Coleções Nucleares Temáticas de Arroz. Paulo Hideo Nakano Rangel Curador de Arroz do BAG Arroz e Feijão

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Transcrição:

Coleções Nucleares Temáticas de Arroz Paulo Hideo Nakano Rangel Curador de Arroz do BAG Arroz e Feijão

BANCOS DE GERMOPLASMA: A IDÉIA No início do século XX, Nikolai Vavilov chamou a atenção de pesquisadores do mundo inteiro para a necessidade de conhecer, coletar e conservar recursos genéticos vegetais para uso presente e futuro pela humanidade. Vavilov coletou mais de 60.000 acessos de plantas em 64 países. Vulnerabilidade genética: Brusone do arroz causada pelo fungo Magnaphorte oryzae.

Importância dos Recursos Genéticos de Arroz Revolução verde na década de 60 IR 8 tem como genitores o Deo Geo Woo Gen e Cina variedades tradicionais da China e Lati Sail variedades tradicionais da Índia. Híbrido de arroz na década de 70 A esterilidade genética-citoplasmática foi encontrada em Oryza rufipogon Fontes de resistência à brusone Tetep e Tadukan fontes amplamente utilizadas nos programas de melhoramento são variedades tradicionais do Vietnã e Filipinas, respectivamente. Fontes de tolerância à seca Ligeiro e Catetão variedades tradicionais brasileiras

Coleção Nuclear Coleção Nuclear subamostra de acessos que representam, com o menor nível de redundância, a diversidade genética de uma espécie cultivada (Brown, 1989) Banco de Germoplasma 30.000 acessos Objetivo facilitar o uso de acessos de Bancos de Germoplasma, especialmente pelos programas de melhoramento genético. Limitação coleções muito grandes de germoplasma, especialmente de gramíneas, possuem coleções nucleares com centenas a milhares de acessos, dificultando emprego pelos programas de melhoramento Coleção Nuclear 3.000 acessos

Banco de Germoplasma de Arroz Número de acessos de arroz: 28.000 acessos Acessos antigos: 10.050 2.732 variedades tradicionais do Brasil 238 populações de espécies silvestres do Brasil 7.080 linhagens de programas de melhoramento Novas Introduções: 17.950 acessos Acervo do BAG Arroz é formado por acessos oriundos de 110 países

Coleção Nuclear Temática de Arroz Coleção Nuclear Temática conjunto relativamente pequeno de acessos geneticamente divergentes que apresentam variabilidade para uma característica específica, de uso estratégico em programas de melhoramento genético. Coleções Nucleares Temáticas de Arroz: Tolerância à seca Resistência à brusone Tolerância ao frio Variedades Tradicionais de Arroz

Coleção Nuclear Temática de Arroz para Tolerância à Seca - CNTATS Desenvolvimento da CNTATS: Coleção Base - 699 acessos do BAG Arroz dos seguintes grupos: a) variedades tradicionais de arroz de terras altas; b) cultivares plantadas sob condição de terras altas nos trópicos; c) cultivares modernas melhoradas para tolerância à seca; d) acessos da subespécie Japônica. Estabelecimento do perfil genético multilocos - de cada um dos 699 acessos utilizando 16 marcadores SSR; Eliminação de acessos - 151 acessos foram eliminados por apresentarem background indica ou serem uma mistura de indica/japônica. Utilização de 485 acessos japônica; Programa Corex Core Extractor: Os dados de distância genética foram submetidos ao programa Corex com o objetivo de definir o melhor tamanho da coleção nuclear temática, ou seja, que fosse formada por cerca de 20% dos acessos e retivesse pelo menos 80% dos alelos da coleção base; 5) Formação da CNTATS - 86 acessos (18% dos 485 acessos), de ampla diversidade genética e que retiveram cerca de 84% dos alelos dos 485 acessos.

Coleção Nuclear Temática de Arroz para Tolerância à Seca - CNTATS Avaliação agronômica da CNTATS: No campo foi avaliada com e sem estresse hídrico para TD, FLO, ALT, ACA, PER, PAN, PROD e ISS. Em Laboratório foram obtidos dados de CP, P100, EST, CG, LG, EG e RGI, RTG (Terra, 2008).

Coleção Nuclear Temática de Arroz para Tolerância à Seca - CNTATS Avaliação agronômica da CNTATS: Em condições controlada - Os acessos da CNTATS foram fenotipados para características do sistema radicular em condições de casa de vegetação, através da obtenção das imagens digitalizadas de desenvolvimento radicular com um scanner tubular de 360º (CI 600 CanoScan). As imagens foram analisadas pelo software WinRhizo obtendo-se as seguintes características: CR, VR, DR, AR (Terra, 2014). Scanner 360

Coleção Nuclear Temática de Arroz para Tolerância à Seca - CNTATS Caracterização morfológica da CNTATS. A CNTATS foi caracterizada morfologicamente em ensaio de campo utilizando os 32 descritores da Bioversity International, IRRI & WARDA (2007).

Acessos Tolerantes a Seca Nº Nome dos Acessos FLO dias ALT cm ACA (1-9) PROD g/1,4m2 18 Ligeiro 94 108 7 135 44,39 3,46 250 209 0,15 1 28 Muruim Branco 125 109 7 252 27,9 2,51 250 187 0,49 1 38 Arroz do Sul 119 134 7 225 16,36 3,14 248 200 0,41 1 56 Catetão 119 128 7 581 16,52 3,32 258 194 0,41 1 57 Arroz Canela de Ferro 95 113 9 139 34,7 2,93 230 194 0,25 1 83 Jatoba 123 126 7 514 23,02 3,39 241 209 0,44 1 BRS Pepita 105 89 1 131 52 2,15 171 132 0,86 2 BRS Monarca 93 73 1 181 29 2,76 241 172 0,91 2 BRS Curinga 121 72 1 170 58 2,21 231 172 1,05 3 BRS Sertaneja 105 67 1 64 2,33 216 180 1,32 1,32 3 BRS Primavera 117 87 1 23 89 2,27 249 197 1,37 3 EST % P100 g PER m2 PAN m2 ISS NTS

Acessos Tolerantes à Seca Nº Nome dos Acessos CR (5 A 25 cm) CR (25 A 45 cm) CR (soma) 18 Ligeiro 2837 669 1753 28 Muruim Branco 2556 959 1757 38 Arroz do Sul 1701 1980 1840 56 Catetão 3262 831 2047 57 Arroz Canela de Ferro 1440 763 1101 83 Jatoba 2156 710 1432 87 BRS Primavera 1622 1810 1716

Desenvolvimento da Coleção Nuclear Temática de Arroz para Resistência à Brusone Apenas um grupo de patótipos (IH) entre todos os possíveis não foi identificado em amostra de pequena extensão territorial no Vale do Rio Araguaia Alta diversidade racial: desenvolvimento de multilinhas com diferentes genes de resistência. Onde buscar fontes de resistência à brusone no Banco de Germoplasma?

Coleção Nuclear Temática de Arroz para Resistência à Brusone - CNTARB Desenvolvimento da CNTARB: Coleção de Acessos de Arroz (CAA) 1.559 acessos do BAG Arroz dos seguintes grupos: a) fontes internacionais de resistência à brusone; b) variedades tradicionais do Brasil; c) acessos de arroz indica e japonica de várias partes do mundo Estabelecimento do perfil genético multilocos dos 1.559 acessos utilizando um chip de DNA (Illumina BeadChip OSBR), composto de 4300 SNPs distribuídos pelos 12 cromossomos da espécie. Eliminação de 248 acessos por serem duplicações entre as amostras analisadas. Utilização de 1.279 acessos. Programa Corex Core Extractor: Os dados de distância genética foram submetidos ao programa Corex para seleção dos 20% dos acessos que retivessem pelo menos 80% dos alelos da CA. Foram selecionados 301 acessos para compor a Coleção Nuclear de Base de Arroz (CNBA). Caracterização morfológica e agronômica da CNBA em condições de campo e inoculados com 10 isolados do patógeno em condições controladas. Formação da CNTARB 87 acessos sendo 50 indica, 30 japonica e 7 indica/japonica.

Desenvolvimento de Coleção Nuclear Temática de Arroz para Resistência à Brusone

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CC AA AA GG GG CC GG GG GG GG GG AA GG AA GG CC AA GG CC GG GG -- AA GG AA AA GG GG GG AA AA AA GG GG CC AA GG GG GG GG GG GG AC CC AA AA GG GG CC GG GG GG GG GG AA GG AA GG CC AA GG CC GG GG GG AA GG AA AA GG GG GG AA AA AA GG GG CC AA GG GG GG GG GG GG CC CC AA AA GG GG CC GG GG GG GG GG AA GG AA GG CC AA GG CC GG GG GG AA GG AA AA GG GG GG AA AA AA GG GG -- AA GG GG GG GG GG GG CC CC AA AA GG GG CC GG GG GG GG GG AA GG AA GG CC AA GG CC GG GG GG AA GG AA AA -- GG GG AA AA AA GG GG CC AA GG GG GG GG GG GG CC CC AA AA GG GG CC GG GG GG GG GG AA GG AA GG CC AA GG CC GG GG GG AA GG AA AA GG GG GG AA AA AA GG GG -- AA GG GG GG GG GG GG CC CC AA AA GG GG CC GG GG GG GG GG AA GG AA GG CC AA GG CC GG GG GG AA GG AA AA -- GG GG AA AA AA GG GG -- AA GG GG GG GG GG GG CC CC AA AA GG GG CC GG GG GG GG GG AA GG AA GG CC AA GG CC GG GG GG AA GG AA AA -- GG GG AA AA AA GG GG CC AA GG GG GG GG GG GG CC CC AA AA GG GG CC GG GG GG GG GG -- GG AA GG CC AA GG CC GG GG GG AA GG AA AA GG GG GG -- AA AA GG GG CC AA GG GG GG GG GG GG CC CC AA AA GG GG CC GG GG GG GG GG AA GG AA GG CC AA GG CC GG GG GG AA GG AA AA -- GG GG AA AA AA GG GG CC AA GG GG GG GG GG GG CC CC AA AA GG GG CC GG GG GG GG GG AA GG AA GG CC AA GG CC GG GG -- AA GG AA AA GG GG GG AA AA AA GG GG CC AA GG GG GG GG GG GG CC CC AA AA GG GG CC GG GG GG GG GG AA GG AA GG CC AA GG CC GG GG GG AA GG AA AA -- GG GG AA AA AA GG GG -- AA GG GG GG GG GG GG CC CC AA AA GG GG CC GG GG GG GG GG AA GG AA GG CC AA GG CC GG GG GG AA GG -- AA -- GG GG AA AA AA -- GG CC AA GG GG GG GG GG GG CC CC AA AC GG GG CC GG GG GG -- GG AA AG AA GG CC -- GG CC -- GG -- AA GG AC AA -- GG GG AA AA AA GG GG CC AG GG GG GG GG -- -- -- AC -- AA AG -- CC -- GG -- -- GG -- GG -- GG AC -- -- CC -- -- GG AG -- AA AC GG GG GG AA -- AC -- AG -- -- -- GG -- -- GG GG CC CC AA AC GG GG CC GG GG GG GG GG AA AG AA GG CC -- GG CC -- GG GG AA GG -- AA -- GG GG AA AA AA GG GG -- AG GG GG GG GG GG GG CC CC AA AC GG GG CC GG GG GG GG GG AA AG AA GG CC -- GG CC -- GG GG AA GG -- AA GG -- GG AA AA AA GG GG CC AG GG GG GG GG GG GG CC CC AA AC GG GG CC GG GG GG GG GG AA AG AA GG CC -- GG CC -- GG GG AA GG -- AA GG GG GG AA AA AA GG GG CC AG GG GG GG GG GG GG CC CC AA AC GG GG CC GG GG GG GG GG AA AG AA GG CC -- GG CC -- GG -- AA GG AC AA -- GG GG AA AA AA GG GG CC AG GG GG GG GG GG GG CC CC AA AC GG GG CC GG GG GG GG GG AA AG AA GG CC AA -- CC GG GG -- AA GG -- AA GG GG GG AA AA AA GG GG CC AG GG GG GG GG Os 301 acessos de arroz foram avaliados quanto ao background genético (indica/japonica) Coleção Nuclear Temática de Arroz para Resistência à Brusone: 50 acessos indica 30 acessos japonica 7 acessos japindica

IA-17 IA-13 IB-18 IA-1 IC-21 IB-61 IB-46 TOTAL R R R R R R R 3 R R R S R R R 2 R R R S R R S 1 R R R S R S R 1 R S R R R R R 2 R S R R R S S 2 R S R S R R R 2 R S R S R R S 1 R S S S R R R 1 R S S S R S S 1 R S S S S R S 1 R S S S S S S 2 S R R R R R R 4 S R R S R R R 21 S R R S R R S 1 S R R S S R R 1 S R S R S R S 1 S R S S R R R 13 S R S S R S R 1 S R S S S R R 11 S R S S S S S 1 S S R R R R R 2 S S R R R R S 1 S S R R R S S 4 S S R R S S R 1 S S R S R R R 8 S S R S R R S 12 S S R S R S R 5 S S R S R S S 20 S S R S S R S 1 S S R S S S R 1 S S R S S S S 6 S S S R R R S 2 S S S R R S S 1 S S S R S R S 2 S S S R S S S 3 S S S S R R R 10 S S S S R R S 15 S S S S R S R 2 S S S S R S S 38 S S S S S R R 16 S S S S S R S 12 S S S S S S R 14 S S S S S S S 52 301 Milyang 55 Samgangbyo BR MS 1 44 perfis de resistência multiracial a Magnaporthe oryzae foram identificados em 301 acessos de arroz com alta diversidade genética

Grupo Nome Comum IA-17 IA-13 IB-18 IA-1 IC-21 IB-61 IB-46 Variedade tradicional BICO PRETO CANA ROXA S R S S R R R Variedade tradicional ARROZ DO PIAUÍ S S R R R R R Variedade tradicional ANÃO DO FIM S S R S R R R Variedade tradicional BARABALHO S S S S S S S Fonte RB CICA 9 S R R R R R R Fonte RB RAMINAD STRAIN 3 S S S S R R R Fonte RB IRI 346 TOS12992 R S R R R R R Fonte RB MILYANG 55 R R R R R R R Fonte RB SAMGANGBYO R R R R R R R CNTS PUTECA S S S S R R S CNTS COMUM CREOLO S S R R R S S Terras Altas Maravilha S R R S R R S Terras Altas Vencedora S R R R R R R Subtropical SCS BRS 113 Tio Taka S S S S R R R Subtropical BRS Pampa S R R S R R R Tropical BRSGO Guará S S S S S S R Tropical BRS Jaçanã S S R R R R R Terras Altas IAC 899 S R R R R R R Terras Altas IAC 5544 S S S S S R S Aromático BG 79 S R S S S R R População octaparental AZUCENA S S S S S S S População octaparental MOROBEREKAN S S S R R R S Fonte Xoo IRBB5 (XA-5) S R R S R R R

Considerações Finais As Coleções Nucleares Temáticas constitui-se na melhor opção para utilização dos acessos armazenados em bancos com grande quantidade de germoplasma no seu acervo. Através das Coleções Nucleares Temáticas é possível disponibilizar acessos estratégicos com caracterização morfológica e agronômica detalhada aos usuários do BAG.

OBRIGADO paulo.hideo@embrapa.br