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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27699| Título: | Caracterização morfológica e composição bioquímica de genótipos de soja portadores de genes piramidados de resistência a Phakopsora pachyrhizi |
| Título(s) alternativo(s): | Morphological characterization and biochemical composition of soybean genotypes carrying pyramided genes of resistance to Phakopsora pachyrhizi |
| Autor(es): | Panho, Maiara Cecilia |
| Orientador(es): | Benin, Giovani |
| Palavras-chave: | Genética vegetal Ferrugem asiática Grãos - Doenças e pragas Soja - Melhoramento genético Plant genetics Phakopsora pachyrhizi Grain - Diseases and pests Soybean - Breeding |
| Data do documento: | 4-Fev-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | PANHO, Maiara Cecilia. Caracterização morfológica e composição bioquímica de genótipos de soja portadores de genes piramidados de resistência a Phakopsora pachyrhizi. 2022. Dissertação (Mestrado em Agronomia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2022. |
| Resumo: | A ferrugem asiática (FAS, Phakopsora pachyrhizi Sydow e Sydow) é a principal doença da cultura, causando grandes quebras no rendimento da soja, afetando todo mercado do grão. Com a baixa eficiência dos fungicidas, o uso de cultivares resistentes apresenta-se como alternativa de controle, sendo econômica, segura, eficiente e sustentável. Porém, devido a grande variabilidade e agressividade da FAS, o uso de genes Rpp é limitado. Com isso, a piramidação de genes de resistência se mostra como uma alternativa na busca de cultivares com níveis mais elevados de resistência. Contudo, identificar a combinação mais adequada de genes que resultarão em genótipos com níveis elevados de resistência precisam ser estudados. Desta forma, entender quais mecanismos de resistência estão envolvidos na interação soja-P. pachyrhizi, pode auxiliar os programas de melhoramento no desenvolvimento de combinações com maiores níveis de resistência. O objetivo do presente estudo foi identificar variabilidade morfológica, fenotípica e bioquímica de genótipos (cultivares, linhagens e PI’s – plant introduction) contendo diferentes combinações de genes piramidados (Rpps) de resistência a ASR, visando identificar os mecanismos de defesa associados aos genes de resistência. Linhagens irmãs contendo genes Rpp piramidados, introdução de plantas (PIs) e cultivares resistentes e suscetíveis foram avaliadas quanto a resistência a FAS, a nível de campo. Foram avaliadas as características fenotípicas (lesão de resistência: Reddish brown, suscetível e imune) e caracteres de resistência: número de urédia por lesão (NoU), frequência de lesão com urédia (%LU), nível de esporulação (NE), e área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD), características morfológicas: espessura epiderme superior (EES) e inferior (EEI) espessura parênquima paliçádico (EPP) e lacunoso (EPL) e espessura limbo foliar (ELF); e características bioquímicas (compostos fenólicos): daidzina, gliciteína, daidzeína, genisteína e genistina. Todas as linhagens com genes Rpp piramidados apresentaram elevados níveis de resistência, com reduções significativas nos NE, NoU e %LU comparativamente as fontes de resistência. Todos os genótipos das combinações Rpp1-b + Rpp1-b, Rpp2 + Rpp1-b, Rpp4 +Rpp1-b, além do gene Rpp1-b foram classificadas como “altamente resistentes” (AR). Além disso, a linhagem 52117-57 (Rpp2 + Rpp1-b) apresentou imunidade em condições de campo. Todos os genótipos classificados como AR apresentaram as menores AACPDs. Já os genótipos suscetíveis apresentaram as maiores AACPDs, evidenciando a importância da resistência genética em conter o avanço da doença. Os caracteres morfológicos e bioquímicos avaliados no presente estudo não apresentaram relação com os genes Rpp de resistência a FAS. Desta forma, mais estudos são necessários para investigar quais outros mecanismos estruturais e bioquímicos podem estar envolvidos no processo de resistência da soja a FAS. |
| Abstract: | Asian rust (ASR, Phakopsora pachyrhizi Sydow and Sydow) is the main disease of the crop, causing major drops in soybean yield, affecting the entire grain market. With the low efficiency of fungicides, the use of resistant cultivars is presented as an alternative control, being economical, safe, efficient and sustainable. However, due to the great variability and aggressiveness of ASR, the use of Rpp genes is limited. Thus, the pyramiding of resistance genes is shown as an alternative in the search for cultivars with higher levels of resistance. However, identifying the most suitable combination of genes that will result in genotypes with high levels of resistance needs to be studied. In this way, understanding which resistance mechanisms are involved in the soybean-P. pachyrhizi, can help breeding programs to develop combinations with higher levels of resistance. The objective of the present study was to identify morphological, phenotypic and biochemical variability of genotypes (cultivars, lines and PI's – plant introduction) containing different combinations of pyramided genes (Rpps) of resistance to ASR, aiming to identify the defense mechanisms associated with resistance genes. Sibling lines containing pyramided Rpp genes, plant introductions (PIs) and resistant and susceptible cultivars were evaluated for FAS resistance at field level. The phenotypic characteristics (resistance lesion: Reddish brown, susceptible and immune) and resistance characters: number of uredia per lesion (NoU), frequency of lesion with uredia (%LU), sporulation level (SL), and area under the disease progress curve (AUDPC), morphological characteristics: upper (UET) and lower (LET) epidermis thickness, palisade (PPT) and spongy (SPT) parenchyma thickness and leaf limb thickness (LLT); and biochemical characteristics (phenolic compounds): daidzin, glycitein, daidzein, genistein and genistin. All strains with pyramided Rpp genes showed high levels of resistance, with significant reductions in SL, NoU and %LU compared to sources of resistance. All genotypes of combinations Rpp1-b + Rpp1-b, Rpp2 + Rpp1-b, Rpp4 +Rpp1-b, in addition to the Rpp1-b gene were classified as “high resistant” (HR). In addition, strain 52117-57 (Rpp2 + Rpp1-b) showed immunity under field conditions. All genotypes classified as HR had the lowest AUDPCs. The susceptible genotypes had the highest AUDPCs, highlighting the importance of genetic resistance in containing the disease progression. The morphological and biochemical characters evaluated in the present study were not related to the ASR resistance Rpp genes. Thus, further studies are needed to investigate which other structural and biochemical mechanisms may be involved in the process of soybean resistance to ASR. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27699 |
| Aparece nas coleções: | PB - Programa de Pós-Graduação em Agronomia |
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