Genetic and physiological variability of Meloidogyne incognita populations from cotton farms in western Bahia, and evaluation of resistance in Gossypium spp. genotypes

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Lopes, Carina Mariani Leite
Orientador(a): Cares, Juvenil Enrique
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Link de acesso: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/47550
Resumo: Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, Programa de Pós-Graduação em Fitopatologia, 2019.
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spelling Lopes, Carina Mariani LeiteCarneiro, Regina Maria Dechechi GomesCares, Juvenil Enrique2024-01-28T15:43:43Z2024-01-28T15:43:43Z2024-01-282019-05-08LOPES, Carina Mariani Leite. Genetic and physiological variability of Meloidogyne incognita populations from cotton farms in western Bahia, and evaluation of resistance in Gossypium spp. genotypes. 2019. 116 f., il. Tese (Doutorado em Fitopatologia) — Universidade de Brasília, Brasília, 2019.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/47550Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, Programa de Pós-Graduação em Fitopatologia, 2019.O estado da Bahia é o segundo maior produtor de algodão do Brasil, sendo que esta cultura vem sofrendo severas perdas devido ao parasitismo do fitonematoide Meloidogyne incognita. Visando contribuir com informações relevantes para o uso da estratégia de resistência genética, objetivou-se estudar a diversidade genética, agressividade e virulência de populações desse nematoide oriundos da região oeste da Bahia, a qual responde por 96% da produção dessa fibra no estado, e avaliar a reação de linhagens de algodão a uma combinação de populações de M. incognita, bem como elucidar os mecanismos envolvidos na resistência de uma linhagem selecionada. Para isso, populações de M. incognita foram coletadas em 10 fazendas de algodão, multiplicadas em casa de vegetação e caracterizadas: molecularmente por marcadores espécie específicos tipo SCAR, bioquimicamente usando os fenótipos de esterase e fisiologicamente pela determinação das raças em hospedeiras específicas. Para os estudos de diversidade 53 primers RAPD e AFLP foram usados para acessar a variabilidade intra-específica e os resultados mostraram uma diversidade genética de 37,7%, pouco encontrada entre os isolados dessa espécie, sendo essa grande variabilidade devido à presença de uma população divergente (Pop. 8, Barreiras). No estudo da agressividade/ virulência nenhuma população se mostrou virulenta contra os genótipos de algodão moderadamente resistentes (Clevewilt-6,Wild Mexican Jack Jones e LA-887) e resistentes (CIR1348, e M-315 RNR), no entanto duas populações do município de Barreiras foram altamente agressivas à cultivar suscetível FM 966 (FR = 539 e 218), sendo uma delas, Pop. 8 a mais divergente geneticamente. As linhagens da Embrapa com genes de resistência de duas fontes diferentes, M-315 e CIR1348, foram avaliadas por seleção assistida utilizando marcadores moleculares previamente desenvolvidos. Os marcadores moleculares associados aos genes de resistência foram validados através da fenotipagem com o nematoide em casa de vegetação e confirmados por genotipagem. Os marcadores originados da fonte de resistencia M-315 mostraram-se altamente eficientes na seleção de plantas resistentes a M. incognita, com 100% das plantas avaliadas expressando fator de reprodução inferior a 0,08. Já no caso dos marcadores da fonte de resistência CIR 1348, apesar de também serem eficientes na seleção de resistência, alguns eventos de segregação revelaram a necessidade de se buscar marcadores mais próximos aos QTLs de resistência. A linhagem resistente derivada de M-315, CNPA17-26B2RF selecionada para a caracterização histopatológica da interação planta-patógeno revelou um poderoso mecanismo de reação de hipersensibilidade que atua desde o início do ciclo de vida do nematoide com a liberação de compostos fenólicos no córtex e no cilindro central degradando os sítios de alimentação e impedindo que fêmeas maduras se desenvolvam, resultando em uma taxa de reprodução igual a zero. Esta linhagem foi selecionada por apresentar boas características agronômicas e por conter genes inseridosa por biotecnologia de resistência à insetos e herbicida (Bollgard 2 e Rundup Ready) além de marcadores para resistência a doença azul (virose), bacteriose e ao nematoide das galhas, podendo ser lançada como cultivar ou usada como doadora de resistência em programas de melhoramento.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).The state of Bahia is the second largest producer of cotton in Brazil, but the crop suffers severe losses due to the parasitism of the plant-parasitic nematode Meloidogyne incognita. Aiming to contribute with relevant information for the use of plant genetic resistance , the objectives of this study were: to study the genetic diversity, aggressiveness and virulence of populations of M. incognita from western Bahia, which accounts for 96% of cotton fiber production in the state; to evaluate the resistance of elite cotton lines to a combination of populations of M. incognita; and to elucidate the mechanisms involved in the resistance of a selected line. For this, populations of M. incognita were collected in 10 cotton farms, multiplied in greenhouse and characterized: molecularly, by species specific SCAR markers; biochemically, using esterase phenotypes; and physiologically by the determination of races in different hosts. For the diversity studies 53 RAPD and AFLP primers were used to access the intra-specific variability in these M. incognita populations. The results showed a genetic diversity of 37.7%, rarely found among isolates of this species, being this great variability due to the presence of a divergent population (Pop. 8, from Barreiras). In the study of aggressiveness / virulence, no population was virulent to the moderately resistant (Clevewilt-6, Wild Mexican Jack Jones, and LA-887) and resistant cotton genotypes (CIR1348, and M-315 RNR), however two populations from Barreiras were highly aggressive to the susceptible cultivar FM 966 (Reproduction Factor - RF = 539 and 218).One of them, Pop. 8, being the most genetically divergent. Embrapa's cotton lines with resistance genes from two different sources, M-315 and CIR1348, were evaluated by molecular markers assisted selection . The molecular markers associated to the resistance genes were validated by phenotyping with the nematode under greenhouse, and confirmed by genotyping. The markers originated from the resistance source M-315 were highly efficient in the selection of resistant plants against M. incognita, with 100% of the plants evaluated expressing RF of less than 0.08. The markers of the CIR 1348 resistance source were also efficient in the selection of resistance, however, some segregation events revealed the need to look for markers closer to resistance QTLs. The resistant line derived from M-315, CNPA 17-26 B2RF selected for the histopathological characterization of the plant-pathogen interaction has proved to harbor a powerful mechanism of hypersensitivity reaction that acts since the beginning of the nematode life cycle, with release of phenolic compounds in the cortex and the central cylinder degrading the feeding sites and preventing the development of mature females, resulting in a reproduction rate equal to zero. This lineage was selected due to its good agronomic characteristics and also harbor two biotechnological events (Bollgard 2 and Rundup Ready), and also containing genes for resistance to the blue virus disease, bacterial blight and to the root-knot nematode, which can be launched as cultivar or as donor of resistance in breeding programs.Instituto de Ciências Biológicas (IB)Departamento de Fitopatologia (IB FIT)Programa de Pós-Graduação em FitopatologiaengGenetic and physiological variability of Meloidogyne incognita populations from cotton farms in western Bahia, and evaluation of resistance in Gossypium spp. genotypesVariabilidade genética e fisiológica de populações de Meloidogyne incognita em fazendas de algodão no oeste da Bahia e, avaliação da resistência de genótipos de Gossypium spp.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisCotoniculturaNematóide das galhasResistência genéticaHistopatologiainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain102http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/47550/2/license.txtaed4704d04bb260d4decd80db311aaa5MD52open accessORIGINAL2019_CarinaMarianiLeiteLopes.pdf2019_CarinaMarianiLeiteLopes.pdfapplication/pdf1833657http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/47550/1/2019_CarinaMarianiLeiteLopes.pdf182a593e9b1790950c8e223e62122814MD51open access10482/475502024-01-28 12:43:43.504open accessoai:repositorio2.unb.br:10482/47550U3VibWlzc8OjbyBlZmV0aXZhZGEgZGUgYWNvcmRvIGNvbSBsaWNlbsOnYSBjb25jZWRpZGEgcGVsbyBhdXRvciBlL291IGRldGVudG9yIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcy4KBiblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestopendoar:2024-01-28T15:43:43Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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