Análises genéticas revelam oportunidades e obstáculos da tolerância ao fungo da ferrugem asiática da soja

• Autor(a) principal: Bornhofen, Elesandro
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-17102019-164015/
• topic: Glycine max; Glycine max; Phakopsora pachyrhizi; Phakopsora pachyrhizi; Análise espacial; Biotic stress; Estresse biótico; Genotype by environment interaction; Interação genótipos por ambientes; Spatial analysis

No início dos anos 2000, a constatação da ferrugem asiática da soja na América do Sul deu origem ao que seria uma batalha multibilionária pela manutenção da viabilidade econômica da cultura. Embora várias medidas de controle tenham sido pesquisadas e disponibilizadas aos agricultores, o controle por meio de fungicidas ainda constitui a principal estratégia. No entanto, tendências globais de redução no uso de agroquímicos, diminuição da eficiência das moléculas fungicidas contra o agente causal da doença e razões econômicas despertam a necessidade de outros modelos de controle. Nesse sentido, a tolerância genética como uma tática para manutenção da performance produtiva na presença do estresse pode constituir uma alternativa interessante. Poucos estudos têm pesquisado prospectivamente as complicações e benefícios do melhoramento da soja para tolerância a P. pachyrhizi. O propósito da presente pesquisa foi o de buscar fundamentações para a utilização da tolerância em programas de melhoramento de soja, identificar genitores hábeis na transmissão dessa característica, averiguar a importância da interação genótipos × ambientes (G × E) e examinar a existência de custo de alocação, característica na qual os custos metabólicos para a defesa da planta não são traduzidos em performance na ausência do patógeno. Foram conduzidos experimentos adjacentes na presença e na ausência da ferrugem ao longo de três anos consecutivos e dois locais de experimentação. Foram testadas 64 populações biparentais F5 derivadas de um dialelo parcial 8×8, 768 linhagens selecionadas F5:6 e 256 linhagens F5:7, além dos 16 genótipos genitores (codificados de 21 a 36), totalizando 4.424 parcelas experimentais. Em adição aos caracteres agronômicos mensurados em todas as parcelas, as linhagens F5:6 e genitores tiveram as amostras de cem sementes avaliadas via fenotipagem de alto rendimento a partir de imagens digitais. Todas as análises estatísticas foram executadas via modelos mistos, com correção espacial via regressão por splines penalizadas bidimensionais para os experimentos contendo as populações F5 e linhagens F5:6. A presença da ferrugem reduziu a média geral da produtividade de sementes em 16,18% para as populações e 27,30% para as linhagens. A estratégia de experimentos adjacentes com manejos diferentes de fungicidas foi eficiente e foram detectadas diferenças para o efeito da doença em todos os caracteres mensurados. A seleção para tolerância deve ser praticada a partir de informações coletadas em experimentos conduzidos em multi-ambientes devido à relevância da interação G × E. O melhoramento para tolerância deve priorizar o incremento do período de granação (enchimento de grãos) na presença do estresse devido à correlação positiva com a produtividade (P < 0,05). Efeitos não-aditivos foram detectados e confirmados (P < 0,05) em geração avançada de endogamia, especialmente para o peso de cem sementes. É possível concluir que os genitores USP 04-17.011 (30) e USP 231-2228-01 (31) são os melhores em gerar descendentes tolerantes e, ao mesmo tempo, com alta produtividade na ausência do estresse. Em adição, existe custo de alocação no patosistema soja × P. pachyrhizi, porém, há variabilidade genética suficiente para a seleção de linhagens elites tolerantes e com produtividade elevada.