Profa. Rosana Rodrigues (LMGV, P4, Sala 110)
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1 Resistência Genética a Doenças em Plantas Profa. Rosana Rodrigues (LMGV, P4, Sala 110)
2 1807 Prevost doenças: agente causal carvão do trigo - fungo Fins do séc. XIX Smith doenças - bactérias O que é DOENÇA? Limite entre normal/sadio - anormal/doente doença x injúria física ou química doença x praga (afetam o desenvolvimento) Fatores ambientais - causas de doença
3 PepYMV Fenômeno biológico - interfere em processos fisiológicos da planta Prejudicial Processo contínuo injúria
4 Controle $
5 O que é RESISTÊNCIA? Doença= produto interação planta-pat patógeno Planta resistente x baixo nível n de doença rios (Padronização para diferentes patossistemas) R e S - termos arbitrários ( Planta Ambiente Patogeno
6 Conceitos e sinonímia Resistência raça-espec específica Resistência raça a não-espec específica Resistência poligênica Resistência de campo Resistência de planta adulta Resistência de seedling
7 Resistência Vertical Reação diferencial Resistência Horizontal Reação não-diferencial Resistência x herança a da resistência Herança a monogênica (qualitativa) Herança poligênica (quantitativa)
8 Um pouco de historia 1905, Biffen Redescoberta das Leis de Mendel* Trigo x ferrugem amarela - r recessiva variedades suscetíveis: Michigan Bronze e Red King variedade resistente: Rivit Polêmica - gerou outros trabalhos Herança monôgenica: : maioria dos resultados Interpretação dos resultados
9 1902, Orton Primeiro relato de sucesso Incorporação de genes de resistência Resistência à murcha-de de-fusarium em melancia cv. Eden x espécie silvestre cv. Conqueror S dominante - análise em F1 (R x S) Herança a da R: caupi x fusariose caupi x nematóide R dominante ou recessiva
10 BRIGGS (1926) Resistência do trigo à cárie Martin x White Federation (Resistente) (Suscetível) 0% Plantas doentes (PD) 71,8% PD Geração F1... 0% de PD Geração F ,2% PD Geração F famílias ATÉ 7,5% PD famílias 7,5 a 50% PD famílias > 50% PD Proporção teórica: 1:2:1 (MM( MM, Mm, mm)
11 Variação do patógeno - raças as Exemplos: Barrus (1911) antracnose x feijoeiro - 1 o caso conhecido McRostie (1921) - Tabelas herança a da R à C. lindemuthianum (raças) as) Flor (1942) linho x Melampsora lini (Teoria gene-a-gene gene) Van der Plank (1963) R R Vertical : : efetiva contra uma ou poucas raças as R R Horizontal : : efetiva contra todas as raças as
12 Estudar RESISTÊNCIA A DOENÇAS EM PLANTAS?? Trigo resistente à ferrugem Arroz resistente à brusone Feijão resistente à antracnose Milho resistente à helminthosporiose Tomate resistente à fusariose Café resistente à ferrugem Resistência a múltiplas m doenças: Arroz cv.. Maravilha Trigo cv.. EMBRAPA 120 Soja cv.. Patos de Minas
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14 Genética da interação patógeno geno-hospedeiro Doença a biótica = patógeno x hospedeiro x ambiente Caracteres patógeno e hospedeiro DNA Reação hospedeiro ao patógeno ( R ou S) genética permite melhoramento plantas R Década de 40: estudos sobre o grau de vir ou avr (herança a do tipo de infecção) Patógenos várias raças as diferem na habilidade de infecção
15 Variedade A + raça x = Suscetível Variedade A + raça y = Resistência Raça x habilidade para infecção genética Variedade A + raça x = Suscetível Variedade B + raça x = Resistência Var B apta a se defender característica genética Tabela (Agrios( Agrios,1997)
16 Fonte: Agrios, 1997
17 Fonte: Borem, 2000
18 Conceito gene-a-gene (Teoria de Flor) Para cada gene que confere avirulência no patógeno háh um gene correspondente no hospedeiro que confere resistência e vice-versa. versa. Patossistema: : linho x ferrugem Demonstrado em outros patossistemas Fungos, bactérias, vírus, v nematóides Insetos (!)
19 O conceito gene-a-gene Co-existência: Plantas hospedeiras e seus patógenos evolução conjunta Mudanças as na vir balanceadas por alterações na R do hospedeiro e vice-versa versa Mantém m o equilíbrio dinâmico (R-vir) Patógeno e hospedeiro sobrevivem certo tempo
20 Geralmente (nem sempre!): R são dominantes; S (= ausência de R) são recessivos ( r ) Avirulência (A) Virulência ( a ) Exemplos Tabela 6-36 Figura 6-76 Tabelas de Flor
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23 Genes de avirulência Identificados por H. H. Flor (anos 50) Isolado de bactéria (1984) Isolado de fungo (1991) Vários genes avr identificados Fazem um patógeno incapaz de induzir doença a numa variedade específica do hospedeiro determinam o alcance de hospedeiros: espécie e variedade
24 Exemplos de genes R primeiro gene R Localizado Isolado Sequenciado Função descrita (nível molecular) Gene Hm1 (milho) Resistência à raça a 1 do Cochliobolus carbonum
25 Em 1995: Doze genes R (gene-a-gene) gene) isolados, sequenciados,, transferidos e expressos em outras plantas suscetíveis gene Pto - R à P. syringae pv. tomato (tem avrpto) Cf2, Cf4 e Cf9
26 Quebra da Resistência Novo gene de virulência surge por mutação de um gene de avr Evita o reconhecimento gene-a-gene R é quebrada Melhoristas Novos genes R (reconhece o novo gene para virulência) Gerar variedades R a todas as raças as que têm gene de avr correspondente ao gene R... Até que novo gene vir surja
27 Melhoristas aplicam o conceito gene-a-gene (sempre que introduzem R) Novos genes R precisam ser identificados e introduzidos com freqüência Outros genes conferem R por vários v anos Resposta Hipersensível: corresponde ao sistema gene-a- gene ( R x avr )
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29 Programas de Melhoramento Sistema reprodutivo Variabilidade genética Escolha do método Modelos Biométricos Parâmetros genéticos: Herdabilidade, no. genes Herança da resistência Fontes de Resistência
30 Cvs.. Resistentes Custo/benefício (US): US$1.00/US$ Aumento da produtividade médiam Tecnologia acessível - barata Não polui nem contamina o meio ambiente Contribui para reduzir o uso de agrotóxicos Tecnologia de fácil f adoção - semente Compatível com outras formas de controle Possibilita a produção - doença a limitante
31 Exemplo Etapas (Programa de melhoramento classico+molecular Seleção dos parentais (Contrastantes, polimórficos...) População segregante (Retrocruzamentos, F2, Linhas recombinadas) Genotipagem (RAPD, AFLP, RFLP, SSR) Fenotipagem (ambientes, épocas, isolados...) Associação Fenótipo x Genótipo ANOVA Mapeamento
Resistência a múltiplas doenças: Plantas resistentes a quais doenças?? Resistência mal manejada: Vulnerabilidade genética das plantas
Por quê estudar MELHORAMENTO DE PLANTAS VISANDO RESISTÊNCIA A DOENÇAS?? Má distribuição de alimentos Resistência a doenças maior oferta de alimentos População brasileira: Trigo resistente à ferrugem Arroz
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