EMS mutagenesis, selection and molecular characterization of soybean mutants with altered response to Phakopsora pachyrhizi

• Autor(a) principal: Stock, Vinícius de Moura
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/30077
• topic: Ferrugem-da-soja; Glycine max; Metanossulfonato de etila; Genes; Soja; Ciências Agrárias

A suscetibilidade de plantas a patógenos microbianos envolve interações moleculares complexas entre os efetores e seus alvos no hospedeiro. Em interações compatíveis os fitopatógenos empregam efetores para alterar o metabolismo das células hospedeiras e suprimir as suas respostas de defesa. Perda ou mutação dos genes-alvo desses efetores podem limitar o desenvolvimento do patógeno nos tecidos da planta. Esse trabalho teve por objetivo a identificação de mutantes da variedade TMG4182 com resposta alterada à inoculação com o fungo Phakopsora pachyrhizi visando a futura identificação de genes que codificam proteínas que são alvo dos efetores. Para tanto, avaliou-se 1.820 famílias M2 geradas a partir do tratamento de sementes de soja com EMS a 0,3% (v / v) por 16 horas. Plantou-se separadamente vinte e duas sementes de cada família em casa-de-vegetação e avaliou-se a presença de variações fenotípicas diversas e também alterações fenotípicas após a inoculação com o isolado PPUFV02 de P. pachyrhizi. Das 30.068 plantas M2 avaliadas, 2.976 apresentaram variações fenotípicas no crescimento, arquitetura de planta e morfologia foliar e 101 plantas alterações no desenvolvimento da doença. Alguns desses fenótipos não foram confirmados na geração M3. Não se obteve plantas mutantes com claro aumento de suscetibilidade ou imunes. Duas famílias M2, GMMT-509-20 e GMMT504-04, apresentaram plantas com lesões RB (reddish-brown) com menor esporulação, enquanto uma, GMMT-496-01, apresentou plantas com lesões necróticas, com menor quantidade de urédias e pouca esporulação. Esses fenótipos foram confirmados pela análise na geração M3, que demonstraram que esses fenótipos mutantes são controlados por genes recessivos. A caracterização do genoma de TMG4182 e dos genótipos mutantes por re-sequenciamento relevou uma frequência de ~1 alteração nucleotídica (SNPs)/45kb sendo mais de 50% do tipo transições de C para T e de G para A, comumente observadas em estudos de mutagênese com EMS. Um total de 1.132 SNPs não-sinônimos foram identificados dentro de regiões codificadoras de proteínas. Ensaios de dCAPS também confirmaram a presença de polimorfismos em quatro genes relacionados à respostas de defesa. No entanto, estes não tiveram relação com os fenótipos mutantes. Análises de agrupamentos segregantes baseada em MutMap será empregada a identificação dos genes mutados nos genótipos identificados.