Post on 09-Nov-2018
Melhoramento para resistência a doenças:Peculiaridades e perspectivas
Luis E. Aranha CamargoDepto. Fitopatologia e Nematologia
ESALQ/USP
V Workshop em Melhoramento Florestal
Importância de doenças de plantas
Estimativa de perdas devido a doenças, por região, 1988–90
Região US$bilhões % da produção
Asia 43.8 14.2
Antiga URRS 8.2 15.2
America Norte 7.1 9.7
America Latina 7.1 13.5
Europa 5.8 9.8
Africa 4.1 15.7
http://www.apsnet.org/Education/feature/FoodSecurity/
Importância de doenças de plantas ilustrada por desastres florestais: seringueira
• Fordlândia e BelterraSonho de Henry Ford de quebrar o monopólio inglês-holandês
da borracha
1927: Governo brasileiro doou terra para plantio de seringueira (1,4 milhões)Em troca de 9% do lucro após 12 anos...
Problemas de Fordlândia:
• Erosão• Malária• Mal-das-folhas• Saúvas
Nunca houve uma colheita em Fordlândia!!
• Resultado:
Brasil responde hoje por apenas 1% da produção mundial de
borracha natural
Moniliophthora perniciosa x cacaueiro na Bahia
Importância de doenças de plantas ilustrada por desastres florestais: cacaueiro
1746Introdução do cacau
no sul da Bahia: 1746
O auge: 1890 -1920
• Baixa variabilidade genética (erosão genética – efeito vertifolia)
• Continuidade espacial• Densidade• Negligência• Crime!?! (1989)
A entrada do patógeno na área cacaueira
da Bahia em 1989: o desastre
Peculiaridade do melhoramento para resistência :
F = μ + g + a + (ga)
Melhoramento para resistência a doenças:
F = μh + gh + ah + (ga)h + μp + gp + ap + (ga)p+ (ghgp)
hospedeiro patógeno h*p
O triângulo da doença
sintomas
O quê avaliar?Como avaliarQuando avaliar?Conhecer sintomas...
sintomas
O quê avaliar?• Incidência: porcentagem de plantas
doentes ou de suas partes
Só deve ser usada para doenças que atacam a planta toda (sistêmicas)
• Severidade: porcentagem da área ou volume de tecido afetado
Indicada para doenças foliares
Como avaliar?
• chaves descritivas
• escalas diagramáticas
• análises de imagens por vídeo
A elaboração de escalas deve obedecer certas regras:
-Lei de Weber –Fechner (olho lê em escala logarítmica)-Escala não deve ir além do máximo de doenças observado em campo-Acima de 50% de severidade, avaliar tecido sadio.
Escalas diagramáticas: Lei de Weber-Fechner
Quando avaliar?
http://www.grdc.com.au/growers/res_upd/south/s06/images/hollaway1.gif
área sob a a curva de progresso da doença – é a integral da quantidadede doença ao longo do tempo
Conhecer os sintomas...
Especialização em relação ao hospedeiro (gh*gp)?Identificação de raçasManutenção de isoladosReprodução da doença
Resistência Agressividade
Resistência depende, em maior ou menor grau, do genótipo do patógeno
(Van der Plank, 1968)Resistência de duas variedades de batata a raças de P. infestans
Especialização em relação ao hospedeiro
Resistência raça-específicaou
vertical (epidemiologia)
Resistência do “tudo ou nada”;
A preferida dos melhoristas
Geralmente monogênica
Geralmente não-durável
Resistênciaraça-específica
Efeito “Vertifolia” – erosão genéticaPerda de poligenes de resistência em função de seleção
de resistência raça-específica
Exs:
Phythophtora em batata, Europa (1958)
Bipolaris maydis raça T em milho, EUA (1970)
Cercospora em milho, Brasil (2000)
e o impacto da transgenia na erosão genética?
Raças: dificuldades para um programa de melhoramento
1) Identificação de raças
2) Monitoramento de raças
3) Manutenção de isolados
Identificação e monitoramento de raças
Genótipos hosp.(testadores) Raça0 Raça1 Raça2 Raç3
Clone 1 R S S S
Clone 2 S S S S
Clone 3 R R S S
Clone 4 S R R S
se resistência for monogênica e do tipo “tudo ou nada”, então com ntestadores, podemos definir 2n raças!!
genótipos do patógeno
Manutenção de isolados
Sem falar em doenças de etiologiadesconhecida ou complexa, como os declínios…
Tolerância ou resistência?
TOLERÂNCIA:
“Capacidade de uma cultivar de sustentar certos níveisde doença (ou de patógeno) com mínimos danos (produção)
quando comparadaa outras cultivares da mesma cultura”.
(Schafer, 1971).
Tolerância
Como identificar?
tolerância não é sinônimo de resistência!!!
• Perspectivas no melhoramento para resistência a doenças
Genômica
Melhoramento para resistência a doenças:
F = μh + gh + ah + (ga)h + μp + gp + ap + (ga)p+ (ghgp)
hospedeiro patógeno h*p
• Perspectivas no melhoramento para resistência a doenças – lado bom
GENÔMICA
MELHORAMENTO
para análise de ligação em cruzamentos experimentais
Avanços significativos no entedimento das interações genéticaspatógeno-hospedeiro
Genes R
Resist. não-hospedeiro
RSA
Resis. insetos
Transgenia e genes R
Pirâmides gênicas Multi-linhas
variedade resistente0% doença
variedade suscetível60% doença
pal atccctcatttggGatctaggtg atccctcatttggTatctaggtglox cggtacacgtttaccagggtcA cggtacacgtttaccagggtcGpr-1 ggcttgacatgcaaatcagga ggcttgacatgcaaatcaggaetc...
Associação de alelos com fenótipos– cruzamentos experimentais/ scanning genômico, etc.
Progênie de linhagens recombinantes é classificada de acordo com genótipos esperados no gene pal
genótiposparentais
em gene candidatos
genes candidatos
atccctcatttggGatctaggtg atccctcatttggTatctaggtg
Doença 17% 37%
Presença do alelo G a no locus pal está associada com uma reduçaõ de 54% na quantidade de doença
Plataformas para genotipagem de em larga escala
http://www.illumina.com/
Plataformas para genotipagem de em larga escala
http://www.illumina.com/
Perspectivas no melhoramento para resistência a doenças – lado ruim
A pirâmide da doença é dinâmica...
Importância de doenças de plantas ilustrada por patógenos
“latentes”: Phytophthoracinnamomi
Importância de doenças de plantas ilustrada por
patógenos “emergentes”: Phytophthora ramorum
Considerações finais• Avaliação fenotípica para resistência requer conhecimento de fundamentos em Fitopatologia.
• O componente patógeno acresce peculiaridades e dificuldades ao programa – apoio de Setor de
Fitopatologia é necessário.
• Distância entre melhoramento e conhecimento acadêmico sobre vias de defesa de planta começa a
diminuir, com bom potencial de aplicação no melhoramento
• Novos problemas: certamente surgirão em função de mudanças no triângulo