RESISTÊNCIA DO FEIJOEIRO ÀS BACTERIOSES RESISTÊNCIA DO FEIJOEIRO ÀS BACTERIOSES ORIGEM E EVOLUÇÃO ORIGEM E EVOLUÇÃO ORIGEM E EVOLUÇÃO

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1 PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GENÉTICA E MELHORAMENTO DE PLANTAS RESISTÊNCIA DO FEIJOEIRO ÀS BACTERIOSES ORIGEM E EVOLUÇÃO RESISTÊNCIA DO FEIJOEIRO ÀS BACTERIOSES Uira Camilo Furlan Belmonte Profª Dra. Aline Ap. Pizzirani-Kleiner LAB. DE GENÉTICA DE MICRORGANISMOS PROFº DR. JOÃO LÚCIO DE AZEVEDO - DEPARTAMENTO DE GENÉTICA ESALQ/USP Avenida Pádua Dias, 11 Caixa Postal 83, Cep: Piracicaba São Paulo Brasil FONE: (19) FAX: (19) DOENÇAS DO FEIJOEIRO Crestamento Bacteriano Fogo Selvagem Murcha de Curtobacterium MELHORAMENTO VISANDO RESISTÊNCIA COMO É FEITO O MELHORAMENTO??? PERSPECTIVAS ORIGEM E EVOLUÇÃO ORIGEM E EVOLUÇÃO O gênero Phaseolus compreende aproximadamente 55 espécies, das quais apenas cinco são cultivadas: feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris); feijão de lima (P. lunatus); feijão Ayocote (P. coccineus); feijão tepari (P. acutifolius); P. polyanthus. É difícil fazer cruzamentos inter-específicos (fazer resgate de embrião em cultura de tecido). Cruza-se com Phaseolos aborigineus (resistência à antracnose). Diversas hipóteses tentam explicar a origem e domesticação do feijoeiro. Dados mais recentes, com base em padrões eletroforéticos de faseolina (principal proteína de reserva), sugerem a existência de três centros primários de diversidade genética, tanto para espécies silvestres como cultivadas: Mesoamericano - sudeste dos EUA até o Panamá (zonas principais México e Guatemala); Sul dos Andes - norte do Peru até noroeste da Argentina; Norte dos Andes - Colômbia e Venezuela até o norte do Peru. ORIGEM E EVOLUÇÃO ORIGEM E EVOLUÇÃO Também há vários centros secundários em algumas regiões da Europa, Ásia e África, onde foram introduzidos genótipos americanos. Os feijões estão entre os alimentos mais antigos, remontando aos primeiros registros da história da humanidade. No Brasil, a falta de estudos com amostras arqueológicas locais de feijão dificulta a reconstituição da história regional desta espécie: Eram cultivados no antigo Egito e na Grécia, sendo, também, cultuados como símbolo da vida. quais tipos foram introduzidos; quando e onde; por quais grupos humanos. Os antigos romanos usavam extensivamente feijões nas suas festas gastronômicas, utilizando-os até mesmo como pagamento de apostas. 1

2 O feijão é cultivado em praticamente todo o território nacional - 4,2 milhões ha. Grande parte da produção está concentrada em 10 estados: PR, MG, BA, GO, SP, CE, SC, RS, PE e PA - 85% da produção nacional. O Brasil é o maior produtor mundial - 3,2 milhões t. A cultura do feijoeiro é conduzida em três safras distintas: 1ª (águas): set-out 2ª (seca): fev-mar 3ª (irrigado de inverno): maio-jun O consumo de feijão está em torno de 16kg/pessoa/ano. Importa cerca de 70 mil t e exporta 2 mil t. A produtividade varia de 466 a 2000 kg/ha, no nordeste e centro-oeste, respectivamente. Mais da metade da produção brasileira é constituída da variedade carioca, preferida pelos consumidores da região Centro Sul. A média de produção é 822kg/ha e potencial de aproximadamente 3000kg/ha. Os dois gêneros de feijões cultivados no Brasil são: Seguida pelo feijão preto e em pequenas quantidades outras variedades que são os feijões, vermelho, canário, jalo, rajado e rosinha, atendendo alguns nichos no mercado interno e externo. Phaseulus - mais cultivado na região Centro Sul (carioca e preto); Vigna unguiculata - na região Norte/Nordeste (macaçar/caupi). Já na região Norte/Nordeste o predomínio é do feijão de corda, também conhecido como macaçar (utilizado na elaboração de pratos típicos), além do mulatinho, fradinho, e feijão caupi, apresentando grande variedade de grãos e cores. Aproximadamente 86% da produção no país é obtida em propriedades com área inferior a 50 hectares, tendo grande importância na geração de renda do pequeno produtor. DOENÇAS DO FEIJOEIRO Baixa produtividade: doenças fúngica, bacteriana, virótica e outras causadas por nematóides - limitam a produção, reduzem a qualidade fisiológica, sanitária, nutricional e comercial do produto. Desenvolver novas variedades de feijão com teores mais elevados de ferro, proteína total e fibras solúveis para suprir carências nutricionais e prevenir doenças da população (IAPAR): 27% de proteína total (atual tem 21%); A incidência, a intensidade dessas doenças e os prejuízos causados variam de acordo com: região, época e sistema de plantio; variedade, qualidade sanitária das sementes e condições climáticas. teor de ferro de 8mg/100g de matéria seca (5,5 mg/100g); e cerca de 18% de fibras solúveis (14%). Perdas podem chegar a 60%. 2

3 As doenças mais importantes de origem bacteriana são: DOENÇAS DO FEIJOEIRO Crestamento Bacteriano Comum ; Nas folhas, inicia-se por pequenas manchas úmidas na face inferior, que aumentam de tamanho, formando extensas áreas necrosadas, há um estreito halo amarelado. Fogo Selvagem (Pseudomonas syringae pv. tabaci); Murcha de Curtobacterium (Curtobacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciens). Nas vagens, aparecem manchas encharcadas, posteriormente avermelhadas, que se estendem ao longo do sistema vascular, indicando a progressão da bactéria para as sementes. Ocorrência nas regiões de clima quente e úmido: SP, RJ, MG, SC, ES, RS e Centro Oeste, principalmente na safra das águas. Dentro das estratégias do manejo integrado de doenças, a resistência genética é considerada uma importante alternativa. Fácil adoção pelos agricultores devido a seu baixo custo e por ser ecologicamente segura, diminuindo, ou até mesmo evitando, o uso indiscriminado de defensivos agrícolas. Infelizmente a maioria das variedades de feijoeiro em uso nas diferentes regiões do país são suscetíveis. Atualmente, algumas variedades com níveis moderados de resistência têm sido desenvolvidas: Bambui, BR IPAGRO 44, BRS MG Talismã, Diamante Negro, IAC Carioca Tybatã, IAC Carioca Eté, IAC Una, Safira, IAPAR 81, IAPAR 31. Fontes de germoplasma: Xan 261, Xan 251 e Xan 151. Notas de resistência das principais fontes utilizadas no melhoramento: 1 9, onde 1 é resistente, mostrando que continuam boas fontes para o melhoramento. M etodologia de avaliação segundo... Pompeu & Crower (1973) Sugimori & Oliveira (1996) G enótipos Xan IAPAR Bac X an X an Xan V ac V ac G Vax /4 Vax A /2 A N úmero de registro de entrada na Seção de Fitopato logia/ia C 3

4 FOGO SELVAGEM (Pseudomonas syringae pv. tabaci) Nos folíolos consistem em pequenas manchas necróticas de cor marrom-clara, circundadas por pronunciados halos amarelecidos de margens bem definidas. As lesões podem aumentar de tamanho e causar crestamento foliar. Também amarelecimento sistêmico e deformação do folíolo. FOGO SELVAGEM (Pseudomonas syringae pv. tabaci) Também denominado Crestamento de Halo ou Areolado do feijoeiro. Está presente nos estados: SP, RJ, PR e GO. Cultivares resistentes: IAC Carioca Tybatã, IAC Carioca Eté, IAC Una, IAPAR 81 e IAPAR 31. Fontes de germoplasma: GN Nebraska, PI e IAPAR Bac-4. MURCHA DE CURTOBACTERIUM Coloniza os vasos do xilema e causando, inicialmente, sintomas de murcha e amarelecimento nos bordos dos folíolos, e posteriormente, ocorre seca e morte planta. MURCHA DE CURTOBACTERIUM Esses sintomas podem ser confundidos com a murcha de fusarium, porém não há escurecimento vascular nítido. Vagens verde de plantas doente podem apresentar-se normais ou encharcadas. Nas sementes, um dos sintomas típicos é a cor amarelada dos cotilédones. MURCHA DE CURTOBACTERIUM Dentre os fatores de ambiente que favorecem a doença, encontram-se as temperaturas altas (32ºC), o estresse de umidade e o granizo, que causa ferimentos. MURCHA DE CURTOBACTERIUM As variedades resistente são: IAC Pyatã, IAC Aruã, IAC Akytã, IAC Carioca Tybatã, IAC Carioca Eté, IPR Siriri, CAL 153. Foi inicialmente constatada em SP, em 1995, e posteriormente em outras localidades do país (PR, SC e GO). Fonte de germoplasma: Ovo de Codorna Tuynaga. Medidas preventivas: rotação não suscetíveis, incorporação de restos, sementes sadias e variedades resistentes. Os três cultivares IAC Pyatã, IAC Aruã, IAC Akytã, resistentes à C. f. pv. flaccumfaciens, foram selecionadas para a resistência à antracnose e ao vírus do mosaico comum do feijoeiro (BCMV), e em condições de campo apresentam bons níveis de resistência à mancha angular e à ferrugem. 4

5 MURCHA DE CURTOBACTERIUM Acreditava-se que algumas cultivares de feijoeiro que apresentassem resistência ao crestamento bacteriano comum, tais como IAPAR 14, IAPAR 16 e IAPAR 31 tivessem algum nível de resistência à Murcha de Curtobacterium, porém esta hipótese não foi confirmada. MELHORAMENTO VISANDO RESISTÊNCIA O melhoramento visando resistência a doenças é um dos focos principais, uma vez que é limitante ao cultivo. O melhoramento nos trópicos é dificultado devido: Isto indica que os genes que conferem resistência ao Crestamento Bacteriano Comum são diferentes daqueles que condicionam resistência à Murcha de Curtobacterium, mas apresentam muita semelhança com genes de resistência ao Fogo Selvagem. grande número de doenças de importância econômica que ocorrem nas áreas de produção; alta variabilidade fisiológica apresentada pela maioria dos patógenos; herança quantitativa de resistência. MELHORAMENTO VISANDO RESISTÊNCIA MELHORAMENTO VISANDO RESISTÊNCIA A estreita base genética das fontes de resistência utilizadas no melhoramento também dificulta a obtenção de cultivares resistentes, principalmente devido à necessidade de desenvolver cultivares com grãos do tipo carioca. Associadas à resistência a doenças, é importante que o feijoeiro apresente características agronômicas desejáveis: tipo de planta ereto; O melhoramento genético do feijoeiro é realizado em centro de pesquisa como a EMBRAPA, IAC, IAPAR e UFLA. inserção alta das vagens inferiores. O melhoramento no IAC sempre visou muito a resistência e pouco a qualidade de grão. Quando surgiu o cultivar Pérola (descendente do Aporé do CIAT) e dominou o mercado, apesar de ser suscetível a diversas doenças, mudou-se a visão do melhorista. O acamamento e/ou a inserção baixa das vagens inferiores ocasionam o contato das mesmas com o solo, podendo resultar no seu apodrecimento ou na produção de grãos manchados, desvalorizando. COMO É FEITO O MELHORAMENTO??? COMO É FEITO O MELHORAMENTO??? Escolher linhagens avançadas com grãos tipo carioca, preto ou especiais exportação. A geração F3 deve ser plantada em vaso e mantida em ambiente controlado. Fazer o desafio com isolados bacterianos. Escolher fontes de resistência: as que não apresentarem qualidade de grão, fazer retrocruzamento com linhagens avançadas. Gerar diversas população: cruzamento manual, emasculação. Autofecundar a geração F1. 5

6 COMO É FEITO O MELHORAMENTO??? COMO É FEITO O MELHORAMENTO??? Observar os sintomas e avaliar conforme um escala de notas (1 a 5): selecionar plantas com notas até 2. Selecionar o tipo de grão (carioca) e plantar linhas de 3m em campo. Selecionar os 20% superiores: porte da planta, produção, etc. Multiplicar os selecionados e fazer ensaios de competição de F4 F7. Na geração F8 F10, fazer ensaios de competição e patogenicidade em diversos ambientes, visando a obtenção da semente genética, que será multiplicada para obter o novo cultivar. Obter linhagens com resistência conjunta ao crestamento bacteriano comum e à antracnose, com características agronômicas desejáveis. Foram obtidas 35 populações F2 provenientes de cruzamentos simples entre linhagens com resistência ao CBC proveniente de P. acutifolius e linhagens resistentes à antracnose e com características agronômicas favoráveis. As 28 linhagens selecionadas para AV, AC, resistentes aos quatro patótipos de C. lindemuthianum e ao CBC, foram avaliadas para produtividade de grãos, tendo como testemunhas o cultivar Diamante Negro. Foram selecionadas 17 linhagens com alto rendimento de grãos, resistentes ao crestamento bacteriano comum e à antracnose, com boa altura de inserção das vagens inferiores e resistentes ao acamamento. 6

7 Avaliar a resistência de 40 cultivares de feijoeiro comum à Murcha-de- Curtobacterium e o desenvolvimento da parte aérea de cultivares resistentes e suscetíveis a essa doença. PERSPECTIVAS Busca por marcadores morfológico ligado a resistência. Incentivo à trabalhos de mapeamento genético para melhor conhecer e identificar genes envolvidos na resistência. Busca de estabilidade na resistência: materiais do CIAT (Colômbia) que são recomendados como fonte de resistência não apresentam o mesmo fenótipo sob nossas condições. 7

8 OBRIGADO!!! BOAS FÉRIAS E FESTAS!!! 8