em diferentes órgãos da planta (folha jovem, fruto imaturo e fruto maduro);

 ii) avaliar a reação dos acessos em diferentes condições ambientais: fruto na

planta em casa de vegetação, e fruto destacado mantido em condições de laboratório;

 iii) comparar os resultados e identificar a forma mais eficiente de avaliação na

 37 acessos de Capsicum spp. da coleção de germoplasma de do

Laboratório de Melhoramento Genético Vegetal do CCTA/UENF

 Já descritos por Sudré et al. (2005) e Bento et al. (2007) e também

Locais dos experimentos e condições experimentais

 O trabalho foi conduzido em três etapas:

 Avaliação da resistência em folhas (primeira etapa)  Em frutos na planta (segunda etapa)

 Em frutos destacados (terceira etapa)

 Produção de mudas - Câmara de crescimento  Controle de temperatura (27 2 C)

 Fotoperíodo (16h luz/8h )  Umidade (80%)

Preparo do Inóculo

 Meio BDA, com pH 7,0, até a

formação de colônias (7 a 10 dias), incubados no escuro a 25 °C (Araújo et

al., 2007)

 A suspensão de esporos

 Concentração de 1,0 x 106

conídios/mL,

 Liberando conídios com auxílio de

um pincel e a suspensão

 A concentração ajustada através de

contagem em Câmara de Neubauer

Inoculação das folhas

 Três folhas por planta:

 inoculadas e analisadas a cada 24 horas durante

sete dias após inoculação (Mahasuk et al., 2009)

 Em seguida foram lavadas com água destilada (x 3)  4 gotas com 5 µl foram aplicadas a superfície do

Inoculação dos frutos na planta

 Na fase de florescimento:

 Os botões florais foram identificados com etiquetas na

antese;

 Três frutos por planta foram inoculados;

 Frutos verde e vermelhos maduros;

 Pericarpo;

Inoculação dos frutos - laboratório



Frutos colhidos 35 – 45 dias após a antese

Identificados e levados ao laboratório



Desinfestados: NaOCl (1%)



Lavados 3X em água deionizada esterilizada

Inoculados:

 1,0 x 106 conídios/mL  Temperatura: 28ºC

 Perda excessiva de água: algodão embebido em

Avaliação

 Início: 24 h após inoculação  Observações a cada 24 h

 Final da avaliação: 7 dias após

a inoculação (DAI)

 Resistência:

 Período de Incubação

 Notas – Escala

 Sintomas nas folhas e nos

frutos pela escala proposta por Mahasuk et al., 2009

 Área Abaixo da Curva de

Progresso da Doença (AACPD)

RESULTADOS

 Folhas:

 Sem sintomas decorrentes

das inoculações feitas nas folhas das plantas

 A inoculação em frutos:

 imaturos e maduros:  Casa de vegetação  Laboratório

 Sintomas de antracnose em frutos

Período de Incubação



Alguns

acessos

não

mostraram

sinais

do

patógeno mesmo após sete

dias de inoculação



Planta



Laboratório

Dois acessos resistentes



Acessos UENF 1797 e UENF 1718, de C.

baccatum var. pendulum