Caracterização molecular de espécies de Pratylenchus que ocorrem no Brasil e a reação de acessos de milho a P. zeae e P. brachyurus

Abstract

A cultura do milho é de grande importância econômica para o Brasil, principalmente por ser usada em rotação de cultura com a cultura da soja. Estudos têm sido feitos no sentido de buscar genótipos resistentes a várias doenças. O milho é suscetível a várias doenças, principalmente aquelas causadas por fungos. Entre os patógenos de solo estão os nematoides. As espécies mais danosas à cultura do milho são aquelas pertencentes ao gênero Pratylenchus. No Brasil, P. brachyurus e P. zeae, são os nematóides mais importantes à cultura do milho, aumentando em até duas vezes os custos de produção. Apesar de sua relevante importância, nematóides do gênero Meloidogyne spp. são os mais estudados. Portanto, há a necessidade de mais estudos sobre as espécies Pratylenchus zeae e P. brachyurus, as mais comumente associadas à cultura do milho. A caracterização destas espécies tem sido feita através da morfologia, sendo essa em alguns casos difícil e laboriosa. Por isto, a região ITS (Internal Transcribed Sequence) (ITS) do Ribosomal Desoxiribonucleic Acid (rDNA) tem sido bastante utilizada para a caracterização molecular ou para estudos filogenéticos e evolucionários de nematoides. Neste trabalho, foram caracterizadas por meio da Polymerase Chain Reaction-Restriction Fragment Polymorphism (PCR-RFP) populações de P. zeae, P. coffeae, P. jaehni, P. penetrans e P. brachyurus, oriundas de diferentes regiões geográficas do País. As análises foram conduzidas usando as enzimas de restrição DdeI, HindIII, HpaII e PstI. Os produtos amplificados por PCR revelaram fragmentos de DNA de 750 a 1200 pb. A técnica RFP mostrou a existência de variações interespecíficas, mas não revelaram variações intraespecíficas entre as populações estudadas de cada espécie. Outro objetivo deste estudo foi avaliar a reação de 18 linhagens e híbridos de milho aos nematoides P. brachyurus e P. zeae e avaliar a reprodução dessas duas espécies de nematoides, sob condições de telado. As plantas foram inoculadas individualmente com aproximadamente 800 nematoides. Sessenta e dois dias após a inoculação determinou-se a capacidade reprodutiva dos nematoides, estimando-se o fator de reprodução(FR=Pf/Pi, sendo Pf a população final e Pi a população inicial de nematóides). O FR mostrou que, das plantas inoculadas com P. brachyurus, apenas a linhagem 521550 foi considerada suscetível, enquanto que, para P. zeae, os acessos 531162, 262841-1-4-1, 521550 e BRS3025 foram suscetíveis. Quanto à reprodução dos nematoides, demonstrada pelo FR, notou-se que a multiplicação de P. zeae foi significativamente superior à apresentada por P. brachyurus. O uso de espécies cultivadas resistentes aos nematoides das lesões radiculares em sistemas de rotação de culturas previne danos futuros em espécies mais suscetíveis. Portanto, os híbridos de milho avaliados apresentam grande potencial para semeadura em áreas infestadas por P. brachyurus e P. zeae, pois permitem taxas restritas de multiplicação do nematoide. Os resultados mostraram que a maioria das linhagens avaliadas são materiais promissores a serem usados em programas de melhoramento, visando a obtenção de híbridos resistentes. Porém, mais estudos devem ser realizados para corroborar os resultados obtidos neste trabalho. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Maize is a crop of great economic importance for Brazil, mainly because it is used in crop rotation with soybeans. Studies have been carried out in search for resistant genotypes to various diseases. As in other crops, maize is susceptible to various diseases, especially those caused by fungi, such as stalk rot and ear rot. Seed borne pathogens and soil pathogens are worth mentioning because of their role in reducing germination and seedling emergence. Among these pathogens are soil nematodes. The species of nematode that more frequently attack maize crop are those belonging to the genus Pratylenchus. Pratylenchus brachyurus and P.zeae are the most damaging nematodes to maize, and the control of nematodes increases up to twice the cost of yield. However, in maize, most studies focus on root knot nematodes(Meloidogyne spp.). Therefore, there is a need for further studies on P. zeae and P. brachyurus, the most commonly species associated with maize. Characterization of these species is usually accomplished by the morphology, which is in some cases difficult and laborious. Therefore, the region ITS (Internal Transcribed Sequence) (ITS) of the Ribosomal Desoxiribonucleic Acid (rDNA) has been widely used for molecular characterization, or phylogenetic and evolutionary studies of nematodes. In this work, were characterized by Polymerase Chain Reaction-Restriction Fragment Polymorphism (PCR-RFP) distinct populations of Pratylenchus species most commonly found in Brazil, P. zeae, P. coffeae, P. Jaehni, P. penetrans and P. brachyurus from different geographical regions through the country. Analyses were conducted using the restriction enzymes DdeI, HindIII, PstI and HpaII. The PCR amplified products of ITS region revealed differences in size of molecular weight, ranging approximately from 750 to 1200 bp. RFP analysis showed the existence of interspecific variation, but did not reveal intraspecific variation among populations of each species. Another objective of this study was to evaluate the reaction of 18 breeding lines and hybrids of maize to the nematodes P. brachyurus and P. zeae, and to evaluate the reproduction of both nematode species under greenhouse conditions. Plants were individually inoculated with 800 nematodes. Sixty-two days after inoculation it was determined the reproductive ability of the nematodes, estimating the reproduction factor (RF = Pf / Pi, where Pf is the final population and Pi is the initial population of nematodes). According to FR, only breeding line 521550 was considered susceptible, while for P. zeae access 531162, 262841-1-4-1, 521550 and BRS3025 were susceptible. With respect to nematode reproduction, as demonstrated by FR, it was noted that the multiplication of P. zeae was significantly higher than that by P. brachyurus. The use of resistant species to the nematode in systems of crop rotation prevents injury and future damages on more susceptible species. Therefore, the hybrids evaluated represents potential for sowing in areas infested by P. brachyurus and P. zeae, because they allow restricted rates of nematode multiplication. Results showed that most of the lines evaluated constitute promising source of materials for use in breeding programs to obtain resistant hybrids. However, further studies should be performed to corroborate the results obtained in this work.