Genética de variedades de soja en el manejo de Roya de la Soja en Brasil

Noviembre 14 y 15, 2018 Ciudad del Este, Alto Paraná, Paraguay Genética de variedades de soja en el manejo de Roya de la Soja en Brasil Sérgio H. Brommonschenkel Departamento de Fitopatologia Universidade Federal de Viçosa shbromo@ufv.br

A Ferrugem asiática é a principal doença da soja no Brasil Phakopsora pachyrhizi está presente na maioria das regiões produtores. Clima é o fator limitante para a severidade da doença.

Importância da ferrugem asiática da soja:

Manejo da Ferrugem Asiática da soja: Vazio sanitário Época de plantio Variedades precoces Variedades resistentes Controle químico: >U$ 2,4 bilhões/ano

Locos Rpp em Glycine max que contém genes R Rpp7 Rpp = Resistance to Phakopsora pachyrhizi

Genes de resistência disponíveis em Glycine max Genótipo (Acesso) Gene Localização Referência PI 200492(Komata) Rpp1 Gm18 Hartwig & Bromfield, 1983; Hyten et al., 2007 PI 587880A Rpp1-b Gm18 Ray et al., 2009 PI 587886 Rpp1 Gm18 Ray et al., 2009 PI 587905 Rpp1-b Gm18 Hossain et al. 2014 PI 561356 Rpp1 Gm18 Garcia et al., 2011; Kim et al., 2012 PI 587916A Rpp1 Gm18 TMG (interno) PI 594538A Rpp1-b Gm18 Chakraborty et al., 2009 PI 594760B Rpp1 Gm18 Garcia et a., 2011 GC84058-21-Y Rpp?, Rpp4?, Gm18 Laperuta et al., 2008 PI 224270 rpp2 Gm16 Garcia et al., 2008 PI 230970 Rpp2 Gm16 Hartwig & Bromfield, 1983; Garcia et al., 2008 PI 462312 Rpp3 Gm06 Hartwig & Bromfield, 1983; Hyten et al., 2009 PI 567099A rpp3 Gm06 Ray et al., 2011 DT2000 (PI635999) Rpp3, Rpp4 Gm06, Gm18 Vuong et al., 2016 PI 459025B Rpp4 Gm18 Hartwig, 1986; Garcia et al., 2008; Silva et al., 2008 PI 200456 rpp5 Gm03 Garcia et al., 2008 PI 200487 Rpp5 Gm03 Garcia et al., 2008 PI 200526(Shiranui) Rpp5 Gm03 Garcia et al., 2008 PI 471904(Orba) Rpp3, Rpp5 Gm03, Gm06 Garcia et al., 2008 PI 567068A Rpp6 Gm18 King et al., 2015 PI 567076 Rpp6 Gm18 King et al., 2015 PI 567090 Rpp6 Gm18 King et al., 2015 PI 567102B Rpp6 Gm18 Li et al., 2012 PI 567104B Rpp6 Gm18 Liu et al., 2016 PI 567129 Rpp6 Gm18 King et al., 2015 PI 605823 Rpp7 Gm19 Chields et al., 2018

Como esses genes Rpp funcionam? Mecanismo de patogênese de Phakopsora pachyrhizi:

Como esses genes Rpp funcionam? Efetores Gene R

Como esses genes Rpp funcionam? Diferentes fenótipos de resistência: SUSCETÍVEL RESISTENTE IMUNE

Fenótipo de suscetibilidade: lesão TAN (Bronzeada)

Fenótipo de suscetibilidade: lesão TAN (Bronzeada) SB, TM & GB

Fenótipos de resistência: imune

Fenótipos de resistência: RB

Diferentes fenótipos de resistência RB

Fenótipos de resistência: RB

Diferentes fenótipos de resistência

mesmo número de aplicações de fungicidas Suscetível Foto: A. Garcia (TMG) Local: Cascavel/PR Data: fev/2018 Cultivares do mesmo ciclo de maturação Mesma data de plantio

Variedades comerciais com genes Rpp 1.9 milhões de ha (Garcia, A.; Informação pessoal)

Área em Hectares Participação INOX no Rio Grande do Sul 2.000.000 1.500.000 ÁREA DE CULTIVARES INOX BRASIL x RS 40% 44% 1.000.000 500.000 43% Fonte: TMG 0 2016 2017 2018 Demais Estados Rio Grande do Sul

Variedades comerciais com genes Rpp Variedade convencional

Para a maioria das características agronômicas: Fenótipo = Genótipo Planta + Ambiente Equação fundamental do Melhoramento Genético e da Agronomia

Resistência é uma característica genética diferente! Fenótipo = Genótipo Planta + Genótipo Patógeno + Ambiente Triângulo da doença

Resistência é uma característica genética diferente!

Por que a resistência "quebra? R.: Porque o patógeno evolui. Evolução depende de diversidade genética, que é dependente de: mutação, tamanho da população, recombinação, fluxo gênico e seleção.

Quanto > diversidade genética > potencial evolutivo A quebra da resistência e o desenvolvimento de resistência a fungicidas são fenômenos populacionais Recombinação Mutação Diversidade genética Tamanho da população Fluxo gênico Potencial evolutivo Selecão

Fluxo gênico: esporo leve, disperso pelo vento

Phakopsora pachyrhizi tem um alto potencial evolutivo!!! Pathogen population genetics, evolutionary potencial, and durable disease resistance Bruce A. McDonald and Celeste Linde Annual Review of Phytopathology, 40:349-379, 2002

Como obter um controle estável da FAS? Importância do tamanho da população na variabilidade genética de PP População inicial População final Taxa de mutação natural 10-8 : 1/100000000 = 100/10000000000

Como obter um controle estável da FAS? Importância do vazio sanitário População inicial População final VAZIO Safra

Como obter um controle estável da FAS? Por que é importante restringir o tamanho da população de PP? População inicial População final 1 População final 2 Safra Safrinha Fluxo gênico Fluxo gênico Taxa de mutação natural 10-8 : 1/100000000 = 100/10000000000

Dinâmica de População de Phakopsora pachyrhizi Cultivar Suscetível População inicial População Final 1 População final 2 Ciclos de reprodução durante a safra Taxa de mutação natural 10-8 : 1/100.000.000 Ciclos de reprodução safrinha Numa planta da cultivar Ativa com 62,7 folíolos com alta severidade da doença = 474.237.093 esporos (Prof. Erlei Reis)

Dinâmica de População de Phakopsora pachyrhizi Cultivar Inox População 1 População 2 População Final 1 População Final 2 Ciclos de Reprodução em Cultivar Suscetível Ciclo de Reprodução em Cultivar INOX Safra Taxa de mutação natural 10-8 : 1/100.000.000 Ciclos de Reprodução em Cultivar INOX Safrinha

Curvas de progresso da doenças em diferentes tratamentos com fungicidas cultivares INOX e suscetível Severidade (% área foliar doente) 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 R1 Campo Mourão, PR, Safra 2009-2010 (T1) Vmax RR - testemunha sem fungicida (T4) Vmax RR - uma aplicação: R3 (T5) Vmax RR - duas aplicações: R3 e 20dap (T1) TMG 7161 RR - testemunha sem fungicida (T4) TMG 7161 RR - uma aplicação: R3 (T5) TMG 7161 RR - duas aplicações: R3 e aos 20dap Início da Apli R3 R4 R5 R6 R7 48% Vmax 32% Vmax 15% Vmax 6% TMG 7161 <1% TMG 7161 <1% TMG 7161 Safrinha Slide adaptado do Prof. José Dauri Tessmann - UEM

Necessidade do uso correto das ferramentas de manejo População final População inicial População inicial 2 Época de Controle Plantio Cultivares Químico Resistentes Vazio sem Safrinha

MANEJO SUSTENTÁVEL DA FERRUGEM ASIÁTICA DA SOJA ÉPOCA DE PLANTIO CULTIVARES RESISTENTES CONTROLE QUÍMICO C/ PRODUTOS ADEQUADOS VAZIO SANITÁRIO CONTROLE DE PLANTAS GUAXAS MONITORAMENTO

Asian Soybean Rust never sleeps! The Nobel Peace Prize, 1970 Father of the Green Revolution

Universidade Federal de Viçosa (UFV)

Universidade Federal de Viçosa (UFV) Belo Horizonte 240 km (149 mi) 748 km (460 mi) 364 km (226 mi)

Universidade Federal de Viçosa (www.ufv.br) Main building

Obrigado/Gracias!

Isolado RS 02.1_14 Fotos: prof. Sérgio Variabilidade do patógeno e cultivares INOX TMG 7062 TMG 7262 Suscetível Suscetíve

Isolado RS 22.1_14 Variabilidade do patógeno e Suscetível Suscetível Fotos: prof. Sérgio cultivares INOX TMG 7062 TMG 7262

Isolado PR 11.1_14 Variabilidade do patógeno e Fotos: prof. Sérgio cultivares INOX TMG 7062 TMG 7262

Agradecimentos: Laboratório de Genética e Genômica de Interações Planta-Patógeno

Agradecimentos:

Variabilidade fisiológica em Phakopsora pachyrhizi Soares, R. et al. Pathogenic variation of Phakopsora pachyrhyzi populations in Brazil. Asian Soybean Rust Symposium, 2009.

Variabilidade fisiológica em Phakopsora pachyrhizi

Variabilidade fisiológica em Phakopsora pachyrhizi Isolado: ES 01_16 Origem: Viana-ES Conquista PI605823 PI587905 PI594767A PI594760B PI587886 PI587880A PI594754 PI594538A PI561356 PI200492

Variabilidade fisiológica em Phakopsora pachyrhizi Conquista Isolado: MT 117.1.1_14 Origem: Campos de Júlio PI605823 PI587905 PI594767A PI594760B PI587886 PI587880A PI594754 PI594538A PI561356 PI200492

Variabilidade fisiológica em Phakopsora pachyrhizi Isolado: ES 01_16 Origem: Viana PI 200492 (Rpp1) Isolado: SC 1.3_16 Origem: Ituporanga Isolado: PR 6.1_15 Origem: Tibagi

Mensagem final: Como obter um controle estável da FAS?

Soja RB Soja RB Como obter um controle estável da FAS? Importância do uso integrado de resistência genética e fungicidas População inicial População Ano 1 População Ano 2 População inicial Fungicida Soja RB População Ano 1 Fungicida Soja RB População Ano 2