Melhoramento de feijão do tipo carioca com ênfase na piramidação de genes de resistência à antracnose

Abstract

O objetivo geral deste trabalho foi piramidar genes de resistência à antracnose em um cultivar de feijoeiro de grão tipo “carioca”. Em uma primeira etapa, 30 linhagens elite de feijoeiro com grãos tipo “carioca”, desenvolvidas por diversos centros de pesquisa do país, e que têm se destacado em ensaios de competição, foram inoculadas com 18 patótipos de Colletotrichum lindemuthianum. Os resultados das inoculações mostraram que a grande parte das linhagens é altamente suscetível à maioria dos patótipos avaliados. No entanto, de certa forma, os programas de melhoramento têm evoluído em relação ao desenvolvimento de cultivares de maior espectro de resistência, pois quatro das linhagens apresentaram resistência a todos os patótipos de ocorrência nacional avaliados. Para piramidar os dois principais genes de resistência à antracnose do cultivar G 2333, duas populações derivadas do cruzamento entre Rudá (recorrente) e G 2333 (doador) foram utilizadas. Uma população RC1F3 foi selecionada com base no marcador molecular OPAB3450C ligado ao gene Co-5, e outra população RC3F5 foi selecionada com base no marcador OPAS13950C ligado ao gene Co-42. Foram feitos testes de progênie por meio de inoculações com C. lindemuthianum; análises moleculares com primers RAPD para determinação das distâncias genéticas. Obteve-se 10 famílias homozigotas para o gene Co-42 e similares ao genitor recorrente, e sete famílias homozigotas para o gene Co-5 e com distância genética relativa em relação ao genitor recorrente variando de 40,9 a 27,8%, com todas as famílias, apresentando características de grãos similares às do cultivar Rudá. Estas 17 famílias foram inoculadas com 12 patótipos de C. lindemuthianum, sendo 10 de ocorrência freqüente no território nacional e outros dois de alta virulência, provenientes de outros países. As linhagens portadoras do gene Co-5 comportaram-se como suscetíveis apenas aos patótipos estrangeiros, enquanto as linhagens portadoras do gene Co-42 apresentaram resistência a todos os patótipos, inclusive ao 2047. Com base nos dados de distância genética e espectro de resistência, as linhagens 1-46-7 (Co-5) e 19-1-1-7 (Co-42) foram selecionadas para serem utilizadas na etapa final da piramidação. Essas duas linhagens foram cruzadas com a linhagem Rudá “R” portadora dos genes Co-4, Co-6, Co-10, Ur- ON e Phg-1. Plantas F1 provenientes de cada cruzamento foram intercruzadas e geraram sementes F1. Das plantas F1 obtidas destas sementes, foi extraído DNA para análise com marcadores moleculares estreitamente relacionados aos genes de resistência (SCAR Y20, AB3, AZ20, F10, BA8, H13 e RAPD AS13). Plantas F1 que apresentaram marcas relacionadas a todos os genes de resistência foram submetidas à autofecundação para gerar sementes F2. Destas, foram obtidas 505 plantas F2, das quais o DNA foi extraído para novas análises moleculares. A partir destas análises, foram selecionadas 52 plantas F2, contendo as sete marcas moleculares. Estas plantas foram autofecundadas, obtendo- se famílias F3 que foram abertas em teste de progênie com o patótipo 2047, a fim de se diferenciar as plantas que possuem o alelo Co-42 das que possuem o alelo Co-4. Das 52 famílias abertas no teste de progênie, 18 apresentaram resistência não segregante ao patótipo 2047, o que permite dizer que estas famílias apresentam o alelo Co-42 fixado.

This work aimed to pyramid anthracnose resistance genes in a "carioca-type" common bean line. Initially, 30 elite “carioca-type” common bean lines developed by several research centers in the country, with outstanding performance in official trials, were inoculated with 18 pathotypes of Colletotrichum lindemuthianum. The inoculation results showed that most of the lines were highly susceptible to most of the pathotypes. They also showed that the breeding programs have advanced lately in the development of lines with larger resistance spectrum. Four lines were resistant to all the pathotypes tested that occur in Brazil. To pyramid the two main anthracnose resistance genes present in cultivar G 2333, two populations derived from crosses between Rudá (recurent parent) and G 2333 (donor parent) were used. One population (BC1F3) underwent selection based on the presence of RAPD molecular marker OPB03450C linked to the allele Co-5. The other population (BC3F5) was selected based on the marker OPAS13950C linked to the allele Co-42. Progeny tests were performed by inoculations with C. lindemuthianum, and molecular analyses were done with RAPD primers for genetic distances determination. Ten homozygous families were obtained for the allele Co-42, all genetically similar to the recurrent parent. Seven homozygous families for the allele Co-5 with relative genetic distance in relation to the recurrent parent varying from 40.9 to 27.8% were also obtained. All the selected families presented “carioca-type” grains like the recurrent parent Rudá. These 17 lines were inoculated with 12 C. lindemuthianum pathotypes, 10 of which frequently detected in several growing regions in Brazil and two highly virulent pathotypes from other countries. The lines bearing the Co-5 allele were susceptible only to the foreign pathotypes, while the lines bearing the Co-42 allele were resistant to all pathotypes, including pathotype 2047. Based on the genetic distance and resistance spectrum data lines 1-46-7 (Co-5) and 19-1-1-7 (Co-42) were selected to be used in the final stage of the pyramiding process. These two lines were crossed with the line Rudá "R" bearing the alleles Co-4, Co-6, Co-10, Ur-ON and Phg-1. F1 plants derived from each cross were intercrossed producing F1 seeds. DNA was extracted from these plants for analyses with molecular markers closely linked to the resistance genes (SCAR Y20, AB3, AZ20, F10, BA8, H13 and RAPD AS13). F1 plants bearing all the markers were selfed and a total of 505 F2 plants were obtained. Molecular analyses of these plants revealed that 52 of them contained the seven molecular markers. These plants were selfed, and the resulting F3 families were inoculated with pathotype 2047, in order to allow the distinction of plants bearing the Co-42 allele from the ones with the Co-4 allele. From 52 F3 families, 18 did not segregate for resistance to pathotype 2047. This result allows to conclude that these families have fixed the Co-42.