Classificação da resistência

Classificação da

resistência

Classificação da resistência

Ø

do ponto de vista genético

Ø

do ponto de vista epidemiológico

Ø

do ponto de vista genético

monogênica

oligo/poligênica

Resistências de plantas às doenças

do ponto de vista genético

Distribuição fenotípica descontínua (A), contínua (B) e bimodal (C) geralmente associadas, respectivamente, com resistências do tipo monogênica, poligênica e monogênica na presença de genes secundários

Ø

do ponto de vista epidemiológico

- vertical

- horizontal

Resistências de plantas às doenças

Alguns conceitos...

Os patógenos podem variar quanto à

especificidade do hospedeiro. Esta

variação pode ser a nível inter ou

intra-específico. Tais variações levam

a alguns termos como: raça, raça

fisiológica e formae specialis.

Alguns conceitos...

No caso de bactérias, a designação formae

specialis é substituído por patovar. Ex:

Xanthomonas campestris pv. campestris; X.

c. pv. malvacearum.

Espécie – indivíduos de uma mesma população

que apresentam certas características

morfológicas em comum. Ex: Erysiphe

graminis.

Apresenta alto grau de

especialização quanto à espécie hospedeira

(especialização interespecífica), tendo, por

exemplo, espécies patogênicas a trigo (E.g.

f.sp. tritici; aveia- E.g. f.sp. avenae;

cevada- E.g. f.sp. hordei).

Alguns conceitos...

O nível de especialização poderá aumentar

ainda mais dentro das formae specialis

(especialização intraespecifica). Estes se

constituem nas

raças ou raças fisiológicas

.

Raça –

sua definição dá-se, portanto, de

acordo com as reações fenotípicas dos

isolados quando inoculados em uma série

diferencial de cultivares.

Eventualmente podem surgir

isolados mutantes dentro de uma raça,

apresentando espectro de virulência alterado. Estes são denominados mutantes ou biótipos.

do ponto de vista epidemiológico

S

RV

RH

do ponto de vista epidemiológico

VARIEDADE MARITTA 0 1 2 3 4 1,2 1,3 1,4 2,3 2,4 3,4 1,2,3 1,2,4 1,3,4 2,3,4 1,2 3,4 V A R I E D A D E K E N N E B E C - R 1 R S R S Raças

V A R I E D A D E K A T A H D I N VARIEDADE CAPELLA 2,3,4 0 1 2 3 4 1,2 1,3 1,4 2,3 2,4 3,4 1,2,3 1,2,4 1,3,4 _1,2 3,4 Raças

Comportamento da variedade Voran em relação a Phytophthora

infestans e seu status de cultivo no período de 1937 a 1970,

na Alemanha. Substituição 6,5 7 1970 7 6,5 1968 7 6,5 1960 7 6,5 1957 7 7 1952 8 7 Predominante 1950 8 7 1946 8 7 1942 7 7 1938 Rara, introdução recente 7 6 1937 Folha Tubérculo Status em relação ao cultivo Resistência Ano

Menor freqüência de infecção

Componentes da RH

Menor esporulação

Maior tempo entre a infecção

e esporulação

Tecido infectado

Por que a RV tem

sido a preferida?

üherança mais simples;

ümelhoramento mais fácil;

ümenos influenciada pelo ambiente;

ütem maior impacto visual nas Estações experimentais

devido a diversidade de variedades;

üos efeitos da RH se manifestam menos nas Estações

RH

RV

A exuberância do comportamento

das variedades com RV

faz com que as mesmas

tornem-se muito populares.

Essa popularização leva

à sua destruição.

Efeito da popularidade das variedades de Resistência Vertical

Relação entre a proporção de área cultivada com a

variedade Eureka e as raças de Puccinia graminis f.sp.

tritici, em Queensland e New South Wales (Watson &

Luig, 1963). Raças

0 0 53 17 417 0 126-1,2,6 0 1 134 52 288 0 22-2,6 4 5 22 30 244 502 125-1,2 72 72 215 95 132 326 126-6 1963 1960 1957 1954 1951 1949

Freqüência nos triênios encerrados em Raças

Freqüência de isolamento de diversas raças de

Puccinia graminis f. sp. tritici na Austrália, em

Freqüência relativa de raças de P. graminis f. sp. tritici, em 1957 e 1958, na Austrália, em relação ao número de

genes desnecessários de virulência.

0,2 4 222-1,2,4,6 3 3 222-1,2,6 13 2 126-1,6; 126-2,6; 222-2,6 22 1 21-2; 126-6 62 0 21-0 Freqüência (%) No de genes de virulência desnecessários Raças

1,4 0,8 1,1 8,9 222-1,2,6126-1,6 33,2 30,4 35,4 25,4 74,2 63,8 68,5 57,9 126-6 5 4,8 2,2 3,4 15,1 222-1,2,6126-6 84,9 96,6 97,8 95,2 4 52,3 43,4 41,4 38,9 222-2,6126-1,6 61,1 58,6 56,6 47,7 3 13,5 9,2 9,6 28,7 222-1,2,6126-1,6 71,3 90,4 90,8 86,5 2 11,2 13,6 14,5 31,0 126-1,6126-6 69,0 85,5 86,4 88,8 1 4 3 2 1

Composição racial, em %, após a passagem no

Raça Mistura

Efeito da passagem de nove misturas de raças através da variedade Federation na proporção

Freqüência de raças de Phytophthora infestans, segundo o número de genes desnecessários de virulência na

Freqüência de raças de Phytophthora infestans, segundo o número de genes desnecessários de virulência em

Raças com menos genes

desnecessários de virulência

são mais aptas para sobreviver na ausência

da variedade com o gene de RV

complementar

Conclusão

(2, 3) (2) Seleção direcional R2R3 R2 (1) (2, 3) Seleção estabilizadora R1 R2R3 Homeostase/Plasticidade Pressão de seleção

Retirada da Pressão de seleção

Raças Cvs

Cvs

Exodemia

A RV é permanente na natureza

Valor da RV

A RV é mais freqüente em:

- plantas anuais - plantas temperadas - plantas decíduas - doenças foliares

Regras para aplicação da RV

üa RV provavelmente não tem valor para hospedeiros

perenes;

üa RV tem maior valor para doenças de juros simples

do que para doenças de juros compostos;

üa RV tem maior valor para patógenos de baixa

mutabilidade vertical;

üa RV provavelmente não tem valor qdo empregada

em espécies geneticamente uniformes e que são cultivadas em grandes áreas com a mesma variedade;

Regras para aplicação da RV

üa RV tem maior valor qdo a seleção estabilizadora

pode ser explorada;

ücontra patógenos não obrigados, um gene forte é

suficiente para a exploração da seleção estabilizadora. Contra patógenos biotróficos, são necessários pelo menos 2 genes fortes;

üa rotação de genótipos é aconselhável para as

doenças de juros compostos;

üo uso de multilinhas é aconselhável para as doenças

üa RV tem maior valor para doenças cuja

disseminação é passiva direta;

üvencer a RV é + simples qdo a proteção conferida

por ela for incompleta;

üa RV tem maior valor em regiões com estações bem

definidas;

üo RV tem maior valor onde leis fitossanitárias podem

ser aplicadas;

üa RV tem maior valor qdo reforçada com níveis

adequados de RH;

üo colapso de uma RV complexa pode resultar em

menor qtde de doença do que o colapso de uma RV simples.

-+

+

-+

12

4

4

4

Total

4

4

0

0

C

4

0

4

0

B

4

0

0

4

A

3

2

1

Total

Reação às raças

Reação de algumas variedades a algumas raças

do patógeno

Reação de algumas variedades a algumas raças

do patógeno

18

9

6

3

Total

3

2

2

0

F

6

3

2

1

E

9

4

3

2

D

6

5

4

Total

Reação às raças

3

2

1

3

4

3

2

2

5

4

3

1

C

B

A

Isolados

Cultivares

Presença de interação diferencial

5

1

1

6

1

5

1

5

1

1

5

4

F

E

D

Isolados

Cultivares

2

3

4

9

2

3

4

8

2

3

4

7

I

H

G

Isolados

Cultivares

2

2

2

12

3

3

3

11

4

4

4

10

L

K

J

Isolados

Cultivares

5

1

1

15

2

5

2

14

3

3

5

13

O

N

M

Isolados

Cultivares

Reação de algumas variedades a algumas

raças do patógeno

Severidade da reação nas variedadesb

Tipo cultural do isolado

37

43

44

42

38

36

y

78

84

76

77

83

82

x

B

84

77

82

82

76

78

y

164

162

162

158

157

156

x

A

VI

V

IV

III

II

I

Esporulação nas repetições

Raça Var.

Variedade x reprodução de duas raças de P.

Variedade x reprodução de duas raças de P. infestans Dados sem transformação

221

20

<0,01

2400

1

<0,01

21600

1

<0,01

21480

1

QM

GL

Variedade x reprodução de duas raças de P. infestans Dados com transformação (log)

0,003

20

ns

0,00

1

<0,01

2,90

1

<0,01

2,88

1

QM

GL

Fonte de

variação

Reações de R e S dos cultivares parentais Ottawa e Bombay de linho e freqüência observada e esperada

(3:1) de indivíduos F2 das raças 22 e 24 de

Melampsora lini, virulentas (vir) e avirulentas (avr).

100 33 105 28 + -Bombay 100 33 101 32 -+ Ottawa avr vir avr vir Esperada Observada 24 22 Cultivar Freqüência de indivíduos F2 Raça parental

Freqüência observada e esperada (3:1) de indivíduos F2 de Melampsora lini, das raças 22 e 24, virulentas

(vir) e avirulentas (avr), inoculadas nas cultivares Ottawa e Bombay de linho.

48,5 145,5 52 142 + -24 48,5 145,5 41 153 -+ 22 avr vir avr vir Esperada Observada Bombay Ottawa Raças Frequência de indivíduos F2 Cv parental

“para cada gene que condiciona

resistência no hospedeiro existe

um gene complementar no patógeno

que condiciona virulência ”.

Flor, H.H., 1942

• reduz taxa aparente

de infecção (r)

• efetiva na exodemia e

na esodemia

• reduz inóculo inicial (xo) • efetiva somente na

exodemia

Epidemiológico

1. envolve mecanismos de defesa que estão além da capacidade micro-evolucionária do

patógeno 1. envolve mecanismos de

defesa que estão dentro da capacidade micro-evolucionária do patógeno Evolutivo • oligo/poligênica (geralmente) 2. teoria-gene-a-gene (não se aplica) • monogênica • teoria gene-a-gene (aplica-se) Genético • permanente • incompleta (quantitativa) • temporária • completa (qualitativa) Agronômico R. Horizontal R. Vertical Características

Características da RV e RH

1. Pirâmide de genes

-

-parte-se da premissa de que a probabilidade do surgimento de uma nova super-raça é muito baixa

Inconvenientes

-requer um elevado grau de cooperação dos produtores

2. Rotação de genes

-cultiva-se R₁ até aparecer a raça 1; posteriormente muda-se para R₂ e assim sucessivamente

Inconvenientes

-impõe-se uma elevada pressão direcional em favor do surgimento de novas raças

3. Locação de genes ou distribuição geográfica

de genes

-baseia-se na locação regional de genes

Inconvenientes

-requer a existência de um determinado número de genes de eficiência semelhante

- há necessidade de uma intensa colaboração entre os membros da cadeia

4. Multilinhas

-baseia-se na mistura mecânica de sementes de linhagens isogênicas que somente se diferenciam quanto aos genes de R

-há chance de manter a estabilidade racial da população do patógeno

Estratégias de uso da RV

5. Multiclones

– aplicado no caso de seringueira

6. Mistura de variedades

– aplicado no caso de

cereais