Este trabalho teve o objetivo de identificar e selecionar potenciais doadores de genes de resistência a Magnaporthe oryzae úteis aos programas de melhoramento de arroz no Brasil

ABREU, A. G. de

BORBA, T. C. de O.

CRISPIM, B. C. F.

FILIPPI, M. C. C. de

MARIANO NETO, A.

MELLO, R. N. de

RÉSIO, L. da S.

Repository Open Access to Scientific Information from Embrapa

  FONTES DE RESISTÊNCIA A Magnaporthe oryzae COM POTENCIAL DE USO NO MELHORAMENTO DE ARROZ (Oryza sativa)  Raquel Neves de Mello1; Alcides Mariano Neto2; Bruna Carla Fagundes Crispim3; Lucas da Silva Résio 4; Aluana Gonçalves de Abreu 5; Tereza Cristina de Oliveira Borba 6; Marta Cristina Corsi de Filippi7  Palavras-chave: brusone, Coleção Nuclear de Arroz da Embrapa (CNAE), Oryza glumaepatula.   INTRODUÇÃO Magnaporthe oryzae Couch & Kohn é o agente causal da doença conhecida como brusone do arroz. Por sua ampla distribuição geográfica e, sobretudo, pela magnitude dos danos que provoca, é a doença mais importante que afeta a cultura no mundo (Ballini et al., 2008). Embora a resistência genética seja considerada a estratégia de controle mais econômica e de menor impacto para o ambiente, o controle químico ainda é a medida mais utilizada pelos produtores para minimizar as perdas causadas pela doença. Esta situação advém da instabilidade da resistência cujos mecanismos são frequentemente comprometidos pela grande variabilidade do patógeno que dá origem a populações capazes de suplantar a resistência após poucos anos de lançamento da cultivar (Koizume, 2007). Os programas de melhoramento têm assim investido em estratégias que prolonguem a vida útil da resistência. A combinação de vários genes em uma única cultivar ou piramidação gênica, com cada gene reconhecendo um grupo diferente de isolados de M. oryzae, tem sido sugerida como uma estratégia promissora para o controle da brusone (Qu et al., 2006). Da mesma forma, o desenvolvimento de multilinhas, uma variação da piramidação em que genes distintos são incorporados em linhagens quase isogênicas, tem sido uma das estratégias utilizadas para alcançar resistência estável a M. oryzae em cultivares de arroz no Brasil (Rangel et al., 2009). Para isto, entretanto, é necessário que doadores de genes de resistência efetivos contra os patótipos locais de M. oryzae sejam identificados e seus alelos caracterizados. A partir deste “banco de genes”, os programas de melhoramento passam a ter à disposição genes que podem ser alternados nas cultivares, reduzindo a pressão de seleção sobre as populações do patógeno, além de doadores para piramidação e multilinhas. Este trabalho teve o objetivo de identificar e selecionar potenciais doadores de genes de resistência a M. oryzae úteis aos programas de melhoramento de arroz no Brasil.  MATERIAL E MÉTODOS Foram avaliados 636 genótipos, em condições de casa de vegetação, quanto à resistência a um número de isolados de M. oryzae que variou, para cada genótipo, entre 24 e 107. Estes isolados representam a variabilidade das populações nacionais do patógeno. Os genótipos avaliados foram compostos pelos 550 acessos da Coleção Nuclear de Arroz da Embrapa (CNAE), 66 fontes de resistência nacionais e internacionais e 36 linhagens de um cruzamento interespecífico entre O. sativa e O. glumaepatula. Diante da duplicidade de fontes de resistência na CNAE, o número total de genótipos testados foi de 636. As fontes de resistência foram selecionadas a partir de listas adotadas pelo CIAT (Colômbia) e pelo IRRI (Filipinas). Vinte e seis fontes de resistência foram selecionadas e                                             1Doutora em Fitopatologia, Embrapa Arroz e Feijão, Caixa Postal 179, 75375-000, Santo Antônio de Goiás, GO, raquel.mello@embrapa.br 2Engenheiro Agrônomo, Embrapa Arroz e Feijão 3Mestre em Fitopatologia, Embrapa Arroz e Feijão 4Engenheiro Agrônomo, Embrapa Arroz e Feijão 5Doutora em Genética e Biologia Molecular, Embrapa Arroz e Feijão 6Doutora em Genética e Melhoramento de Plantas, Embrapa Arroz e Feijão 7Doutora em Fitopatologia, EmbrapaArroz e Feijão   utilizadas neste trabalho, assim como 11 cultivares diferenciadoras nacionais (Silva et al., 2011) e internacionais (Atkins et al., 1967). Adicionalmente, um conjunto de 29 linhas monogênicas derivadas da cultivar japônica LTH (Kobayashi et al., 2007) foram analisadas, totalizando 66 fontes de resistência.  As linhagens interespecíficas entre O. sativa e O. glumaepatula foram compostas por um acesso de O. glumaepatula derivado de coleta (RS-16) e 34 linhagens derivadas do cruzamento interespecífico entre BG 90-2 (O. sativa) e RS-16, além do genitor BG90-2.  Os isolados de M. oryzae utilizados foram oriundos de áreas de produção de arroz e pertencem ao acervo da Micoteca da Embrapa Arroz e Feijão. Estes representam os três sistemas de cultivo de nove diferentes estados da federação (Irrigado Subtropical: RS e SC; Irrigado Tropical: MS e TO; Terras Altas: MG, GO, MT, PA e RO).  A inoculação foi realizada segundo metodologia descrita por Filippi e Prabhu (2001). A severidade da doença foi avaliada sete dias após a inoculação, através da observação visual da intensidade dos sintomas nas folhas, baseada na escala de 0 a 9 adaptada de Leung et al. (1988). Plantas apresentando notas de 0 a 3 foram consideradas resistentes, enquanto plantas que apresentaram notas de 5 a 9 foram consideradas suscetíveis. Os experimentos foram conduzidos na Embrapa Arroz e Feijão, Santo Antônio de Goiás, GO, no período de agosto de 2009 a dezembro de 2012.  RESULTADOS E DISCUSSÃO Trinta e dois genótipos apresentaram resistência ampla aos isolados nacionais de M. oryzae, sendo indicados como fontes de resistência promissoras para os programas de melhoramento. Destes, sete são cultivares ou linhagens introduzidas, seis são cultivares oriundas dos programas de melhoramento nacional, 13 são variedades tradicionais e seis são fontes internacionais de resistência (Tabela 1). Entre os sete genótipos introduzidos com resistência aos isolados locais de M. oryzae, a linhagem mexicana C79-272-4-1-2-3-10 destacou-se por apresentar resistência a todos os 77 isolados com os quais foi testada. Dentre as seis linhagens nacionais, o melhor desempenho foi o da cultivar Empasc 104, que apresentou resistência a 87 de 100 isolados. Ambas as linhagens são de arroz irrigado.  Entre as variedades tradicionais, dois acessos Lageado, CA790011 e CA790255, apresentaram desempenho destacado, com resistência, respectivamente, a 56 e 54 dos 63 isolados testados. Ambas as variedades são de cultivo irrigado e foram coletadas no Maranhão.  Seis fontes de resistência internacionais apresentaram resistência ampla aos isolados nacionais de M. oryzae: Três Marias, variedade tradicional com histórico de alta resistência em condições de campo (Prabhu et al., 1982; Chaudhary, 1996); Carreon, cultivar indica tradicional das Filipinas que apresenta o gene Pi33 (Berruyer et al., 2003); Tetep, cultivar indica vietnamita largamente utilizada em programas de melhoramento por conferir resistência de amplo espectro (IRRI, 1995); Cica 9, cultivar resistente desenvolvida pelo CIAT para o sistema irrigado; Huan-sen-goo, cultivar chinesa; e Raminad Str-3, uma das oito cultivares utilizadas como diferenciadoras de patótipos de M. oryzae (Atkins et al., 1967). Nenhuma das linhagens monogênicas de LTH apresentou resistência promissora, indicando que os genes que elas carregam, individualmente, não conferem resistência ampla aos isolados nacionais de M. oryzae.  Embora algumas linhagens oriundas do cruzamento interespecífico entre O. sativa e O. glumaepatula tenham apresentado resistência a alguns isolados, curiosamente, o parental silvestre RS-16 apresentou reação suscetível à maioria, enquanto o parental cultivado BG 90-2 foi resistente a alguns isolados. Os resultados indicam assim que a resistência expressa por algumas linhagens pode ser derivada do genitor cultivado e não do genitor silvestre.      Tabela 1. Genótipos resistentes a isolados nacionais de M. oryzae. Embrapa, Santo Antônio de Goiás, 2013.  NUM ERO BAG NOM E DO ACESSO ORIGEMSIST EM A  IR R IGA D OVARIEDADES TRADICIONAISCA790345 Lageado M ACA810011 Bico Preto ESCA840184 Lageado/Arroz Capim PICA870181 Arroz Lageado CECA780392 Lageado PBCA790011 Lageado M ACA790255 Lageado M ACA840029 Lageado PICA840158 Lageado PIM ELHORAM ENTO NACIONALCNA0008598 BRS Biguá EmbrapaCNA0006130 EM PASC 104 EmpascCNA0007553 BRS Formoso EmbrapaINTRODUÇÕESCNA0000923 C 79-272-4-1-2-3-10 INIFAP, M éxicoCNA0001420 Carreon FilipinasCNA0003446 IR 34 IRRI, FilipinasCNA0004579 Camponi SM L, SurinameCNA0004625 Tetep VietnanCNA0002912 Raminad Strain 3 University o f Phillipines, FilipinasCNA0000941 Cica 9 CIAT, ColômbiaCNA0004480 IRAT 124 CIRAD, M adagascarCNA0011161 Huan-sen-goo ChinaSIST EM A  D E T ER R A S A LT A SVARIEDADES TRADICIONAISCNA0006606 Três M ariasCA790196 Palha M urcha M ACA870012 Carioquinha Amarelo GOM ELHORAM ENTO NACIONALCNA0004206 Araguaia EmbrapaCNA0006666 A12-286-1-1 IaparCNA0008093 L 285 EmbrapaINTRODUÇÕESCNA0004759 TOX 514-16-101-1 IITA, NigériaCNA0009154 CT13370-2-M CIAT, ColômbiaCNA0005287 IRAT 162 CIRAD, Costa do M arfimF A C ULT A T IVOSVARIEDADES TRADICIONAISCNA0004482 BrasileiroCA810036 M aranhão ou Bico Roxo ES     CONCLUSÃO Foram identificadas 32 fontes de resistência aos isolados nacionais de M. oryzae. Estas fontes de resistência apresentam-se como doadoras potenciais de genes para os programas de melhoramento que visam resistência a M. oryzae.   AGRADECIMENTOS Os autores agradecem ao Convênio Embrapa/Monsanto pelo financiamento do projeto (02.08.050.07.00).  REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ATKINS, J.G. et al. An international set of rice varieties for differentiating races of Pyricularia oryzae. Phytopathology, v. 57, p. 297-301, 1967. BALLINI, E. et al. A genomic-wide meta-analysis of rice blast resistance genes and quantitative trait loci provides new insights into partial and complete resistance. Molecular Plant-Microbe Interactions, v. 21, n. 7, p. 859-868, 2008. BERRUYER, R. et al. Identification and fine mapping of Pi33, the rice resistance gene corresponding to the Magnaporthe grisea avirulence gene ACE1. Theoretical and Applied Genetics, v. 107, p. 1139–1147, 2003. CHAUDHARY, R.C. Internationalization of elite germplasm for farmers: collaborative mechanisms to enhance evaluation of rice genetic resources. In: Plant genetic resources: characterization and evaluation. New approaches for improved use of plant genetic resources. Tsukuba:National Institute of Agrobiological Resources, 1996. p. 221-243. FILIPPI, M.C.; PRABHU, A.S. Phenotypic virulence analysis of Pyricularia grisea isolates from Brazilian upland rice cultivars. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 36, p. 27-35, 2001. IRRI. Parentages of IRRI crosses. Manila: International Research Institute, 1995. KOBAYASHI, N. et al. Development of new sets of international standard differential varieties for blast resistance in rice (Oryza sativa L.). JARQ, v. 41, n. 1, p. 31 – 37, 2007. KOIZUMI, S. Durability of resistance to rice blast disease. In: FUKUTA, Y.; VERA CRUZ, C.M.; KOBAYASHI, N. (Ed.). JIRCAS Working Report no. 53: A differential system for blast resistance for stable rice production environment. 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Fontes de resistência a Magnaporthe oryzae com potencial de uso no melhoramento de arroz (Oryza sativa).

http://www.alice.cnptia.embrapa.br/alice/bitstream/doc/989413/1/p253.pdf

Fontes de resistência a Magnaporthe oryzae com potencial de uso no melhoramento de arroz (Oryza sativa).

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