INSTITUTO AGRONÔMICO (IAC) AVALIAÇÃO DE CULTIVARES E LINHAGENS AVANÇADAS DE ALGODOEIRO PARA RESISTÊNCIA A DOENÇAS EDIVALDO CIA

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1 INSTITUTO AGRONÔMICO (IAC) AVALIAÇÃO DE CULTIVARES E LINHAGENS AVANÇADAS DE ALGODOEIRO PARA RESISTÊNCIA A DOENÇAS EDIVALDO CIA CAMPINAS DEZEMBRO DE 2002

2 2 SUMÁRIO RESUMO...03 ABSTRACT...03 INTRODUÇÃO...04 OBJETIVOS...05 METAS...06 REVISÃO DE LITERATURA...06 MATERIAL E MÉTODOS...08

3 3 RESUMO É proposto um projeto de pesquisa com a finalidade principal de minimizar o impacto econômico e biológico provocado por doenças na cultura do algodoeiro realizada na região meridional do Brasil, especialmente no Estado de Mato Grosso. Para isso, as principais cultivares disponíveis no País, bem como linhagens avançadas com possibilidade de lançamento, pertencentes a diversas entidades melhoristas dessa planta, serão avaliadas, em condições de campo e de casa de vegetação, quanto ao desempenho em face dos principais patógenos que ocorrem ou são potencialmente possíveis de incidir, na cotonicultura dos diversos estados produtores na região. Por meio de experimentos realizados sob infestação natural ou mediante inoculação artificial serão estudadas a resistência dos genótipos à murcha de Fusarium, a nematóides (Meloidogyne e Rotylenchulus) à ramulose, ao mosaico das nervuras ( doença azul ), à macha angular e à mancha de Stemphylium. Dependendo de ocorrência serão também estudadas a murcha de Verticillium e doenças fúngicas foliares (Ramulária e Alternaria). Índices Relativos de resistência a cada doença, Índices de Resistência Múltipla e Índices de Segurança serão determinados para cada genótipo, verificando-se, ainda, a influência dos parasitas na produção e na qualidade da fibra das cultivares estudadas. Tão logo sejam classificadas as cultivares, quanto à reação às doenças, espera-se, como reflexo, que os produtores possam realizar opções conscientes, com vistas à estabilidade e sustentabilidade dessa cultura na região. ABSTRACT A reaserch project is proposed with de main purpose of minimize the economical and biological impact due to the incindence of diseases in cotton cultures at the meridional region of the brazilian production areas, mainly in Mato Grosso state. To reach this objective, the main cultivars available in the Country, as well as advanced lineages from several breeding entities, will be evaluate,at field and greenhouse trials, in respect to the performance face to the main pathogens that occur (or that are potencialy possible to occur) in the crops of the

4 4 several growing states in that region. By means of experiments conducted under natural infestation or artificial inoculation the genotypes resistance to Fusarium wilt, nematodes (Meloidogyne and Rothylenchulus), ramulosis, vein mosaic ( blue disease ), bacterial blight and Stemphylium will be evaluated. In the case of spontaneous ocurrence Verticillium wilt, and leaf fungal diseases as Ramularia and Alternaria will be subject of evaluation too. Relative Indexex (in relation to the performance of the resistant control) for each disease, Multiple Resistance Indexes and Security Indexes will be determinate for each genotype. Moreover the effect of the studied diseases on the genotypes cotton yield and fiber quality will be estimated. As soon as are the cultivars classified, concerning to the diseases resistance, it will be expected that farmers can do conscious options, aiming to the stability and improvement of the cotton growing in this region. INTRODUÇÃO A moderna cotonicultura brasileira especialmente a que se realiza nos estados do Brasil Central corre o risco de perder estabilidade produtiva ou competitividade econômica, devido ao agravamento do problema de doenças nas regiões produtoras. Paradoxalmente, isso ocorre num momento em que a tecnificação da cultura atinge níveis inéditos no País e o perfil da atividade revela tendência irreversível para modernização. Esse fato, aliás, tem contribuído para que o problema de doenças seja subestimado, na medida em que altas produtividades têm sido obtidas, à custa do emprego maciço de defensivos, quer visando ao controle direto dos patógenos, quer aos seus vetores. Não fora o inevitável aumento dos custos de produção, bastaria, para mostrar o equívoco da persistência dessas práticas, considerar o provável surgimento de variantes de pragas e patógenos resistentes aos defensivos, o fatal desequilíbrio biológico e a concomitante agressão ao meio ambiente. Na ausência de medidas preventivas ou corretivas, o processo de surgimento e expansão de doenças, ocorrido nas regiões tradicionais de produção especialmente São Paulo e Paraná tende a reproduzir-se nas novas áreas de

5 5 cultivo. Com isso, além da ramulose, da mancha angular e da doença azul, já presentes, pode-se esperar que nematóides e a murcha da Fusarium, dentre os patógenos mais destrutivos, constituam, em breve, problemas sérios nessas regiões. Não bastassem as doenças citadas, já se mostraram com elevado potencial de dano sobretudo em Mato Grosso doenças até há pouco consideradas secundárias, como as manchas de Ramularia, Alternaria e Cercospora e outras de incidência antes desconhecidas no algodoeiro, como a mancha preta de Stemphylium. Em face de número tão elevado de patógenos que podem limitar a produtividade, é fácil entender a importância de introduzir ou manter, na região, apenas cultivares resistentes ou, pelo menos, tolerantes a eles, sob pena de provocar a manifestação de problemas potenciais ou de exacerbar os já existentes. O que significa dizer que nenhum procedimento de recomendação de cultivares encerrará confiabilidade e segurança, para a sustentabilidade da cotonicultura local, se não estiver apoiado em avaliação adequada e sistemática para resistência a doenças. OBJETIVOS O projeto tem por finalidade avaliar, em condições de campo e/ou de cada de vegetação, o comportamento de cultivares e linhagens de algodoeiro diante da ocorrência de doenças e nematóides, com vistas a: 1) garantir maior segurança e estabilidade para a cotonicultura da região meridional do Brasil, especialmente a de Mato Grosso; 2) fornecer base científica, desprovida de interesses comerciais, para escolha e recomendação de cultivares, em função da probabilidade de incidência de doenças; 3) identificar genótipos com fatores de resistência para utilização em trabalhos de melhoramento genético; 4) pesquisar eventuais correlações genotípicas entre as doenças, visando à obtenção e manutenção de resistência múltipla;

6 6 5) avaliar a influência das doenças sobre a produção das plantas e a qualidade do algodão obtido. METAS O projeto prevê as seguintes atividades, no ano agrícola de 2002/03, a serem realizadas nos Estado de São Paulo, Paraná, Minas Gerais, Goiás e Mato Grosso: 1. Execução de 30 experimentos de campo, com 16 das principais cultivares disponíveis no País. 2. Realização de 7 testes de campo, específicos para avaliação de doenças, envolvendo cerca de 50 genótipos dentre cultivares utilizáveis no País e linhagens avançadas pertencentes a diversas Instituições de Pesquisa que realizam melhoramento genético do algodoeiro no Brasil. 3. Condução de 5 experimentos em casa de vegetação, para teste da reação a doenças das principais cultivares disponíveis no País e de linhagens com perspectivas de lançamento. REVISÃO DE LITERATURA Doenças constituem um dos principais fatores de limitação da produtividade física ou econômica na cultura do algodoeiro e, em certos casos, até mesmo causa impeditiva dessa atividade (Ridgway et al, 1984). Estima-se que somente nos Estados Unidos da América, as perdas anuais devido a elas se aproximam de 2,5 milhões de fardos de algodão, com valor superior a 1 bilhão de dólares (Bell, 1999). A literatura especializada registra a ocorrência de mais de 250 agentes causais de doenças no algodoeiro e pelo menos 30 deles têm causado problemas, de maior ou menor gravidade, no Brasil (Cia e Fuzatto, 1999). Dentre essas doenças, as mais sérias são as murchas de Fusarium e de Verticillium, a mancha angular, a ramulose, os nematóides e o mosaico das nervuras ( doença azul ) (Cia e Salgado, 1997). Todavia, em virtude da utilização de cultivares muito suscetíveis, doenças foliares, até então consideradas secundárias, passaram a

7 7 assumir importância considerável, a ponto de exigir controle químico para o sucesso da cultura (Cia et al, 1988; Fuzatto et al, 1999; Lima et al, 1997; Francovig et al, 1997; Mehta, 1997). Não bastassem essas doenças tradicionais, verificou-se, nos últimos tempos, o surgimento, em nosso meio, da adversidade murchamento avermelhado, de causa ainda questionável, mas de seriedade comprovada (Chiavegato et al, 1994; Fuzatto, et al, 1997) e indubitável associação com suscetibilidade genética (Fuzatto et al, 1997). Considerando a gravidade do problema e, por um lado, a inviabilidade para grande parte dos patógenos ou, por outro, a inconveniência, de controle das doenças por outros meios, sobretudo químicos, por volta de 1970 o conceito de resistência múltipla a adversidades, exposto por Bird (1982), passou a embasar programas de melhoramento genético do algodoeiro, inclusive no Brasil (Gridi- Papp et al, 1994). E a maior estabilidade fenotípica de cultivares com tais atributos ficou demonstrada (Fuzatto et al, 1994), tão logo foram aqui introduzidos genótipos obtidos em outros países, selecionados, obviamente, sem levar em conta doenças que ocorrem em nosso meio. Confirmando as previsões, o risco com a liberação para plantio, de tais materiais genéticos, foi cabalmente demonstrado por Cia et al (1995, 1997, 1999) e por Fuzatto et al (1994, 1999). Ademais, ficou evidente o risco de, ao se pretender solucionar o problema de determinado parasita, mediante o uso de cultivar resistente apenas ou principalmente a ele, promover-se a irrupção ou agravamento de outras doenças, em virtude da possibilidade da existência de correlações genotípicas negativas entre a resistência aos diversos patógenos (Gridi-Papp et al, 1994; Fuzatto et al, 1995). Enfim, não constituísse a resistência a doenças um caminho indireto para a melhoria e estabilidade da produção (Bird et al, 1979; Parry, 1982; Niles & Feaster, 1984; Ranney, 1995; Callhoun & Bowman, 1999; Meredith Jr., 2000), trata-se, certamente, do meio mais seguro e econômico para o controle de patógenos no algodoeiro. Inversamente, a utilização de cultivares suscetíveis sobretudo pelo desconhecimento dessa característica é um caminho

8 8 comprovado para comprometer ou inviabilizar a cotonicultura (Ridgway, et al, 1984). MATERIAL E MÉTODOS 1. EXPERIMENTOS DE CAMPO 1.1. Comportamento de cultivares disponíveis no Brasil em face de doenças - serão realizados 30 experimentos dos quais 17 em São Paulo, 6 no Paraná, 2 em Minas Gerais, 3 em Goiás e 2 em Mato Grosso. O ensaio compreende o estudo dos 16 genótipos seguintes, dentre cultivares e linhagens em fase de lançamento: COODETEC 406, COODETEC 407, SURE GROW 618, FIBERMAX 966, FIBERMAX 986, BRS AROEIRA, FABRIKA, MAKINA, MG 99405, IAPAR , IAC 01/639, PR , STONEVILLE 474, DELTAOPAL, CNPA ITA 90 e IAC 24. O delineamento é em Blocos ao Acaso, com 6 repetições. As parcelas são constituídas de 1 linha de 5m de comprimento, com 30 plantas após o desbaste. Além da avaliação para doenças, serão determinadas a produção em todos os ensaios e as características de capulho, sementes e fibra em parte deles, representativa de ambientes diferenciados quanto a doenças e fatores abióticos Testes específicos para avaliação de doenças Serão realizados 7 testes, 5 em São Paulo e 2 no Paraná, por intermédio do IAPAR, para avaliar cerca de 50 genótipos, compreendendo as cultivares mencionadas no experimento anterior e linhagens avançadas com possibilidade de lançamento. Os ensaios possuem 3 ou 4 repetições, com distribuição sistemática, intercalando-se, à cada 7 genótipos, testemunhas de referência resistentes e suscetíveis. As parcelas são constituídas de 1 linha de 5m de comprimento, com estande inicial de 30 plantas.

9 9 2 EXPERIMENTOS EM CASAS DE VEGETAÇÃO Serão efetuados 5 experimentos, 4 no Paraná, por meio do IAPAR, e 1 em São Paulo, conforme exposto adiante. 3 AVALIAÇÃO DE DOENÇAS Todas as cultivares em estudo serão avaliadas, em campo, obrigatoriamente para Fusarium, Meloidogyne, Rothylenchulus, mosaico das nervuras e Stemphylium, sob infestação natural, e para ramulose, mediante inoculação artificial. Dependendo de ocorrência espontânea, haverá avaliação para mancha angular, Verticillium, murchamento avermelhado e para outras doenças fúngicas foliares. Em casa de vegetação será avaliada a reação à Stemphylium, mancha angular, Meloidogyne, Rotylenchulus e mosaico das nervuras. As linhagens avançadas serão avaliadas nos experimentos de campo envolvendo Fusarium, nematóides e ramulose. A Experimentos de campo serão determinadas as porcentagens de plantas atacadas, mediante corte dos caules, nos casos de Fusarium e Verticillium. No caso de mosaico das nervuras, dependendo da intensidade de ocorrência, poderá ser determinada também a porcentagem de plantas afetadas. Para as outras doenças serão atribuídas notas de 1 a 5, de acordo com os sintomas externos, conforme os seguintes critérios: a) Mancha-angular (avaliação no nível de parcelas) nota 1 sem sintomas visíveis, em todas as plantas. nota 2 poucas manchas necróticas, de tamanho pequeno ( menor de 1mm de diâmetro), principalmente nas folhas de baixo, em poucas plantas. nota 3 poucas manchas, pequenas, nas folhas da maioria das plantas, ou manchas maiores (até 3mm), porém, em poucas plantas. nota 4 manchas necróticas maiores, principalmente no limbo foliar, em pelo menos 2/3 das plantas.

10 10 nota 5 manchas grandes (maiores que 3mm) apresentando coalescência, por vezes estendendo-se às nervuras e pecíolos das folhas e às hastes, na quase totalidade das plantas. b) Ramulose (avaliação no nível de plantas) nota 1 sem sintomas visíveis. nota 2 planta com folhas do ponteiro apresentando manchas necrosadas típicas, de forma estrelada. nota 3 planta que, além das manchas estreladas, apresenta redução dos internódios do ponteiro e leve superbrotamento. nota 4 planta com superbrotamento acentuado, mas sem grande redução do porte normal do respectivo genótipo, no ambiente em questão. nota 5 planta com grande superbrotamento, redução acentuada do porte, praticamente sem produção. c) Nematóides (avaliação no nível de plantas) nota 1 planta sem sintomas visíveis. nota 2 planta com uma ou duas folhas apresentando clorose internerval típica ( carijó ) em qualquer posição da planta, menos no ponteiro. nota 3 planta com várias folhas apresentando sintomas, menos no ponteiro. nota 4 planta com muitas folhas exibindo sintomas, inclusive no ponteiro, sem redução acentuado do porte normal do genótipo respectivo, no ambiente em questão. nota 5 planta com praticamente todas as folhas mostrando sintomas, especialmente no ponteiro, e com forte redução do porte. Observação A avaliação planta à planta pode ser substituída por julgamento no nível de parcelas, considerando-se, em conjunto, os critérios expostos e a proporção de plantas atacadas. d) Murchamento avermelhado (avaliação no nível de plantas e parcelas) nota 1 planta sem sintomas.

11 11 nota 2 com, pelo menos, uma e, no máximo, duas folhas com início de epinastia e coloração amarelada, bronzeada ou avermelhada. nota 3 duas ou três folhas revelando epinastia acentuada, coloração característica e murchamento, mas sem redução aparente do porte normal de cada genótipo no ambiente considerado. nota 4 planta com todas ou com a maioria das folhas mostrando sintomas de epinastia e murchamento, desenvolvimento comprometido e queda acentuada ou seca de órgãos reprodutivos, porém sem apresentar caule e folhas secas. nota 5 planta com todos os sintomas descritos no item anterior, incluindo caules e folhas secas, freqüentemente resultando em morte. e) Mosaico das nervuras (avaliação no nível de plantas e parcelas) nota 1 sem sintomas visíveis. nota 2 planta com uma ou duas folhas no ponteiro, apresentando sintomas típicos (rugosidade e curvatura dos bordos) nota 3 planta com três a quatro folhas com sintomas, encurtamento leve dos internódios, sem redução acentuada do porte normal. nota 4 planta com a maioria das folhas apresentando sintomas, encurtamento dos internódios e redução média do porte normal. nota 5 planta atrofiada, com haste encarquilhada, apresentando conglomeração de folhas com sintomas, órgãos reprodutivos inexistentes ou deformados. Observação Tanto para esta doença como para o murchamento avermelhado, a avaliação final pode levar em conta as notas médias das plantas atacadas e a proporção destas nas parcelas. f) Stemphylium e outras doenças foliares ( avaliação no nível de plantas ou de parcelas). Conforme o patógeno, o critério segue os princípios gerais adotados para a mancha-angular, adaptando-os segundo o tamanho e número de lesões, proporção de plantas atacadas, além de ocorrência e intensidade de eventual desfolha.

12 12 A partir dos dados serão calculados Índices Relativos de resistência para cada doença, em função das testemunhas resistentes, Índices de Resistência Múltipla e Índices de Segurança. B Avaliações em casa de vegetação - serão realizadas pelo IAPAR, no Paraná, contemplando Stemphylium, nematóides (Meloidogyne e Rotylenchulus) e mancha-angular. Segundo os procedimentos expostos em detalhes por Ruano e Almeida (1999), a incidência de nematóides, resultante da inoculação com ovos, será avaliada pelo número de ootecas no sistema radicular e a de bactéria mediante notas de 0 a 3 para o desenvolvimento das lesões resultantes de inoculação pela técnica do palito. Será realizada pela empresa AGRITECH, em São Paulo, a avaliação para mosaico das nervuras, mediante metodologia própria. 4 DETERMINAÇÕES E ANÁLISES Nos experimentos pertinentes serão determinados a produção de algodão em caroço, a porcentagem de fibra e os pesos de 1 capulho e de 100 sementes. A análise tecnológica da fibra será realizada em Aparelho HVI Uster. Nos ensaios com delineamento estatístico os dados serão submetidos à análise da variância, quer nos experimentos individuais quer em análises conjuntas. Análises de regressão e correlação serão feitas, caso se apresentem e forneçam informações úteis, populações bi ou multivariadas. Ocorrendo interação genótipo x ambiente, análises de estabilidade e adaptabilidade serão realizadas, sempre que se mostrarem oportunas. Mediante o cálculo de Índices Relativos, os genótipos serão classificados, para cada doença, segundo as categorias previstas no processo de Registro de Cultivares. Procedimento semelhante será utilizado para classificá-los quanto à Resistência Múltipla aos patógenos estudados e quanto à Segurança em face de possibilidade da ocorrência destes.

13 13 RECURSOS FÍSICOS Para a realização do projeto há necessidade dos seguintes equipamentos e instalações, os quais já se encontram disponíveis. R$ x 1,00 2 Máq. beneficiar amostras rolo Máq. beneficiar amostras rolo Descaroçador de sementes para pequenas quantidades de serras 4 Estufas incubadoras para secagem de amostras Balanças Mettler, sendo 1 acoplada a microcomputador Equipamento para flambagem de sementes Microcomputadores Camioneta Chevrolet, cabine dupla Aparelho HVI para análise de fibra Casas-de-vegetação com aquecimento de ar Microscópio Lupa microscópica com luminária Câmara para patologia de sementes Conjunto de ar condicionado para laboratório de fibras Semeadoras portáteis Perua pálio Weekend Microscópio binocular com 6 objetivas Microscópio estereoscópio (lupa) Conjunto de peneiras 250/500 mesh Conjunto de seringa de pipetação contínua TOTAL Estimativa de 30% no desenvolvimento do programa = R$ ,00

14 14 Com respeito a materiais há necessidade de serem adquiridos: - Combustíveis - Defensivos - Adubos - Embalagens - Material de escritório e informática - Material de laboratório RECURSOS HUMANOS PESQUISADORES RESPONSÁVEIS % de dedicação no Projeto Edivaldo Cia Coordenador 50 Milton Geraldo Fuzatto 50 Wilson Paes de Almeida 50 PESQUISADORES COLABORADORES Luiz Henrique Carvalho 10 Julio Isao Kondo 30 Nelson Paulieri Sabino 10 Maria Angélica Pizzinatto 40 Nelson Bortoletto 20 Onaur Ruano 20 Armando Pettinelli Junior 20 Francisco Seiiti Kasai 10 Raffaela Rossetto 10 PESSOAL DE APOIO Newton Cláudio de Souza Técnico 30 Antonio Severiano da Paz Técnico 30 Maria Cristina dos Santos Técnico 20 Geraldo Damico Técnico 20 Benedito Mota Técnico 30 Francisco O. A. Ferreira Técnico 20

15 15 PESSOAL DE APOIO (continuação) Edivaldo N. Gomes Técnico 20 Valdecir A. do Nascimento Técnico 10 Wilson Luiz Strada Técnico 30 Valdenir Marques Evangelista Aux. de Pesquisa 30 Simira Pulpor Muramoto Aux. de Pesquisa 20 Wilson Ramos Agente de Apoio à Pesquisa 30 João Batista Rodrigues Agente de Apoio à Pesquisa 20 A soma total dos vencimentos dos referidos funcionários corresponde anualmente em R$ ,00 Devido ao volume de trabalho, escassez de pessoal próprio e local de instalação dos ensaios, há necessidade de contratação de pessoal especializado, serviços de terceiros de pessoa física e ou jurídica. Além da condução dos ensaios há necessidade de serviços de terceiros para consertos de equipamentos, veículos, etc. ORÇAMENTO: (R$ x 1,00) TOTAL CONCEDENTE PROPONENTES 1- PESSOAL EQUIPAM. E INSTALAÇÕES CUSTEIO TOTAL GERAL

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