ESTUDO DE HERANÇA GENÉTICA DA RESISTÊNCIA PARCIAL À Phakopsora pachyrhizi Syd. & P. Syd. NA CULTURA DA SOJA STUDY OF GENETIC INHERITANCE OF PARTIAL RESISTANCE TO Phakopsora pachyrhizi Syd. & P. Syd. IN SOYBEAN CULTURE Resumo Fernanda da Silva Bernardes (1) AlexJunior de Oliveira Santana (2) Flaviani Gabriela Pierdoná (3) Ana Paula Oliveira Nogueira (4) Osvaldo Toshiyuki Hamawaki (5) Diego Silva Peres (6) Arthur Felipe Eustáquio e Silva (6) Gustavo Machado Fernandes (6) A ferrugem asiática (Phakopsora pachyrhizi Syd. & P. Syd.) é uma das doenças mais severas que incidem na cultura da soja e a resistência genética está dentre as principais estratégias de manejo dessa doença. O êxito do programa depende da obtenção de informações a respeito da herdabilidade do caráter, da seleção fenotípica, em populações segregantes. Diante do exposto, o objetivo do presente trabalho foi estimar a herdabilidade, o ganho por seleção e a média da população melhorada para caracteres relacionados com a resistência parcial da ferrugem asiática da soja, avaliados em populações F2 desenvolvidas a partir dos cruzamentos de BRSGO 7560 x UFUS 6901. O experimento foi realizado em campo na Fazenda experimental Capim Branco, pertencente à Universidade Federal de Uberlândia (UFU). Obteve-se população segregante F2, pela combinação BRSGO7560 x UFUS 6901. Em condições de campo, foi avaliado nos parentais e nas populações segregantes, a severidade da ferrugem asiática da soja a partir da estimativa visual dos folíolos do terço médio de cada planta. Os dados de média e variância foram utilizados para determinar a variância fenotípica, genética e ambiental, herdabilidade e número de genes. Na análise realizada no estudo foi possível observar que, os caracteres avaliados apresentaram baixa herdabilidade, herança poligênica para a hibridação BRSGO 7560 x UFUS 6901, contendo cerca de 14 genes envolvidos no caráter. Palavras-chave: Glycine max. Ferrugem asiática. Parâmetros genéticos. 1 Mestranda em Melhoramento Genético de Soja pela UFU/ICIAG, fernanda.sbernardes@outlook.com. 2 Mestrando em Melhoramento Genético de Soja pela UFU/ICIAG. 3 Mestranda em Melhoramento Genético de Soja pela UFU/ICIAG. 4 Professora Doutora em Genética e Melhoramento UFU/ICIAG. 5 Professor Doutor em Genética e Melhoramento de Plantas UFU/ICIAG. 6 Graduando em Agronomia pela UFU/ICIAG.
Abstract Asian rust (Phakopsora pachyrhizi Syd. & P. Syd.) Is one of the most severe diseases affecting soybean cultivation and genetic resistance is one of the main management strategies of this disease. The success of the program depends on obtaining information about the heritability of the character, from the phenotypic selection, in segregating populations. In view of the above, the objective of the present study was to estimate the heritability, selection gain and mean improved population for traits related to the partial resistance of soybean Asian rust evaluated in F2 populations developed from the crosses of BRSGO 7560 x UFUS 6901. The experiment was carried out in the field at the Capim Branco experimental farm, belonging to the Federal University of Uberlândia (UFU). The F2 segregant population was obtained by the combination BRSGO7560 x UFUS 6901. Under field conditions, the severity of soybean rust from the visual estimation of the leaflets of the middle third of each plant was evaluated in the parental and segregant populations. The mean and variance data were used to determine the phenotypic, genetic and environmental variance, heritability and number of genes. In the analysis performed in the study it was possible to observe that the evaluated traits presented low heritability, polygenic inheritance for hybridization BRSGO 7560 x UFUS 6901, containing about 14 genes involved in the character. Keywords: Glycine max. Asian rust. Genetic parameters. 1. Introdução O Brasil tem grande destaque no agronegócio mundial, como sendo um dos maiores produtores e exportadores de grãos de soja (Glycine max (L.) Merrill). No entanto, o êxito depende da estabilidade no sistema de produção dessa cultura, que está condicionada a riscos, e os patógenos são os maiores limitantes da produtividade de grãos (ARIAS, 2004). Atualmente, a ferrugem asiática (Phakopsora pachyrhizi Syd. & P. Syd.) é uma das doenças mais severas que incidem na cultura da soja, sendo que os danos variam de 10% a 90% nas diversas regiões geográficas (EMBRAPA - EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA, 2006). A resistência genética está dentre as principais estratégias de manejo dessa doença, e é o principal objetivo dos melhoristas. Contudo, existe grandes entraves para se obter uma cultivar resistente, pois tem surgido novas raças do patógeno que quebram tal resistência. Há certo questionamento sobre a eficiência da resistência vertical, sendo assim, a resistência parcial ou horizontal uma alternativa para reduzir a intensidade da doença, condicionada por vários genes que proporciona uma variação fenotípica contínua na reação do hospedeiro BERGAMIN FILHO, 1995). O êxito do programa depende da obtenção de informações a respeito da herdabilidade do caráter, da seleção fenotípica, em populações segregantes. Diante do exposto, o objetivo do presente trabalho foi estimar a herdabilidade, o ganho por seleção e a média da população melhorada para caracteres relacionados com a resistência
parcial da ferrugem asiática da soja, avaliados em populações F2 desenvolvidas a partir dos cruzamentos de BRSGO 7560 x UFUS 6901. 2. Material e Métodos O experimento foi realizado em campo na Fazenda experimental Capim Branco, pertencente à Universidade Federal de Uberlândia (UFU), localizada no município de Uberlândia, no estado de Minas Gerais, cujas coordenadas geográficas são 18 52 S; 48 20 W e 872 m de altitude. As cultivares comerciais BRSGO7560 x UFUS 6901 e TMG 801 x UFUS 6901, foram utilizados para o cruzamento biparental. Os cruzamentos foram realizados para a obtenção das sementes da geração F1, no ano agrícola de 2016. O avanço da geração F1 para obter a geração F2 também foi realizado em 2017. Avaliaram-se populações genitores e F2. O experimento foi semeado em cova, com linhas espaçadas entre si de 0,5 m e o espaçamento entre cada planta foi de 0,5 m. Foi avaliado a severidade da ferrugem asiática no a partir do estádio R1 da soja, com estimativa visual dos folíolos do terço médio de cada planta. Para determinação da porcentagem de severidade da doença foi utilizada a escala diagramática proposta por Juliatti et al. (2009). A partir dos dados obtidos dos genitores e da geração F2 foram feitos estudos com médias e variâncias fenotípicas, genotípicas e ambientais, foi calculado a herdabilidade no sentido amplo, e estimado o número de genes relacionados às características. As análises estatístico-genéticas foram realizadas utilizando-se o programa computacional GENES (CRUZ, 2016). 3. Resultados e Discussão As estimativas dos parâmetros genéticos auxiliam os melhoristas em futuras decisões a respeito das estratégias para se obter uma longa resistência. Estimativas de variância, herdabilidade e número de genes para caracteres agronômicos, estão apresentadas na Tabela 2. Tabela 1 - Componentes de variância, herdabilidade no sentido amplo, e número de genes da severidade da ferrugem asiática da soja obtidos na geração F2 em soja cultivada em campo, na safra 2017/2018 no município de Uberlândia - MG. Parâmetros F2 N o de Genes BRSGO 7560 x UFUS 6901 466,15 81,15 385,00 17,41 14,79 : variância fenotípica; : Variância genotípica; : Variância ambiental; : herdabilidade no sentido amplo.
De acordo com a Tabela 2, a hibridação de BRSGO 7560 x UFUS 6901 apresentou baixa estimativa de herdabilidade. A herdabilidade é de extrema importância para o melhorista, pois informa o quanto do valor fenotípico é atribuído a causas genéticas. São consideradas altas estimativas quando o parâmetro for igual ou superior a 70 % (CRUZ et al., 2012). Considerando a existência de variância genética para severidade da ferrugem asiática da soja na população F2, tornou- se oportuno a seleção de indivíduos superiores (Tabela 3). Tabela 2 Médias e estimativas de ganho de seleção da severidade da ferrugem asiática da soja obtidos nas gerações P1, P2, e F2 em soja cultivada em campo, na safra 2017/2018 no município de Uberlândia - MG. Parâmetros F2 Média Selecionados (XS) Ganho de Seleção (GS(%)) BRSGO 7560 x UFUS 6901 33,35-7,61 Xo: Média da população original; GS (%) Ganho de seleção em porcentagem. Adotando uma intensidade de seleção de 30%, selecionaram-se os 20 melhores indivíduos da hibridação BRSGO 7560 x UFUS 6901, para resistência parcial da ferrugem asiática, sendo possível estimar o ganho de seleção (GS), que variou de -7,61% para o caracter em estudo. Segundo Hamawaki et al. (2012), quanto maior a heterogeneidade da população maior será os ganhos com seleção, pois se baseia em diferenças genéticas. Na análise realizada no estudo foi possível observar que, os caracteres avaliados apresentaram baixa herdabilidade, herança poligênica para a hibridação BRSGO 7560 x UFUS 6901, contendo cerca de 14 genes envolvidos no caráter. 4. Conclusão A hibridação de BRSGO 7560 x UFUS 6901, não obteve ganho de seleção necessário para seleção de indivíduos, sendo necessário aumentar a heterogeneidade da população para aumentar os ganhos e assim permitir selecionar genótipos superiores quanto à resistência parcial a ferrugem asiática da soja.
Referências ARIAS, C. A. A. Potencial genético da soja: progressos e limitações para alta produtividade. In: World Soybean Research Conference, 7., 2004, Foz do Iguaçu. Proceedings... Londrina: Embrapa Soja, 2004. P. 1263-1268. BERGAMIN FILHO, A.; KIMATI, H.; AMORIM, L. Manual de fitopatologia: princípios e conceitos. São Paulo: Ceres, 1995. Cap. 24, p. 470-491. CRUZ, C.D. Genes Software extended and integrated with the R, Matlab and Selegen. Acta Scientiarum. Agronomy. Maringá, v. 38, n. 4, p. 547-552, Oct.-Dec., 2016. EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Tecnologias de produção de soja região central do Brasil 2007. 2006. Londrina PR. Embrapa Soja. Embrapa Cerrados. Embrapa Agropecuária Oeste. Disponível em:< http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/repositorio/tpsoja_2007_000g0v67mto02wx5ok00gm bp4qhts2gj.pdf>. Acessado em: 14 abr 2018 19:00. HAMAWAKI, O. T.; DE SOUSA, L. B.; ROMANATO, F. N. ; NOGUEIRA, A. P. O.; JÚNIOR, C. D. S.; POLIZEL, A. C. Genetic parameter sand variability in soybean genotypes. Comunicata Scientiae, v. 3, n. 2, p. 76-83, 2012. JULIATTI, F.C.; RESENDE, A.A.; ALVIM JÚNIOR, M.G.; ALVIM, M.S.; SILVA, P.S.; JULIATTI, B.C.M.; PARREIRA, F.O.S.Eficiência dos fungicidas aprovados na RPSRCB no controle da ferrugem asiática da soja, em Uberaba MG. Universidade Federal de Uberlândia, p.79-91.in: Documentos...Embrapa-Soja, Resultados dos ensaios cooperativos para o controle da ferrugem asiática da soja, safra 2008-9. ISSN 2176-2937,versão eletrônica, Nov. 2009.