Seleção assistida e diversidade genética de fontes de resistência ao nematóide de cisto da soja

Abstract

Diante da dificuldade na realização da seleção fenotípica para a resistência ao nematóide de cisto da soja (NCS), da necessidade da implantação da seleção assistida por marcadores a este patógeno e do pouco conhecimento da diversidade genética das cultivares resistentes desenvolvidas pelos programas de melhoramento do Brasil, este trabalho teve como objetivos: (1) utilizar estratégias de seleção assistida por marcadores para avaliar a eficiência de seleção de microssatélites próximos a QTLs (Quantitative trait loci) dos grupos de ligação (GL) G e A2 em populações originadas do cruzamento entre isolinhas derivadas das cultivares CD201 e Vmax; e (2) avaliar a diversidade genética entre cultivares de soja resistentes ao NCS desenvolvidas por seis programas de melhoramento do Brasil e entre fontes de resistência ao NCS, por meio de marcadores microssatélites próximos a QTLs que conferem resistência ao patógeno. Em relação ao primeiro objetivo, foram selecionadas sete populações F5 com base no polimorfismo de marcadores microssatélites dos GL G e A2, as quais foram avaliadas fenotipicamente quanto à resistência à raça 3 do NCS (HG tipo 5.7). Famílias F6:7 das populações selecionadas pelo GL A2 foram suscetíveis, e as selecionadas pelos GL G e A2 tiveram quatro famílias resistentes e quatro moderadamente resistentes, evidenciando que o QTL de efeito maior do GL A2 não está presente na fonte de resistência do presente estudo. Os microssatélites do GL G apresentaram alta eficiência de seleção e podem ser utilizados com sucesso na seleção assistida para a resistência à raça 3 e em populações derivadas de Vmax. Em relação ao segundo objetivo, foram utilizados 36 genótipos, incluindo cultivares resistentes do Brasil e genótipos originais (fontes de resistência ao NCS e a cultivar Lee, utilizada como padrão de suscetibilidade). Foram utilizados 24 microssatélites próximos aos QTLs de resistência ao NCS presentes nos grupos de ligação (GL) G, A2, D2, E, J e M. A diversidade genética de cada loco microssatélite foi avaliada pelo conteúdo da informação de polimorfismo (PIC) e pela dissimilaridade média de um genótipo em relação aos demais genótipos avaliados. Foram realizadas análises de agrupamento dos genótipos pelo método de Tocher e dispersão gráfica. Um total de 77 alelos, com uma média de 3,2 alelos por loco, foi obtido para as 36 cultivares. O PIC variou de 0,11 a 0,71, com uma média de 0,36. Entre as fontes originais encontrou-se um número de alelos maior que entre as variedades comerciais. O GL D2 foi muito importante na discriminação entre genótipos resistentes e moderadamente resistentes à raça 14. A base genética quanto à resistência ao NCS nas variedades comerciais desenvolvidas pelos programas de melhoramento no Brasil é muito estreita, sendo necessário aumentar a diversidade de genes utilizados, por meio da introdução de diferentes acessos.

Due to difficulties in the performance of the phenotypic selection for the resistance to the soybean cyst nematode (NCS), the need to implant the marker-assisted selection to this pathogen, and the little knowledge about the genetic diversity of the resistant cultivars developed by the Brazilian breeding programs, the objectives of this work were (1) to use marker-assisted selection strategies to evaluate the efficiency of the selection of the QTL (Quantitative trait loci) near microsatellites of the linkage groups (GL) G and A2 in populations come from the crossing between isolines from the cultivars CD201 and Vmax and (2) to evaluate the genetic diversity in NCS resistant soybean cultivars developed by six Brazilian breeding programs and in sources of resistance to NCS, by means of QTL near microsatellites, which give resistance to the pathogen. As to the first objective, seven F5 populations were selected based on the microsatellite marker polymorphism of GL G and A2. These populations were phenotypically evaluated as to the resistance to the race 3 of the NCS (HG type 5.7). Families F6:7 of the populations selected by the GL A2 were susceptible and those selected by the GL G and A2 achieved four resistant families and four moderately resistant families, thus demonstrating that the QTL of greater effect of the GL A2 is not present in the source of resistance of the present study. The microsatellites of the GL G presented high selection efficiency and can be used with success in the assisted selection for the resistance to race 3 and in populations come from Vmax. As to the second objective, 36 genotypes were used, including Brazilian resistant cultivars and original genotypes (sources of resistance to NCS and the cultivar Lee, used as a standard of susceptibility). 24 QTLs near microsatellites were used of NCS resistance present in the linkage groups G, A2, D2, E, J and M. The genetic diversity of each microsatellite was evaluated by the polymorphism index content (PIC) and by the average dissimilarity of a genotype in relation to the other genotypes evaluated. Genotype grouping analyses were carried out by the Tocher method and graphic dispersion. A total of 77 alleles, with an average of 3.2 alleles per locus, was achieved for the 36 cultivars. The PIC varied from 0.11 to 0.71, with an average of 0.36. A greater number of alleles were found in the original sources, in comparison to the commercial varieties. The GL D2 was very important in the discrimination of genotypes which are resistant and moderately resistant to the race 14. The genetic basis as to the NCS resistance in the commercial variety developed by the Brazilian breeding programs is very narrow, and it is necessary to increase the diversity of the genes used, by introducing different accesses.