Caracterização de genótipos de Musa com base na reação a Radopholus similis e de genótipos contrastantes para resistência com base em marcadores moleculares RAPD

Abstract

A bananeira é uma ótima hospedeira de vários nematóides importantes, sendo os principais, Radopholus similis e Helicotylenchus multicinctus. Um método eficiente, de baixo custo para o produtor e que tem mostrado grande potencial para o controle de fitonematóides é a resistência genética. Uma etapa importante do melhoramento genético é a avaliação da variabilidade genética da planta hospedeira. Neste trabalho objetivou-se avaliar e caracterizar 26 genótipos de bananeira com relação à resistência ao nematóide cavernícola, Radopholus similis e, caracterizar sete genótipos contrastantes para os fenótipos de resistência e suscetibilidade a R. similis utilizando marcadores moleculares RAPD. As plantas (uma por vaso) foram inoculadas, em de casa de vegetação, com uma suspensão contendo 100 juvenis, machos e fêmeas do nematóide. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com quatro repetições e os genótipos foram avaliados 120 dias após a inoculação. Foram avaliados número de nematóides por grama de raiz, em todo o sistema radicular, no solo e o número total de nematóides. Além destes, o fator de reprodução (FR = população final/população inicial) e seu índice de redução foram calculados para determinação da reação dos genótipos a R. similis. De acordo com essa variável, observou-se que os genótipos Borneo, Grande Naine e 1304-06 se comportaram como suscetíveis e os genótipos 4249-05, 0337-02, 0323-03 e 4279-06, como resistentes a R. similis. Amostras de DNA genômico de cada um destes materiais foram extraídas e amplificadas via PCR utilizando 36 primers decâmeros para a obtenção de marcadores RAPD. Um total de 521 marcadores foram obtidos e convertidos em uma matriz de dados binários, a partir da qual foram estimadas distâncias genéticas entre os genótipos. Análises de agrupamento e dispersão gráfica dos genótipos foram realizadas. Dos 521 marcadores obtidos, 420 (81%) foram polimórficos e 140 (27%) mostraram-se promissores para trabalhos de mapeamento genético da resistência a R. similis, uma vez que estiveram presentes em acessos avaliados como resistentes e ausentes em todos os suscetíveis. As distâncias genéticas entre os genótipos variaram entre 0,106 e 0,455. A maior distância genética (0,455) foi observada entre a cultivar Borneo e o genótipo 4279-06 que se apresentaram como genótipos altamente suscetível e resistente, respectivamente. Os acessos mais contrastantes para a resistência (Borneo e 4249-05) apresentaram uma distância de 0,374 e um total de 114 bandas polimórficas e úteis para o mapeamento genético. Os ¿primers¿ OPE-15, OPH-17 e OPG-09 foram os que apresentaram maior número de bandas promissoras para mapeamento (12, 8 e 8, respectivamente), destacando-se dentre os demais. ________________________________________________________________________________ Abstract

Banana is a suitable host to various important nematodes. Radopholus similis and Helicotylenchus multicinctus are considered the most destructive ones to banana root system. Genetic resistance is a potentially efficient and low cost method of nematode control on bananas. For a breeding program, an important step is the evaluation of genetic variability of the host. This work had as objectives: to evaluate and to characterize 26 banana genotypes in relation to resistance and susceptibility to the burrowing nematode Radopholus similis, and to characterize seven banana contrasting genotypes for the phenotypes of resistance and susceptibility to R. similis with molecular markers of RAPD. Plant materials were obtained from a working collection of bananas maintained by Embrapa Mandioca e Fruticultura Tropical. The plants (one per pot) were inoculated with a nematode suspension containing 100 juveniles, males and females. The experiment followed a completely randomized design with four replicates. The genotypes were evaluated 120 days after inoculation. Nematodes per gram of root, numbers of nematodes per root system, numbers of soil nematodes and total number o nematodes were also evaluated. Moreover, the reproduction factor (FR = final population / initial population) and its reduction index were calculated to determine the reaction of the genotypes to R. similis. According to this variable, the genotypes Borneo, Grand Naine and 1304-06 behaved as susceptible and the genotypes 4249-05, 0337-02, 0323-03 and 4279-06, as resistant to R. similis. Genomic DNA was extracted form each of these genotypes, and tested with 36 decameric primers to obtain RAPD markers. A total of 521 markers were converted into a binary data matrix, from which the genetic distances between genotypes were estimated, and further evaluated by cluster and graphic dispersion analyses. Among 521 resultant markers, 420 (81%) were polymorphic, and 140 (27%) were considered promising markers to be used in studies for genetic mapping of resistance to R. similis in banana genotypes, for they were present on the genotypes evaluated as resistant and absent in all the susceptible ones. The genetic distances between genotypes were in the range of 0.106 to 0.455. The largest genetic distance was observed between cv. Borneo and ‘4279-06’, respectively, a xii highly susceptible and a resistant genotype to R. similis. The highest contrast, as resistance is concerned, occurred between ‘Borneo’ and ‘4249-05’, comprising a genetic distance of 0.374 and a total of 114 polymorphic bands with potential for genetic mapping of the resistance. The primers OPE-15, OPH-17 and OPG-09 were the ones allowing more promising bands for genetic mapping of resistance to the nematode (12.8 and 8, respectively).