ABDELNOOR, R. V.

BOTELHO, L.

CAMOLESE, A. C.

FRAGA, T. R.

MAIA, M. S.

PINHEIRO, M.

RINCÃO, M. P.

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Ranqueamento de populações de soja quanto à resistência a Phakopsora pachyrhizi.

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IntroduçãoA ferrugem asiática da soja (FAS), causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi Syd. & P. Syd. é uma importante ameaça à produtividade e à competitividade da soja nacional. A doença já foi encontrada prati-camente em todas as regiões produtoras de soja no mundo, podendo causar perdas de até 80% da produção. No Brasil, essa doença é responsável por cerca de 5% do custo fixo de produção de soja, como resultado das aplicações preventivas de fungicidas. Apesar do controle químico ser amplamente usado como principal método de manejo, as perdas não são totalmente evitadas.Seis genes de resistência à FAS dominantes e independentes foram identificados e denominados Rpp1 a Rpp6. Também foram descritos genes distribuídos proximos aos previamente descritos, porém não alélicos a esses. São eles um loco na PI 594538A (próximo ao Rpp1, denominado Rpp1b) e um loco na PI 506764 (Hyuuga, próximo ao Rpp5). Além desses, foram descritos dois alelos recessivos no loco Rpp2, um alelo recessivo no loco Rpp5, e outros alelos dominantes nos locos Rpp1 e Rpp1b (revisado em Li et al., 2012). Para todos esses genes se conhece a localização cromossômica aproximada e marca-dores moleculares associados. As reações tipicamente associadas aos genes Rpp são lesões de coloração marrom-avermelhada, indicando Ranqueamento de populações de soja quanto à resistência a Phakopsora pachyrhiziCAMOLESE, A.C.1; BOTELHO, L.1; PINHEIRO, M.1; FRAGA, T.R.1; MAIA, M.S.1; RINCÃO, M.P.2; ABDELNOOR, R.V.3 |1 Universidade Estadual do Norte do Paraná; 2 Universidade Estadual de Londrina; 3 Embrapa Soja.159VII Jornada Acadêmica da Embrapa Soja resposta de hipersensibilidade, ou, em poucos casos, a ausência de lesões, caracterizando imunidade. O processo de acúmulo de diferentes genes de resistência em uma linhagem é conhecido como piramidação. A piramidação pode resultar em resistência mais estável, capaz de contornar a falha histórica de muitos mecanismos de resistência monogênica em plantas, especial-mente aqueles envolvidos na resposta de hipersensibilidade (Niks; Ru-biales, 2002). No programa de melhoramento da Embrapa Soja foram realizados vários cruzamentos envolvendo genes de resistência à FAS, visando a piramidar diferentes combinações desses genes num único material. O objetivo deste trabalho é avaliar fenotipicamente a reação de populações segregantes derivadas destes cruzamentos, visando a determinar quais materiais são promissores para o desenvolvimento de cultivares resistentes à FAS no Brasil.Material e MétodosRealizou-se cruzamentos com múltiplos parentais na safra 2009/2010 (Tabela 1). Foram cruzados genótipos do programa de melhoramento da Embrapa Soja, adaptados às condições de cultivo brasileiras, os quais haviam sido em alguma geração, cruzados com as fontes de resistência e vinham sendo selecionados fenotipicamente para a resis-tência à ferrugem através de avaliação qualitativa de sintomas caracte-rísticos. Tais cruzamentos resultaram em oito combinações dois a dois de seis genes de resistência à FAS conhecidos.As F1 resultantes dos cruzamentos, di-híbridas, foram desenvolvidas em casa de vegetação e conduzidas à geração F2 no inverno de 2010. Na safra 2010/2011, parte das populações F2 foi plantada, selecio-nada quanto à resistência à ferrugem e os indivíduos selecionados, avançados à geração F3, enriquecendo tais populações em proporção de homozigotos portadores dos alelos de resistência à ferrugem. As populações F3 foram conduzidas de abril a julho de 2011 à geração F4, de agosto a novembro de 2011 à geração F5, e em dezembro de 2011 estas últimas foram semeadas, em três baterias de plantas com espaço de tempo de duas semanas cada, para facilitar os cruzamentos que 160 VII Jornada Acadêmica da Embrapa Sojaviriam a seguir. Tais populações foram novamente enriquecidas com os alelos de resistência por meio da seleção baseada em avaliações feno-típicas. Os critérios para as avaliações e a determinação do grau de re-sistência seguiram o descrito por Yamanaka et al. (2011), considerando que foram avaliados de maneira quantitativa e sua relevância dada pela ordem seguinte: nível de esporulação (Sporulation level – SL) e número de urédias por lesão (Number of uredinia per lesion – NoU). Foi coleta-do um trifólio por planta de todas as plantas de todas as populações e mantido em freezer -80ºC até a completa avaliação das populações em microscópio estereoscópico e avaliado quinze lesões por trifólio. Concomitante às avaliações do material adaptado, ocorreu a análise das fontes de resistência (Tabela 1) a fim de utilizá-las como testemunhas. Isto se deu seguindo os parâmetros de avaliação anteriormente citados.O inóculo de P. pachyrhizi utilizado foi originalmente obtido de campos experimentais no Mato Grosso, desenvolvido nos anos subsequentes em diferentes genótipos de soja, sendo hoje uma população composta por mistura de raças fisiológicas do patógeno. Inóculo de origem seme-lhante foi utilizado por Yamanaka et al. (2010) na avaliação de diversos genótipos de soja (população BRP-2), tendo apresentado maior agressi-vidade em comparação com outros inóculos (BRP-1 e JRP).Resultados e DiscussãoDos critérios descritos por Yamanaka et al. (2011) para as avaliações, nível de esporulação (SL) e número de urédias por lesão (NoU) mos-traram-se suficientes para a determinação da característica da planta neste trabalho. O critério NoU exerceu influência secundária sendo usado na complementação da caracterização da planta.Com base nas avaliações fenotípicas foi possível estimar a contribuição de cada combinação de genes Rpp para a resistência à FAS (Tabela 1) quando acumulados no germoplasma brasileiro e confrontados com inóculo brasileiro. Houve a realização de cruzamentos entre os mate-riais, objetivando à produção de linhagens com três ou quatro genes diferentes acumulados.  161VII Jornada Acadêmica da Embrapa Soja O bom desempenho dos materiais CF10-01 e CF10-02 pode ser em decorrência da fonte Hyuuga ser uma pirâmide natural, tendo alelos de resistência nos locos Rpp3 e Rpp5. Assim, o material CF10-01 tem po-tencialmente três genes de resistência segregando, enquanto o material CF10-02 deve apresentar maior frequência de genótipos homozigotos positivos para o Rpp5. O bom desempenho do material CF10-03 em relação ao material CF10-08, ambos com forte participação do background genético da Sambaíba e tendo a G10428 como uma das fontes de resistência, deve ser por causa da contribuição do gene derivado da PI 587880A, que no trabalho de Yamanaka et al. (2010) apresentou-se como suscetível a dois tipos de inóculos brasileiros, mas imune ao inóculo japonês.  Esse fato demonstra que a escolha de um gene a ser introduzido no programa de melhoramento não deve se basear simplesmente em seu comportamento isolado no genótipo que o porta, pois quando introduzi-do em outros materiais pode haver interação mais ou menos favorável.  Essa também deve ser uma das causas do desempenho contrastan-te dos materiais CF10-01, CF10-04 e CF10-07, todos segregantes para o gene Rpp2. As contribuições dos genes Rpp1b, derivado da PI 594538A, e Rpp1, derivado da PI 561356 para a resistência do germo-plasma brasileiro confrontado com inóculo brasileiro, foram as menores entre os seis genes testados. O alelo de resistência que apresentou a maior contribuição foi o Rpp3/5 derivado da fonte Hyuuga, em segundo lugar o Rpp5 derivado da fonte Shiranui, seguido do Rpp2 derivado da fonte PI 197182.  Lemos et al. (2011) relataram o acúmulo dos locos Rpp2, Rpp4 e Rpp5 numa única linhagem mediante seleção assistida por marcadores SSR. De modo similar aos resultados aqui apresenta-dos, no trabalho de Lemos et al. (2011) todos os três genes influencia-ram os fenótipos de caracteres quantitativos que compõem a reação à ferrugem asiática, contudo, o Rpp5 teve a maior contribuição, seguido do Rpp2, o qual foi considerado pelos autores estar sob forte influência do background genético.Um resultado positivo quanto à classificação das populações, foi o fato de que elas superaram quase todas as fontes de resistência nos parâ-162 VII Jornada Acadêmica da Embrapa Sojametros analisados. Isto pode ser um indicativo do sucesso no acúmulo dos genes de resistência. No entanto tal inferência deve ser confirmada através da análise gênica desses materiais.  O baixo desempenho da PI 561356 e da população desenvolvida tendo ela como fonte de resistência (CF10-08), indica que o inóculo utilizado foi capaz de superar a resistência conferida pelo Rpp derivado deste genótipo. Tabela 1. Classificação de resistência de materiais e índices médios obtidos para os parâmetros nível de esporulação (SL) e número de urédias por lesão (NoU), estimados conforme Yamanaka et al. (2010, 2011). Foram avaliados os indivíduos que apresentaram de 10 a 15 lesões de ferrugem no 2º ou 3º trifólio.1 Referências: PI 594538A (Chakraborty et al., 2009); PI 561356 (Camargo, 2010); PI 587880A (Ray et al., 2011); PI 197182 (Laperuta et al., 2008); Hyuuga   (PI 506764 - Monteros et al., 2007); PI 459025A (Embrapa, 2004); G 10428 (Embrapa, 2004); Shiranui (PI 200526 – Garcia et al., 2008). Material Parental recorrente  de maior contribuição Genes de resistência combinados  (Fontes de resistência)1 SL NoU Característica  SHIRANUI - - Rpp5 - 0 0 Resistente   PI 587880A - - Rpp1 - 0,91 1,55 Intermediário  HYUUGA - - Rpp3 Rpp5 1,06 2,56 Intermediário  PI 594538A - - Rpp1b - 1,13 2,44 Intermediário  PI 459025A - - Rpp4 - 1,48 3,15 Intermediário  PI 197182 - - Rpp2 - 1,78 2,16 Intermediário  PI 561356 - - Rpp1 - 2,2 6,87 Susceptível  CF10-01 BRS262 Invernada Rpp2 (PI 197182) Rpp3/5 (Hyuuga) 0,26 0,43 Resistente  CF10-02 Invernada BRS232 Rpp3/5 (Hyuuga) Rpp5 (Shiranui) 0,33 0,49 Resistente  CF10-03 Sambaiba Sambaiba Rpp1 (PI 587880A) Rpp4 (G10428) 0,35 0,62 Resistente  CF10-04 BRS262 BRS232 Rpp2 (PI 197182) Rpp5 (Shiranui) 0,45 0,74 Resistente  CF10-05 Invernada BRSMG751SRR Rpp1b (PI 594538A) Rpp3/5 (Hyuuga) 0,46 0,95 Resistente  CF10-06 BRS284 BRS232 Rpp4  (PI 459025A) Rpp5 (Shiranui) 0,50 1,15 Resistente  CF10-07 BRSMG751SRR BRS262 Rpp1b (PI 594538A) Rpp2 (PI 197182) 0,55 0,92 Resistente  CF10-08 Sambaiba Sambaiba Rpp1 (PI 561356) Rpp4  (G10428) 1,15 2,03 Intermediário  163VII Jornada Acadêmica da Embrapa Soja ConclusõesApesar do efeito do germoplasma portador do gene de resistência sobre seu desempenho, nesse trabalho as diferentes combinações gênicas foram preponderantes na determinação do desempenho do material para resistência a FAS, ficando evidenciado que quase todos dos materiais adaptados mostram-se resistentes ao inóculo.As fontes de resistência que mais contribuíram com o germoplasma brasileiro foram: Hyuuga, pois materiais que dela descendiam de-mostraram menor índice SL, certamente em consequência ao fato da mesma possuir dois locos de resistência, acompanhada por Shiranui e a PI 197182. Assim, os genes derivados de tais fontes devem ser o foco da estratégia de melhoramento visando à piramidação dos genes.Já as contribuições dos genes Rpp1b, derivado da PI 594538A, e Rpp1, derivado da PI 561356, para a resistência a FAS causada por um inóculo brasileiro foram as menores entre os seis genes testados. Esse fato pode indicar que o inóculo conseguiu quebrar a resistência do gene Rpp1 proveniente dessas PIs.Com base nesses resultados, plantas com melhor fenótipo de resistên-cia foram selecionadas e cruzamentos entre elas foram realizados para produção de linhagens com três ou quatro genes diferentes acumula-dos. No entanto esses são dados preliminares e posteriormente serão analisados estatisticamente e a presença desses genes nos materiais segregantes será confirmada através de seleção assistida por marcado-res moleculares.ReferênciasCAMARGO, P. O. Estudo da herança de caracteres quali-quantitativos e mapeamento genético de alelos resistentes à ferrugem asiática da soja presentes nas PI 561356 e PI 594754. Londrina, 2010. 80 f. Dis-sertação (Mestrado em Genética e Biologia Molecular) - Universidade Estadual de Londrina, Londrina164 VII Jornada Acadêmica da Embrapa SojaCHAKRABORTY, N.; CURLEY, J.; FREDERICK, R. D.; HYTEN, D. L.; NELSON, R. L.; HARTMAN, G. L.; DIERS,  B. W. Mapping and confir-mation of a new allele at Rpp 1 from soybean PI 594538A conferring RB lesion type resistance to soybean rust. Crop Science, Madison, v. 49, p. 783–790, 2009.EMBRAPA, 2004. Ferrugem asiática da soja no Brasil: evolução, im-portância econômica e controle. Documentos, 447. Londrina: Embrapa Soja. Dezembro, 2004. 36p.GARCIA, A.; CALVO, E. S.; KIIHL, R. A. S; HARADA, A.; HIROMOTO, D. M.; VIEIRA, L. G. E. Molecular mapping of soybean rust (Phakopsora pachyrhizi) resistance genes: Discovery of a novel locus and alleles. 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http://www.alice.cnptia.embrapa.br/alice/bitstream/doc/930573/1/ID33378.pdf

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