AF306 - Melhoramento de Plantas
Tópico: Melhoramento
para Resistência a Doenças
Resistência
a doenças
– é um dos principais objetivos do
melhoramento
Porquê?
v
mais barato
v
de fácil utilização
v
menor agressão
o
ao meio ambiente
o
ao agricultor
o
ao consumidor
Quanto o Brasil gastou nesta safra
(2004/2005) somente para combater a ferrugem asiática da soja?
Em algumas espécies, o controle de
importantes doenças só é feito através da utilização de variedades resistentes
v
ferrugens e carvões em
cereais e cana-de-açúcar;
v
murchas vasculares em
hortaliças;
v
viroses na maioria
das culturas.
Etapas
básicas:
1) Identificar
fontes de resistência;
2) Incorporar estes genes em cultivares comerciais
3) Traçar a melhor estratégia para que a resistência seja durável
2. VARIABILIDADE DOS PATÓGENOS/RAÇAS FISIOLÓGICAS
Um
dos problemas que os melhoristas tem
que enfrentar é a variabilidade dos organismos fitopatogênicos
(fungos, bactérias, vírus e nematóides).
Raça fisiológica
Patógenos da mesma
espécie, morfologicamente semelhantes e com mesma virulência. Patógenos de distintas raças fisiológicas apresentam
diferentes níveis de resitência.
Identificação de raças fisiológicas
v
Pela reação que causam num grupo selecionado do
v
denominados variedades
diferenciadoras
v
Melhorista precisa conhecer as raças fisiológicas das
principais doenças na cultura que ele está trabalhando.
Tipos de reação: resistência
e susceptibilidade.
O aparecimento ou introdução de novas
raças
v
Pode “quebrar” a resistência de uma cultivar a determinada
doença.
v
Introduzir novos genes de resistência para essa nova raça
fisiológica.
3.
FONTES DE RESISTÊNCIA
v
Diferentes fontes de germoplasma
como doadoras de genes de resistência.
A
melhor fonte
v
variedades adaptadas com
alto potencial produtivo
v
variedades crioulas.
Na falta de resistência no material
comercial
v
utilizar germoplasma selvagem obtido do centro de diversidade da
espécie.
Quando genes de resistência não são
encontrados no germoplasma da espécie
v
tentar obter essa
resistência em espécies aparentadas, através de cruzamento interespecífico.
Como introduzir a resistência
v
resistência derivada de
um ou pouco genes
o
método dos retrocruzamentos.
v
cruzamento
interespecífico
v
fazer
a introgressão do germoplasma
exótico, através de sucessivos retrocruzamentos com a
espécie na qual queremos introduzir a resistência.
Exemplo resistência através do
cruzamento interespecífico: Café
v
Híbrido de Timor e Icatu são híbridos interespecíficos
(Coffea canephora x C.
arábica)
v
transferência de genes de
resistência à ferrugem-do-cafeeiro
v
Híbrido de Timor: hibridação natural entre estas duas espécies,
v
Icatu:polinização
artificial
v
cultivar IAPAR 59:
cruzamento entre Coffea arabica, Villa Sarchi 971/10 e o Hibrido
de Timor 832/2
Conservação de variabilidade genética
em bancos de germoplasma
v é muito
importante para garantir que genes de resistência não sejam perdidos.
o variedades selvagens
o crioulas
o espécies aparentadas
v Além da
conservação, também é importante a caracterização
das diferentes fontes de germoplasma para a
resistência a diferentes doenças.
Uso da biotecnologia
v
transgenia: utilização de
genes de resistência de espécies não aparentadas ou mesmo de animais e
microorganismos
o
Ex. mamão transgênico resistente ao vírus da mancha anelar – Havaí
o
Brasil: Feijão transgênico resistente ao vírus do mosaico dourado
(EMBRAPA) – teste de campo
v
as técnicas de biologia molecular
podem ser utilizadas para o entendimento dos genes envolvidos na interação hospedeiro/doença
4.
CLASSIFICAÇÃO EPIDEMIOLÓGICA DA RESISTÊNCIA E SUAS CONSEQUÊNCIAS/ RESISTÊNCIA
VERTICAL E HORIZONTAL
Classificação de acordo com sua
efetividade contra raças do patógeno:
v
Vanderplank (1963)
v
resistência verticais: são efetivas contra algumas raças do patógeno
v
resistências horizontais são efetivas contra todas as raças
Controle
genético:
v
a resistência vertical é do tipo monogênica
v
a resistência horizontal é do tipo
poligênica.
Durabilidade:
v
a resistência vertical é de curta duração, pois os patógenos tem capacidade de quebrá-la, quando aparecem ou
são introduzidas novas raças para as quais as cultivares não tem resistência.
v
a resistência horizontal parece
ser mais durável, pois ela se mantém
mesmo com o aparecimento de novas raças do patógeno.
Efeitos
na epidemia:
v
a resistência vertical, por ser efetiva apenas contra
algumas raças do patógeno, age no sentido de reduzir
a quantidade de inóculo inicial, fazendo com que o
início da epidemia seja atrasado
v
a resistência horizontal, reduz a taxa de desenvolvimento da doença,
sem afetar significativamente o inóculo inicial
A resistência horizontal
v
Está presente em maior ou menor grau em todas as espécies de
hospedeiros.
v
Os genes não são específicos, mas sim genes que normalmente
existem em plantas sadias, regulando os processos fisiológicos normais.
5. TEORIA GENE-A-GENE DE FLOR DE FLOR
Demonstra
a existência de uma relação um-a-um entre genes de
ataque e defesa, respectivamente, no patógeno e no
hospedeiro.
Hipótese
de Flor:
para cada gene que
condiciona uma reação de resistência no hospedeiro existe um gene complementar
no patógeno que condiciona a virulência.
Tabela.
Reações diferenciais compatível (+) e incompatível (-), possíveis entre plantas
possuidoras de genes de resistência (R) e susceptibilidade (r), e raças do patógeno contendo um gene de avirulência
(V) ou de virulência
|
|
Gene do hospedeiro |
|
|
Gene do patógeno |
R |
r |
|
V |
- |
+ |
|
v |
+ |
+ |
Conhecimento
atual da interação gene-agene:
v o
alelo de avirulência (avr)
codifica um elicitor
que é reconhecido por um receptor específico
(codificado pelo alelo R) na planta hospedeira.
v O reconhecimento do elicitor
inicia um rota de transdução de sinais que ativa genes envolvidos na resposta de hipersensibilidade.
6.
ESTRATÉGIAS PARA AUMENTO DE RESISTÊNCIA
As cultivares modernas de plantas
autógamas
v
grande
vulnerabilidade por serem homogêneas
v
constituídas de uma única
linha pura
v
grande variabilidade
dos patógenos faz com que a resistência vertical
contida nessas cultivares tenha uma vida útil curta
Piramidamento de genes
v
vários genes de
resistência vertical são incorporados em um único cultivar
v
probabilidade muito baixa
de aparecimento de “super raça” do patógeno contendo todos os genes de virulência necessários
para atacar esta combinação
v
Processo de piramidação: muito
lento e custoso
Rotação de genes
v
Mesmo princípio da rotação de culturas
v
Reduzir a pressão para o aparecimento de novas raças
Multilinhas
Multinhas
são uma mistura de linhagens (ou linhas puras) isogênicas, isto é, que diferem entre
si por possuírem diferentes genes de resistência vertical a determinado patógeno.
Controle de doenças de plantas
autógamas:
v
trigo e aveia.
Como são obtidas as multilinhas
v
método dos retrocruzamentos,
v
cada linha recebe
genes de resistência a uma ou algumas raças predominates
do patógeno.
v
Ação
das multinhas:
v
plantas resistentes a determinada raça se constituem em uma
barreira para a dispersão de esporos das plantas suscetíveis.
v
há uma diminuição na concentração e dispersão dos esporos.
v
atrasa o ataque e faz com que os prejuízos com a doença
sejam diminuídos.
v
Apesar da resistência vertical, a ação das multilinhas se assemelha à da resistência horizontal.
v
A grande vantagem do uso das multilinhas
é sua estabilidade.