62 UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS Faculdade De
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62 UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel Programa de Pós-Graduação em Fitossanidade Tese Caracterização de isolados de Phytophthora infestans (Mont.) De Bary provenientes de batata do Sul do Brasil associada ao estudo da resistência em Solanum spp. VICTOR HUGO CASA COILA Pelotas, 2014 2 VICTOR HUGO CASA COILA Caracterização de isolados de Phytophthora infestans (Mont.) De Bary provenientes de batata do Sul do Brasil associada ao estudo da resistência em Solanum spp. Tese apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Fitossanidade da Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel da Universidade Federal de Pelotas, como requisito parcial à obtenção do título de Doutor em Fitossanidade (área do conhecimento: Fitopatologia). Orientador: Dr. Cesar Bauer Gomes Coorientadora: Dra. Cândida Renata Jacobsen de Farias Coorientador: Ph.D. Eduardo Seiti Gomide Mizubuti Pelotas, 2014 3 VICTOR HUGO CASA COILA Caracterização de isolados de Phytophthora infestans (Mont.) De Bary provenientes de batata do Sul do Brasil associada ao estudo da resistência em Solanum spp. Tese aprovada, como requisito parcial, para obtenção do grau de Doutor em Fitossanidade, Programa de Pós-Graduação em Fitossanidade, Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, Universidade Federal de Pelotas. Data da Defesa: 14-03-2014 Banca examinadora: ........................................................................................................................................ Dr. Cesar Bauer Gomes - Pesq. Embrapa Clima Temperado .................. (Orientador) Doutor em Agronomia (Fitopatologia) pela Universidade Federal de Viçosa ........................................................................................................................................ Prof. Dr. Cândida Renata Jacobsen de Farias. Doutor em Fitossanidade pela Universidade Federal de Pelotas ....................................................................................................................................... Prof. Dr. Edemar Antonio Rossetto. Doutor em Fitotecnia pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul ........................................................................................................................................ Ph. D. Arione da Silva Pereira - Pesq. Embrapa Clima Temperado. Doutor em Horticultura/Fitomelhoramento pela University of Guelph (Canada) ........................................................................................................................................ Dr. Ailton Reis - Pesq. Embrapa Hortaliças. Doutor em Agronomia (Fitopatologia) pela Universidade Federal de Viçosa ........................................................................................................................................ Dr. Cley Donizeti Martins Nunes - Pesq. Embrapa Clima Temperado Doutor em Fitossanidade pela Universidade Federal de Pelotas 4 A Dios y a la santa tierra, a mis amados padres Víctor Eulogio e Fabiana, a mis hermanos y sobrinos, a mi enamorada Josiane y a mis hermanos que ya se fueron Pedro Alan, Pedro Víctor e Libia. DEDICO! 5 Agradecimentos À Universidade Federal de Pelotas, Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, Departamento de Fitossanidade, pela oportunidade da realização deste curso. À Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, Embrapa Clima Temperado, pelo fornecimento de infra-estrutura para o desenvolvimento desta pesquisa. Ao Programa do Estudante Convênio de Pós-Graduação da Coordenação de Aperfeiçoamento de pessoal de Nível Superior (PEC-PG/CAPES), pela concessão da bolsa de estudos. Ao pesquisador Dr. Cesar Bauer Gomes, pela orientação, acompanhamento desta pesquisa e por todo o apoio que me foi dado durante este tempo. Ao pesquisador Ph D. Arione da Silva Pereira pelo fornecimento dos genótipos de batata para a execução do trabalho. À pesquisadora Dra. Caroline Marques Castro pelo fornecimento do material para execução do trabalho. Ao professor Ph D. Eduardo Mizubuti (UFV) pelo apoio durante a realização de parte do trabalho. Aos professores do Departamento de Fitossanidade pela contribuição acadêmica durante a minha formação. Ao pesquisador Ph. D. Nilceu Nazareno do IAPAR pela ajuda incondicional durante as coletas realizadas nas lavouras de batata. Ao pesquisador Dr. Ailton Reis pelo apoio brindado. Aos pesquisadores Odoni e Giovani Olegario da Embrapa Canoinhas, pelo apoio durante as coletas realizadas no estado de Santa Catarina. Ao professor Dr. Edemar Antonio Rossetto pela amizade ao longo dos anos. À Josiane minha namorada por todo o apoio e incentivo durante estes anos. 6 A todos os amigos e colegas, Dediel Rocha, Israel Lima, Débora Cristina, Lúcia Somavilla, Michele Santiago, Daniele de Brum, Fernanda Cruz, Chaiane Signorini, Vanessa, Fernando Cabezas, Caroline Wille, Bianca Obes, Caroline Vaz, Elen, Priscila Rossatto, Emerson Lenz, Anderson, Laerte Terres, Monalize, Jaqueline, Aline, Gabriele, Elis, Gelson, Claudiomar. Aos amigos da equipe da batata da Embrapa Clima Temperado. Aos amigos Miller, Braz e Milene da Universidade Federal de Viçosa pelo grande apoio brindado durante a execução dos trabalhos realizados nessa Universidade. 7 Resumo Casa-Coila, Victor Hugo. Caracterização de isolados de Phytophthora infestans (Mont.) De Bary provenientes de batata do Sul do Brasil associada ao estudo da resistência em Solanum spp. 2014. 126f. Tese (Doutorado) – Programa de Pós-Graduação em Fitossanidade. Universidade Federal de Pelotas. Pelotas, 2014. Phytophthora infestans, agente causador da requeima, é um patógeno altamente destrutivo na cultura da batata em diferentes regiões do globo, e, no Brasil, especialmente na região Sul. O entendimento das características genéticas e fenotípicas das populações de P. infestans existentes no Sul do país é de grande importância para o planejamento de medidas de controle a serem adotadas no manejo integrado da doença. Dessa forma, teve-se por objetivos nesse trabalho: 1) investigar a variabilidade genética de populações do patógeno coletados nos estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina e Paraná, através do estudo de grupos de compatibilidade (GC) e por análise por marcadores microssatélites (SSR); 2) avaliar a sensibilidade de isolados de P. infestans provenientes do Sul do Brasil a fungicidas sistêmico (metalaxyl) e protetor (clorothalonil) bem como a virulência desses isolados em uma série diferenciadora de clones de batata contendo genes R (resistência); e, 3) avaliar a resistência de diferentes genótipos de batata a dois isolados (GC A1 e A2) de P. infestans, em condições de campo e em laboratório (método do disco de folha e folha destacada), além de prospectar fontes de resistência ao patógeno em acessos de batata silvestre. De acordo com o estudo da variabilidade genética de P. infestans, os resultados evidenciaram que a população predominante em batata ainda é do GC A2 com 49,12% de ocorrência no Sul do país. Contudo, novas populações foram encontradas no estado de Santa Catarina e do Paraná em função da ocorrência de isolados A1 e autoférteis. Diversidade genética entre as populações estudadas foi detectada através de nove primers microssatélites cujos isolados do patógeno, coletados nos três estados, agruparam- se em quatro grupos distintos pela análise de coordenadas principais. Avaliando-se a virulência dos isolados, verificou-se elevada diversidade de raças (n=86), sendo o maior número de patótipos de P. infestans observado no estado do Rio Grande do Sul. Avaliando-se a sensibilidade dos isolados do oomiceto a metalaxyl, foram encontrados isolados resistentes; porém, não houve evidências de resistência dos isolados estudados a clorothalonil. Na avaliação da resistência de genótipos de batata a P. infestans, em condições de campo, verificou-se interação significativa entre genótipos e isolados, identificando-se material genético com resistência aos dois isolados do patógeno; todavia, observaram-se diferenças na agressividade 8 entre os dois isolados do patógeno, sendo aquela relacionada ao isolado do GC A2 foi a mais agressiva na maioria dos materiais avaliados. Comparando-se a reação a campo de diferentes genótipos de batata aos dois isolados de P. infestans com a severidade in vitro a esses mesmos isolados, verificou-se correlação positiva entre ambas as variáveis. No entanto, quando analisada a agressividade dos isolados a campo conjuntamente com as duas metodologias in vitro, verificou-se melhor relação entre esses ensaios para os genótipos resistentes e suscetíveis. Na avaliação da reação in vitro dos acessos de batata silvestre a P. infestans, foram encontrados acessos com reduzida severidade a uma raça complexa do patógeno, o que pode ser indicativo de uma possível fonte de resistência para uso em programas de melhoramento de batata visando resistência a requeima. Palavras-chave: Solanum tuberosum, requeima, grupos de compatibilidade, diversidade genética, genes R, insensibilidade, resistência genética, acessos silvestres. 9 Abstract Casa-Coila, Victor Hugo. Characterization of Phytophthora infestans (Mont.) De Bary potato isolates from south of Brazil in association with the study of resistance in Solanum spp. 2014. 126f. Tese (Doutorado) – Programa de Pós- Graduação em Fitossanidade. Universidade Federal de Pelotas. Pelotas, 2014. Phytophthora infestans, the causal agent of late blight, is a highly destructive pathogen of potato crops in different regions of the world. In Brazil, it is especially important in the southern region. The knowledge of genetic and phenotypic characteristics of P. infestans populations