UNB - Teses

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Desenvolvimento de marcadores scar para identificação de espécies de Meloidogyne do cafeeiro e variabilidade genética e agressividade de populações de M. paranaensis a genótipos de Coffea spp.
(Universidade de Brasília, 2016-06-08) Santos, Marcilene Fernandes Almeida dos; Peixoto, José Ricardo; Carneiro, Regina Maria Dechechi Gomes
Os nematoides das galhas (NGs), Meloidogyne spp., estão entre os patógenos mais importantes economicamente por infectarem raízes de cafeeiro em vários países das Américas. Os objetivos do estudo foram desenvolver marcadores específicos do tipo SCAR para a detecção de duas espécies importantes do cafeeiro na América Central: Meloidogyne arabicida e M. izalcoensis (Tylenchida: Meloidogynidae), e avaliar a variabilidade genética e a agressividade de sete populações de M. paranaensis, uma das espécies de NGs mais destrutivas para o cafeeiro, em Coffea spp., com genes de resistência a Meloidogyne spp. No primeiro estudo, fragmentos polimórficos amplificados através de reações de PCR-RAPD foram selecionados e transformados em marcadores específicos do tipo SCAR. A amplificação dos primers desenvolvidos produziram fragmentos específicos de 300 pb e 670 pb para as espécies M. arabicida e M. izalcoensis, respectivamente. A especificidade dos primers também foi validada para um único indivíduo J2, macho ou fêmea, além de populações de campo, contendo mistura de espécies. Portanto, estes resultados demonstraram a eficácia destes marcadores SCAR para a identificação das espécies M. arabicida e M. izalcoensis, contribuindo para o diagnóstico específico dos NGs nas Américas. No segundo estudo, sete populações de M. paranaensis foram identificadas pela caracterização bioquímica e molecular. Os estudos filogenéticos mostraram que apesar da existência de três fenótipos de esterase (Est P1, P2 e P2a), uma baixa variabilidade genética foi observada, até mesmo em regiões distintas do DNA. A análise molecular mostrou que existe divergência genética na população de perfil P2a da Guatemala, em relação às populações do Brasil (Est P1 e P2). Essa população nos estudos de patogenicidade às cultivares suscetíveis de C. arabica mostrou-se uma das mais agressivas. Nos estudos de agressividade/virulência de M. paranaensis em Coffea spp. foram realizados dois ensaios. No primeiro, foram usadas duas cultivares, C. arabica (cv. Catuaí IAC 81) e C. canephora (cv. Clone 14), e foi confirmada a alta suscetibilidade da cv. Catuaí IAC 81 v com FR > 30 e alta resistência da variedade clonal “Clone 14” com FR < 0,2, em relação a diferentes populações de M. paranaensis. Ou seja, nenhuma população foi virulenta ao ‘Clone 14’ e as populações Par 3 da Guatemala, Par 5 Piumbí-MG e Par 4 Rolândia- PR foram as mais agressivas ao ‘Catuaí IAC 81’. No segundo ensaio foram testados quatro padrões de resistência em relação a sete populações de M. paranaensis: Catuaí Vermelho x Amphillo MR2161 (C. arabica), porta enxerto Apoatã IAC 2258 (C. canephora), Híbrido do Timor UFV 408-01(E1 6-6 II) e cv. IPR 100 (C. arabica), e o controle suscetível cv. ‘Mundo Novo 379-19’. Quanto à agressividade na cultivar Mundo Novo, as populações Par 2 Herculândia-SP, Par 3 da Guatemala e Par 5 PiumbíMG foram as mais agressivas. Nenhuma população de M. paranaensis foi virulenta às quatro cultivares resistentes: Apoatã IAC 2258, Catuaí Vermelho x Amphillo MR2161(E1 16-5 III), IPR 100 e Híbrido do Timor UFV 408-01 (E1 6-6 II), apresentando uma segregação de 15%, 0%, 26% e 31%, respectivamente. Esses resultados são promissores, pois validam a resistência de diferentes fontes genéticas de Coffea spp., para a espécie M. paranaensis.
Espécies de Ralstonia no Brasil: caracterização fenotípica, molecular, novas fontes de resistência em tomateiro e patogenicidade em cafeeiro
(Universidade de Brasília, 2016-10-05) Rossato, Maurício; Boiteux, Leonardo Silva
A murcha bacteriana, atualmente reconhecida como sendo causada por um complexo de espécies do gênero Ralstonia (Ralstonia solanacearum, R. pseudosolanacearum e R. syzygii) apresenta uma ampla diversidade, podendo ser dividida em raças, biovares, filotipos e sequevares. O objetivo deste trabalho foi: (i) ampliar os conhecimentos sobre o importante complexo de espécies de Ralstonia por meio da caracterização biológica, bioquímica e molecular do isolado CNPH-RS 488, que se mostrou capaz de suplantar a resistência da linhagem ‘Hawaii 7996’; (ii) gerar um novo protocolo de identificação de biovares por meio de técnicas moleculares, visando aumentar a eficiência do processo e reduzir os custos associados com o teste de biovar; (iii) identificar novas fontes de resistência em tomateiro à murcha bacteriana em germoplasma selvagem de Solanum, considerando o melhoramento antecipatório contra possíveis novos variantes do patógeno, como o isolado CNPH-RS 488; (iv) gerar informações sobre o patossistema Coffea – Ralstonia. No presente estudo, o isolado CNPH-RS 488 foi classificado quanto ao biovar e filotipo, e foram caracterizados o seu perfil de virulência, a capacidade de suplantar de resistência da linhagem ‘Hawaii 7996’, a produção de EPS e de biofilme, bem como a sensibilidade a antibióticos e sua gama de hospedeiras. Os sistemas de marcadores RAPD/SCAR em associação com a estratégia de bulk segregant analysis foram inicialmente empregados visando o desenvolvimento de primers específicos para identificação de biovares. Para a busca por novas fontes de resistência avaliou-se uma coleção de 75 genótipos de Solanum peruvianum em comparação com as linhagens controle ‘Hawaii 7996’ (resistente) e ‘L390’ (suscetível). Os genótipos foram inoculados com os isolados CNPH-RS 488 (biovar 2A) e CNPH-RS 489 (biovar 1). O status do cafeeiro como hospedeira do complexo de espécies de Ralstonia foi demonstrado em bioensaios com nove isolados em três cultivares de Coffea arabica, comparando com a resposta do tomateiro suscetível ‘San Vito’. A confirmação da capacidade de suplantação da resistência do ‘Hawaii 7996’ pelo CNPH-RS 488 não pôde ser explicada pelos testes de produção de exopolissacarídeo e biofilme. Foi também constatado que o isolado apresenta uma maior virulência sobre espécies mais resistentes como jiló e berinjela. Onze primers RAPD foram selecionados com potencial valor diagnóstico para identificação de biovares. Amplicons obtidos com quatro primers que geraram marcadores estáveis foram clonados e a informação de sequência foi utilizada para o desenho dos primers do tipo SCAR. Os primers J1-B1-B e SCAR-i18-B2A apresentaram especificidade parcial para isolados de biovar 1 e 2A, respectivamente. Para a biovar 3, foi empregada uma estratégia de subtração in silico que permitiu o desenho de um par de primers específico para a região do gene polS (codificador da enzima sorbitol desidrogenase). Sete genótipos dos 75 de S. peruvianum foram considerados como promissoras fontes para o melhoramento do tomateiro visando à resistência à murcha bacteriana. O cafeeiro se mostrou suscetível exclusivamente a isolados de R. pseudosolanacearum, indicando os potenciais riscos que a murcha bacteriana pode apresentar para a cafeicultura brasileira. O presente trabalho destaca que a existência de isolados capazes de suplantar a resistência do tomateiro, como o CNPH-RS 488, e isso implica em potenciais riscos da disseminação dos mesmos pelo país, podendo inviabilizar as cultivares de tomateiro atualmente disponíveis no mercado e que usam a linhagem ‘Hawaii 7996’ como parental. Estudos adicionais sobre esse variante do patógeno serão necessários bem como o desenvolvimento de programas de melhoramento com novas fontes de resistência efetivas contra isolados com um perfil de virulência similar ao apresentado pelo CNPH-RS 488.
Primeiro relato de Meloidogyne izalcoensis no Brasil e avaliação da resistência a essa espécie e a M. exigua em genótipos de Coffea spp.
(Universidade de Brasília, 2019-07-11) Stefanelo, Daniela Rossato; Cares, Juvenil Enrique; Carneiro, Regina Maria Dechechi Gomes
Os nematoides das galhas (NGs), Meloidogyne spp., estão entre os patógenos mais relevantes à cultura do cafeeiro, pois podem provocar desde redução na produtividade até a morte das plantas. Os objetivos desta pesquisa foram (i) verificar inequivocamente a identidade de uma espécie de Meloidogyne em café ainda não registrada no Brasil, (ii) identificar espécies de Meloidogyne presentes em cafezais no Triangulo Mineiro, (iii) avaliar a reação dos genótipos de cafeeiros a M. izalcoensis e (iv) validar 11 marcadores moleculares microssatélites (SSR), previamente estudados, em diferentes genótipos de cafeeiros, que apresentam genes de resistência a M. exigua. Com auxílio dos métodos bioquímicos baseados em eletroforese de izoenzimas (esterase, Est) e marcadores moleculares espécie-específicos (PCR-SCAR) foi possível identificar corretamente M. izalcoensis e outras espécies como: M. exigua, M. paranaensis, M. incognita, bem como a ocorrência da mistura dessas espécies em plantio de café. Quanto à reação dos genótipos de cafeeiro a M. izalcoensis foram realizados dois experimentos, no primeiro e no segundo experimento foram avaliados os genótipos: Catuaí Amarelo 62 (suscetível), Catuaí Vermelho x Amphillo 2-161 (28-2-II), Catuaí Vermelho x Amphillo 2-161 (16-5-III), IPR100, Híbrido do Timor UFV 408-01 MG (6-I-III) e o porta- enxerto cv. Apoatã IAC 2258. No primeiro experimento foi observada a reação de suscetibilidade dos genótipos Catuaí Amarelo 62, Catuaí Vermelho x Amphillo 2-161 (28-2- II), IPR 100 e Híbrido do Timor UFV 408-01 MG (6-I-III). O genótipo Catuaí Vermelho x Amphillo 2-161 (16-5-III) apresentou-se como moderadamente resistente e o porta-enxerto cv. Apoatã IAC 2258 como resistente. No segundo experimento, os genótipos Catuaí Vermelho x Amphillo 2-161 (28-2-II) e o porta exerto cv. Apoatã IAC 2258 foram vi classificados como moderadamente resistente e resistente, respectivamente. Os demais genótipos apresentaram reação de suscetibilidade ao patógeno. Apenas o porta-enxerto cv. Apoatã IAC foi considerado resistente a M. izalcoensis, nos dois experimentos. O estudo de validação dos marcadores microssatélites foi realizado em duas etapas. Na primeira, foram avaliados os 11 marcadores nos genótipos: Híbrido de Timor UFV 408-01 (036), UFV 408-01 (090), IPR100 e 83-3, linhagem do IPR 100 e Catuaí IAC 62 (suscetível). Na segunda etapa, foram avaliados os marcadores SSRCafé 4, 13, 15, 20 e 40 nos genótipos Híbrido do Timor 440-10 e Catuaí IAC 86 (suscetível). Na primeira etapa, quatro marcadores mostraram-se polimórficos: SSRCafé 4, 13, 15 e 41. Dois marcadores foram monomórficos, SSRCafé 14 e 37 e cinco não amplificaram nenhum fragmento: SSRCafé 19, 20, 32, 39 e 40. Na segunda etapa, três marcadores SSRCafé 13, 20 e 40 mostraram-se polimórficos e SSRCafé 15 mostrou-se monomórfico nos genótipos do Híbrido de Timor 440-10 (resistente) e Catuaí vermelho IAC 86 (suscetível). Com base nos resultados, conclui-se que marcadores microssatélites SSRCafé 13, 20 e 40 podem ser utilizados com maior segurança apenas na seleção de progênies resistentes resultantes de cruzamentos com o Híbrido de Timor 440-10. Em relação aos outros marcadores mais estudos serão necessários para sua validação.
Resistência múltipla de Coffea canephora conilon a Meloidogyne spp.: mecanismos e genes candidatos
(Universidade de Brasília, 2015-03-26) Lima, Edriana Araújo de; Furlanetto, Cleber
O cafeeiro é uma das culturas mais importantes para o Brasil, sendo fonte de divisas para os países tropicais produtores. Das mais de 90 espécies do gênero Coffea, C. arabica e C. canephora são as espécies cultivadas comercialmente. Os grãos de C. arabica são mais consumidos e apreciados no mundo, mas C. canephora possui uma parte importante do mercado no que se refere à produção de café solúvel e blends com C. arabica, além de ser fonte de resistência a patógenos como os nematoides das galhas. Espécies do gênero Meloidogyne constituem um dos mais importantes fitopatógenos por sua polifagia, causando danos e perdas consideráveis em culturas importantes, como o cafeeiro. Cultivares de C. canephora têm sido usadas como porta enxertos para C. arabica e, programas de melhoramento vem produzindo plantas que podem ser promissoras no controle desse patógeno. No entanto, até o presente momento, esses genótipos foram resistentes a uma ou duas espécies de Meloidogyne. Os objetivos desse trabalho foram: buscar fontes de resistência às populações de Meloidogyne em clones de C. canephora desenvolvidos pelo Instituto Capixaba de Pesquisa e Extensão Rural (INCAPER); observar os possíveis mecanismos de resistência envolvidos e também quais genes poderiam ser candidatos à resistência. No primeiro instante, clones de C. canephora população Conilon foram avaliados quanto à resistência a seis populações de Meloidogyne. Nesse primeiro ensaio, descobriu-se que o clone 14, já previamente avaliado como tolerante a seca, foi resistente a todas as populações testadas do patógeno. Por meio de histopatologia, observou-se no clone 14 inoculado com M. paranaensis e M. incognita, através da histopatologia, morte celular e reação de hipersensibilidade tanto no período inicial de infecção do patógeno, quanto nos dias finais da observação, nas células ao redor dos poucos nematoides que conseguiram iniciar o sítio de alimentação. Não houve desenvolvimento do nematoide nem produção de ovos observados através da microscopia e a penetração dos juvenis também foi sensivelmente menor no clone 14 resistente quando comparado aos cafeeiros suscetíveis. Não houve diferença na reação de resistência da planta entre as duas espécies/populações de nematoides das galhas usadas no estudo da histopatologia. Raízes do clone 14 e do padrão de suscetibilidade clone 22, foram inoculadas com M. paranaensis e retiradas nos mesmos moldes do ensaio de histopatologia, para a extração de RNA e produção de cDNA para serem utilizados no sequenciamento e qPCR, respectivamente. Foi observada diferença na expressão de genes de resistência, genes relacionados à produção de lignina, cisteína protease e inibidor de cisteína protease e no hits, dentre outros, entre os clones resistente e suscetível. No caso da cisteína protease e lignina- forming, a expressão foi 3.000 e 6.000 vezes maior no clone resistente que no clone suscetível a M. paranaensis nos dias finais do ciclo do nematoide, coincidindo com o período de intensa morte celular e reação de hipersensibilidade na raiz do clone 14. Os resultados demonstraram que o clone 14 pode ser importante fonte de genes relacionados com a resistência à Meloidogyne spp. e que esses genes devem ser estudados mais profundamente no futuro a fim de obter maior conhecimento sobre os mecanismos moleculares envolvidos no processo de resistência aos nematoides das galhas e os possíveis pontos de intersecção entre os estresses bióticos e abióticos.