Evaluación de diferentes somaclones de papa para la resistencia a Alternaria solani Sorauer, mediante el uso de la inoculación artificial en condiciones de campo

The use of plant pathogens, for the genetic improving programs is an important matter to guarantee its success. Utilization of phytopathogenic isolates from natural source, let us to employ rapid screening in some important genotypes. In this work it was used a mycelium homogenizated of Alternaria solani Sor (strain IBP-As-4), with a relative concentration of 1.7x105 ufc ml-1. The inoculum was applied by spraying to the somaclons (obtained by mutagenic and in vitro selection with culture filtrated of the fungus), also to the susceptible (Desireé) and resistant (Solanum chacoense) cultivars, respectively. The first symptoms appeared after seventh day of inoculation. The behavior between somaclons and testers in the final evaluation were different. Solanum chacoense was the most resistant genotype, the somaclons IBP-93 and IBP-38 were more susceptible than Desireé. The somaclons IBP-27 reached a similar affectation score respect to Solanum chacoense. The rest of the somaclons had an intermediate performance. It was proved the important of using of pathogenic strains of Alternaria solani Sor, for making selection where the natural inoculum source it is weak.Key words: genetic, improvement, selection, Solanum tuberosum L.El uso de microorganismos fitopatógenos en los programas de mejoramiento genético es de vital importancia para garantizar el éxito de los mismos. La utilización de aislados patogénicamente representativos de condiciones naturales permite estudiar genotipos promisorios respecto a las diversas enfermedades de interés económico. En el presente trabajo se utilizó como inóculo artificial un homogeneizado micelial de la cepa IBP As-4 (Alternaria solani Sorauer) con una concentración de 1.7x 105 ufc.ml-1. El mismo fue aplicado mediante aspersión foliar a diferentes somaclones de papa de la variedad Desireé, obtenidos por mutagénesis y selección in vitro. Los primeros síntomas aparecieron a los siete días después de efectuada la inoculación. Se observaron diferencias respecto al desarrollo de los síntomas entre los somaclones y los testigos en las distintas evaluaciones. Solanum chacoense se comportó como el genotipo más resistente mientras que los somaclones evaluados registraron valores intermedios, aun cuando algunos de ellos alcanzaron grados de afectación promedio superiores al testigo Desireé. Se pudo comprobar la importancia del empleo de la inoculación artificial para efectuar la selección de individuos promisorios donde la presión de inóculo sea débil.Palabras clave: mejoramiento genético, selección, Solanum tuberosum L., tizón tempran

Resistance components of potato to Alternaria solani

Visando entender os mecanismos envolvidos na resistência de quatro cultivares de batata à pinta preta, esse trabalho teve por objetivos: 1) quantificar os componentes epidemiológicos da resistência dos cultivares Aracy, Delta, Desirée e Bintje que apresentam diferentes níveis de resistência à pinta preta, e estudar o efeito da idade dos tecidos nesses componentes; 2) realizar a análise histológica do processo infeccioso nesses cultivares, visando identificar possíveis mecanismos estruturais e relacionados com os níveis de resistência dos cultivares, e com a resistência de tecidos jovens; 3) verificar se a expressão diferencial de genes homólogos aos genes que codificam as proteínas PR gluB (glucanase básica de tabaco) e chiB (quitinase básica de feijão) respectivamente, se correlaciona com os níveis de resistência dos cultivares analisadas, e com a maior resistência dos tecidos jovens. Os componentes epidemiológicos da resistência, período de incubação (PI), número de lesões (NL), a severidade, taxa de expansão das lesões (TEL), período latente (PL) e o número de esporos por área foliar afetada (NEAA) foram quantificados nos terços inferior, médio e superior de plantas dos cultivares Aracy (resistente), Delta (resistência intermediária), Desirée(suscetível) e Bintje (suscetível) inoculadas com Alternaria solani numa concentração de 10 3 conídios.mL -1 . No cultivar Aracy constatou-se maior PI, redução do NL, da TEL e conseqüentemente da severidade em todos os terços avaliados. Já o menor NL, TEL, e severidade no terço médio explicam a resistência moderada do cultivar Delta. O cultivar Desirée, classificado como suscetível, apresentou, no terço superior, NL e severidade similar ao cultivar Aracy. O PL e o NEAA não foram adequados para a avaliação da resistência em condições de casa de vegetação e, provavelmente, foram influenciados pela falta de molhamento foliar. Todos os componentes foram influenciados pela idade dos tecidos. Maior PI e menores valores de NL, TEL, severidade e AACPD foram observados no terço superior, comprovando a menor suscetibilidade desses tecidos. Foram efetuados estudos histológicos do processo infeccioso de A. solani nas diferentes cultivares e terços usando a técnica de diafanização de tecidos. Foi quantificado o número de conídios germinados, número de apressórios, número de penetrações diretas e número de sítios de penetração exibindo células com reação de hipersensibilidade (HR). Não se constatou mecanismos de resistência que pudessem ser associados com os níveis de resistência dos cultivares estudados, nem com a maior resistência dos tecidos jovens. Constatou-se uma relação positiva entre o número de sítios de penetração mostrando HR e a resistência do cultivar Aracy. Houve associação desse componente com a resistência dos tecidos jovens. A expressão de genes homólogos à glucanase básica de tabaco (gluB) e à chitinase básica de feijão (chiB) como resposta a infecção de A. solani, foi analisada nos terços inferior e superior dos cultivares Bintje e Aracy, mediante a técnica de "Northern Blotting". Um aumento na expressão de transcritos a gluB e chiB foi constatado no terço inferior do cultivar Aracy, mas não em Bintje. Esse padrão de expressão sugere um possível envolvimento de isoformas destes genes com a resistência de Aracy a A. solani. Essa expressão diferenciada, não foi observada em folhas do terço superior desse cultivar sugerindo um padrão de regulação gênica dependente da idade dos tecidos, e o envolvimento de outros mecanismos bioquímicos na resistência dos tecidos jovens.The resistance components of four potato cultivars to Alternaria solani were studied in three different levels: 1) quantification of epidemiological components related to resistance in cultivars Aracy, Delta, Desirée, and Bintje, and the effect of age-related resistance in these components; 2) histological analysis of the infectious process in these cultivars, aiming at identifying possible structural mechanisms related to resistance; 3) differential expression of genes homologous to gluB (basic glucanase of tobacco) and chiB (basic chitinase of bean) that encode pathogenesis-related proteins (PR) and the correlation between gene expression levels and cultivar/tissue age resistance levels. The epidemiological components related to resistance, incubation period (PI), number of lesions (NL), early blight severity, lesion expansion rate (TEL), latent period (PL), and the number of spores produced by lesion area (NEAA) were quantified in the lower, middle, and upper parts of cultivars Aracy (resistant), Delta (intermediate resistance), Desirée (susceptible), and Bintje (susceptible) inoculated with a suspension of 103 conidia of A. solani.mL-1. Longer PI, reduced NL, low TEL, and low severity were recorded in Aracy in all parts of the plant. For 'Delta', the reduced NL, low TEL and severity on the middle part of the plant corroborates its intermediate resistance level. Desirée is a susceptible cultivar, but NL and severity on the upper part did not differ from Aracy. The PL and NEAA were not informative when assessing resistance under greenhouse conditions. Probably, PL and NEAA were influenced by the shortage or lack of leaf wetness. All components were influenced by tissue age. Longer PI and smaller values of NL, TEL, and severity were observed in the upper leaves, indicating higher resistance of these tissues. Histological analyses of the infectious process of A. solani in different cultivars were carried out by tissue discoloration. The number of germinated conidia, number of apressoria, number of direct penetrations, and number of penetration sites with cells exhibiting hypersensitive reaction (HR) were quantified. No mechanisms of resistance were associated with cultivar resistance levels or with tissue age. For cultivar Aracy there was a direct relationship between number of penetration sites showing HR and cultivar resistance. The number of sites with HR was also associated with resistance of young tissues. The expression of gluB and chiB in response to A. solani infection was analyzed in the lower and upper parts of 'Bintje' and 'Aracy' plants by Northern blotting analysis. An increase in the level of transcripts related to gluB and chiB was recorded in the lower part of Aracy, but not in Bintje. Differential expression suggests the involvement of isoforms of these genes in Aracy resistance. Differential expression was not observed in leaves of the upper part of Aracy suggesting an age-dependent gene regulation process and/or the involvement of other biochemical mechanisms associated with young tissue high resistance level.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorTese importada do Alexandri