Caracterização molecular e resistência do cafeeiro Híbrido de Timor à Hemileia vastatrix

Abstract

O café representa um dos principais produtos de exportação do Brasil possuindo elevada importância para a economia do país. Dessa forma, torna-se necessário o desenvolvimento de tecnologias que visam melhorar a cafeicultura brasileira. O principal problema fitossanitário que afeta a produção do café é a ferrugem, doença causada pelo fungo biotrófico Hemileia vastatrix. O uso de variedades resistentes tem sido uma das principais medidas utilizadas para controle da doença. Uma das fontes de resistência mais utilizada para obtenção das variedades resistentes é o Híbrido de Timor. Dessa forma, a caracterização e o conhecimento da resistência dos acessos de Híbrido de Timor a H. vastatrix disponíveis é essencial para o entendimento da base genética da resistência a essa doença e para auxiliar na escolha de genótipos para serem usados nos programas de melhoramento que visam a obtenção de cultivares com resistência durável à ferrugem. Neste trabalho, o banco de germoplasma da Universidade Federal de Viçosa, contendo 152 acessos de Híbridos de Timor e 6 genótipos do programa de melhoramento da EPAMIG foram caracterizados molecularmente e analisados quanto a resistência a duas raças de H. vastatrix raça II e XXXIII. Na caracterização molecular foram utilizados 29 primers microssatélites sendo obtidas 92 bandas com média de 3,17 bandas por primer. Das 92 bandas totais obtidas 75 foram polimórficas, foram utilizadas 5 combinações de primers AFLP onde foram obtidos 126 bandas polimórficas com média de 25,2 bandas por combinação de primer. Utilizando apenas os dados dos marcadores microssatélites e o agrupamento baseado nos complementos aritméticos de Jaccard e o método UPGMA foi possível separar 151 genótipos. Sete acessos não diferiram, sendo eles UFV450-06, UFV450-12, UFV428-01, UFV428-02, UFV427,15, UFV427-90 e UFV428-04. Ao acrescentar os dados dos marcadores dominantes AFLP foi possível separar estes indivíduos, não discriminando apenas os acessos UFV427-90 e UFV428-04. Foi possível determinar um padrão molecular único (fingerpinting) para cada indivíduo utilizando 58 marcas. Na caracterização fenotípica foram inoculadas às raças II e XXXIII nos 152 acessos Híbrido de Timor e 6 genótipos do melhoramento EPAMIG. Todos os acessos apresentaram resistência à raça II, o que mostra que os acessos podem ter apenas um gene de resistência que não o SH 5 ou mais de um gene, sendo estes qualquer combinação dos genes SH 5, 6, 7, 8 e 9 . Com a raça XXXIII, 14 acessos apresentaram suscetibilidade, sendo a raça XXXIII com mais de um gene de virulência que foi capaz de suplantar a resistência dos acessos UFV376-01, UFV376-02, UFV 376-08, UFV 376-09, UFV 376-14, UFV 376-37, UFV 377-51, UFV 408-10,UFV 408-18, UFV 432-30, UFV 445-70, 2 II P6, 12 III P6 e 22 IV P6, estes acessos contém os genes SH 5, 7 ou SH 5,7 e 9 . Conclui-se que 140 acessos de Híbridos de Timor continuam sendo uma boa fonte de resistência às raças II e XXXIII e três material do programa de melhoramento EPAMIG/UFV foram suscetível a raça XXXIII.

Coffee is a major export product from Brazil having high importance for the country's economy. Thus, it becomes necessary to develop technologies to improve the Brazilian coffee farming. The main disease problem affecting coffee production is the coffee rust, a disease caused by the biotrophic fungus Hemileia vastratrix. The use of resistant varieties has been one of the main measures used to control the disease. One of the most used sources to obtain resistant varieties is the Híbrido Timor. Hence, the characterization the and understanding of the resistance of available accessions of Híbrido Timor to H. vastratrix are essential for the comprehension of the genetic basis of the resistance to this disease and to assist in the choice of genotypes to be used in breeding programs aimed at obtaining cultivars with durable resistance to rust. In this work, the germplasm bank of the Federal University of Viçosa, containing 152 accessions of Híbrido Timor and 6 genotypes from the EPAMIG breeding program were molecularly characterized and analyzed for resistance to two races of H. vastratrix, namely II and XXXIII. For the molecular characterization, 29 microsatellite primers were used and 92 bands were obtained with an average of 3.17 bands per primer. Of the 92 total bands obtained, 75 were polymorphic. Five primer combinations of AFLP were utilized by which 126 polymorphic bands were obtained with an average of 25.2 bands per combination of primer. Using only the data from microsatellite markers and the grouping based on the arithmetical complements of Jaccard and the UPGMA method, it was possible to separate 151 genotypes. Seven accessions did not differ, namely UFV 450-06, UFV450-12, UFV 428-01, UFV 428-02, UFV427-15, UFV427-90 and UFV428-04. By adding the data from the dominant markers AFLP, it was possible to separate these individuals, not only discriminating the accessions 427-90 and 428-04. It was possible to determine a unique molecular pattern (fingerprinting) for each individual using 58 marks. For the phenotypic characterization, the races II and XXXIII were inoculated in the152 accessions Híbrido Timor and 6 genotypes improving EPAMIG. All accessions were resistant to race II, which shows that the accessions may have either only one resistance gene, but not SH5, or more than one gene which may be any combination of SH 5, 6, 7, 8 e 9 . With the race XXXIII, 14 accessions were susceptible. The race XXXIII presents more than one virulence gene which was able to overcome he resistance of the accessions UFV376-01, UFV376-02, UFV 376-08, UFV 376-09, UFV 376-14, UFV 376-37, UFV 377-51, UFV 408-10,UFV 408-18, UFV 432-30, UFV 445- 70, 2 II P6, 12 III P6 and 22 IV P6. This accessions contain the genes SH 5,7 or SH 5,7 e 9. We conclude that 140 accessions of Híbrido Timor remain a good source of resistance to the races II and XXXIII and three materials from the EPAMIG/UFV program were susceptible the race XXXIII.