HERANÇA DA RESISTÊNCIA DE MILHO A MELOIDOGYNE JAVANICA

INHERITANCE OF RESISTANCE TO MELOIDOGYNE JAVANICA IN MAIZE

III. FITOSSANIDADE

HERANÇA DA RESISTÊNCIA DE MILHO A MELOIDOGYNE JAVANICA⁽¹⁾

EDUARDO SAWAZAKI⁽²⁾, ANA INES LUCENA LORDELLO⁽³⁾ e RUBENS RRODOLFO ALBUQUERQUE LORDELLO^{(4, 5)}

RESUMO

Duas linhagens de milho, resistente (IAC Ip 365-4-1) e suscetível (IAC Ip 48-5-3) a Meloidogyne javanica, suas gerações F₁, F₂ e retrocruzamentos, bem como os cruzamentos recíprocos, foram avaliados em dois ensaios em casa de vegetação, em 1989/90 e 1992, em Campinas, para estudar a herança da resistência a M. javanica. Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado com número de repetição maior nas gerações segregantes, parcelas de uma planta por vaso plástico com 500 cm³ de areia fina, previamente tratada com brometo de metila e adubada com NPK. Cinco dias após a germinação das sementes, cada vaso foi inoculado com 5.000 ovos e larvas de M. javanica. Aos 70 e aos 60 dias após a inoculação, respectivamente, nos experimentos 1 e 2, avaliaram-se o índice de massa de ovos, o número de ovos por grama de raiz e o fator de reprodução. Não foram observadas diferenças entre os cruzamentos recíprocos. O comportamento da média do F₁, a distribuição de freqüência da população F₂ e a segregação monofatorial indicaram que a resistência a M. javanica da linhagem IAC Ip 365-4-1 se deve a um gene dominante associado a um pequeno efeito de polígenes.

Termos de indexação: nematóide, milho, herança, resistência genética.

ABSTRACT

INHERITANCE OF RESISTANCE TO Meloidogyne javanica IN MAIZE

In order to study the inheritance of resistance to Meloidogyne javanica in corn (Zea mays), two inbred lines, IAC Ip 365-4-1 (resistant) and IAC Ip 48-5-3 (susceptible), F₁, F2 and backcrosses, as well as reciprocal crosses were evaluated in two greenhouse trials, carried out at Campinas, State of São Paulo, Brazil, in 1989/90 and 1992. Completely randomized design was utilized with more replications on segregating generations. The plot was one plant per plastic pot with 500 cm³ of fine sand treated with methyl bromide and fertilized with NPK. Five days after seed germination, each plot was inoculated with 5,000 eggs and larvae of M. javanica. Egg mass index, number of eggs per gram of fresh roots and reproduction factor were evaluated 70 and 60 days after inoculation, respectively in the first and second experiment. Reciprocal crosses showed no significant differences. F₁ average, frequency distribution of F₂ population and monofactorial segregation indicated that resistance of IAC Ip 365-4-1 to M. javanica was due to one major dominant gene and a minor polygenic effect.

Index terms: nematode, maize, inheritance, genetic resistance.

1. INTRODUÇÃO

Estudos recentes mostraram variabilidade na resistência de genótipos de milho a M. javanica, sendo a maioria deles suscetíveis, embora não existam registros de danos causados por essa espécie em lavouras comerciais (Brito & Antonio, 1989; Lordello et al., 1989, e Williams & Windham, 1990).

A identificação de uma fonte de alta resistência, apresentando evidência de ser imune e dominante (Lordello et al., 1989) abriu a possibilidade da avaliação dos efeitos gênicos que controlam esse caráter. O estudo de gerações F₁, F₂ e retrocruzamentos, incluindo progenitores P₁ e P₂, segundo Cruz & Regazzi (1994), pode conduzir à quantificação da magnitude e natureza da variabilidade genética na população segregante e à avaliação da importância relativa dos efeitos gênicos, que constituem as médias das populações estudadas.

Esses fatos, aliados à falta de informações sobre a herança da resistência de milho a M. javanica, incentivaram a realização deste estudo de gerações.

2. MATERIAL E MÉTODOS

As linhagens de milho IAC Ip 365-4-1 (P₁) e IAC Ip 48-5-3 (P₂) identificadas, respectivamente, como resistente e suscetível a Meloidogyne javanica (Lordello et al.,1989), foram utilizadas, em 1988/89, para obtenção das gerações F₁(P₁ x P₂), F₂ (F₁ x F₁) e retrocruzamentos RC₁ (F₁ x P₁) e RC₂ (F₁ x P₂), bem como dos cruzamentos recíprocos.

Foram realizados dois ensaios de avaliação da resistência dessas gerações a M. javanica, plantados em vasos plásticos com 500 cm³ de areia fina previamente tratada com brometo de metila e adubada com NPK. Os experimentos foram desenvolvidos em casa de vegetação no Instituto Agronômico de Campinas, em 1989/90 e 1992. Adotou-se o delineamento inteiramente casualizado, com número variável de repetições (N) por tratamento (Quadro 1), sendo cada parcela constituída de um vaso com uma planta.

As inoculações foram efetuadas cinco dias após a germinação das sementes, com 5.000 ovos e larvas por vaso, extraídos com hipoclorito de sódio a 0,5%, de acordo com o método de Hussey & Barker (1973), modificado por Bonetti & Ferraz (1981), de uma mistura de populações de M. javanica de várias origens, multiplicadas em tomateiro `Rutgers'.

As avaliações foram realizadas atribuindo-se notas de 0 a 5 (Taylor & Sasser, 1978) para o índice de massa de ovos (IMO). Após extração dos ovos, determinou-se seu número por sistema radicular e por grama de raiz fresca, para calcular o fator de reprodução (FR = população final/população inicial), segundo o método utilizado por Lordello et al., 1986.

O primeiro ensaio foi plantado em 18-10-89 e avaliado 70 dias após a inoculação, estando os tratamentos relacionados no Quadro 1. Determinou-se o IMO em todas as plantas, cujo número variou de 19 a 22 nas gerações segregantes (parentais, F₁ e RC₁). Para as gerações segregantes, adotou-se um número maior de plantas, de 68 e 73, respectivamente, para F₂ e RC₂. A avaliação de ovos por grama de raiz e a determinação do FR foram realizadas em três a quatro e oito plantas, respectivamente, nas gerações uniformes e segregantes.

O segundo ensaio foi plantado em 18-3-92, utilizando-se os onze tratamentos indicados no Quadro 1 e o mesmo método do primeiro ensaio. A avaliação foi realizada aos 60 dias após a inoculação, determinando-se os parâmetros: IMO, ovos por grama de raiz e FR, em todas as repetições (plantas), cujo número variou de seis a 24 (Quadro 1), sendo maior nas gerações segregantes.

Para análise estatística, adotou-se o esquema inteiramente casualizado (Gomes, 1990), utilizando para IMO a transformação e, para ovos por grama de raiz e FR, log (X + 1,5).

Para as populações segregantes F₂ e RC₂, estudou-se a distribuição de freqüência para testes da hipótese de segregação monofatorial, utilizando-se o teste de c².

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

As médias das populações estudadas nos experimentos 1 e 2 diferiram significativamente (P < 0,05) para todos os caracteres, com exceção do FR no Experimento 1 (Quadro 1). Entre experimentos, valores maiores foram observados no 2 para ovos por grama de raiz e FR, indicando que as condições ambientes nessa época foram mais favoráveis ao desenvolvimento do nematóide, que apresentou média de 1.932 ovos/grama, correspondendo a 4,36 vezes a média do Experimento 1.

As médias observadas para o tomate, de 28.580 e 195.559 ovos por grama, respectivamente, nos Experimentos 1 e 2, mostram que o inóculo, em ambos os casos, era viável.

Os cruzamentos recíprocos não diferiram significativamente entre si para o número de ovos por grama de raiz e FR. O mesmo ocorreu para as médias entre as suas populações F₂ e retrocruzamentos, indicando efeito maternal não significativo.

As linhagens paternais diferiram significativamente entre si em todos os caracteres avaliados, exceto para FR no Experimento 1. Esses resultados confirmam que as linhagens IAC Ip 365-4-1 (P₁) e IAC Ip 48-5-3 (P₂) diferem geneticamente quanto à resistência a M. javanica, podendo ser consideradas, respectivamente, como resistente e suscetível, concordando com dados apresentados por Lordello et al. (1989).

Os valores do coeficiente de variação dos experimentos, obtidos de dados transformados para todos os caracteres avaliados, foram altos, semelhantes aos de outros trabalhos com nematóides (Lordello et al. 1989, 1994).

Nos Quadros 2 e 3, agruparam-se os dados dos cruzamentos recíprocos, uma vez que não se observou diferença significativa entre eles. Na distribuição de freqüência, as classes resistentes e suscetíveis são bem distintas. Em todos os casos, as médias das gerações F₁ e RC₁ situaram-se numa posição intermediária, mas muito próxima à média do pai resistente, mostrando que a resistência a M. javanica é, principalmente, de ação gênica com dominância completa. Os desvios observados podem ser de natureza ambiental ou genética, devido ao efeito de polígenes de efeito aditivo. Consideraram-se resistentes as plantas das gerações P₁, F₁ e RC₁, correspondendo, na distribuição de freqüência às classes de 1 a 3 e 1 a 4 para índice de massa de ovos (IMO), respectivamente, para o Experimento 1 e 2; classes de 1 e 2 para ovos por grama de raiz, com limites de 0 a 400 ovos no primeiro ensaio e de 0 a 1.200 ovos por grama de raiz no segundo; e classes de 1 a 2 e 1 a 3, para FR com limites de 0 a 2 e 0 a 3, nos ensaios 1 e 2 respectivamente. Como suscetíveis, consideraram-se as plantas da linhagem IAC Ip 48-5-3 (P₂), que se situaram nas classes 4 a 6 e 5 a 6 para IMO, respectivamente, para os Experimentos 1 e 2; classe 6, para ovos por grama de raiz em ambos, e classes 3 a 6 e 5 a 6 para FR, respectivamente, para os Experimentos 1 e 2. Na geração RC₂, ocorreu, no primeiro, uma classe intermediária para ovos por grama de raiz com apenas uma planta.

A avaliação por índice de massa de ovos é mais prática que a contagem do número de ovos, podendo esse parâmetro ser utilizado na discriminação inicial de material resistente. O valor de r observado foi de 0,55 e 0,72 (ambas com P < 0,001), respectivamente, nos Experimentos 1 e 2, indicando que os índices de massa de ovos estão correlacionados com o número de ovos por grama de raiz, mas devem ser usados com ressalva, pois o valor de r não é muito alto.

A distribuição de freqüência da população F₂ , nos Quadros 2 e 3, mostra que os dados são típicos de herança monogênica com dominância (Allard, 1971), à exceção do IMO para o Experimento 1.

Os resultados das análises da distribuição de freqüência das gerações segregantes F₂ e RC₂ pelo teste de c² (Quadros 4 e 5), se ajustam à hipótese de a resistência a M. javanica ser devida a um gene dominante, com exceção dos dados de IMO do Experimento 1. O índice de massa de ovos não é adequado para estudo da herança da resistência, sendo mais confiáveis os parâmetros numéricos, como ovos por grama de raiz e fator de reprodução, que indicam aceitação da hipótese de um gene dominante.

A variação contínua encontrada no grau de resistência a M. javanica em variedades, híbridos e linhagens de milho, conforme Lordello et al. (1989) e Windham & Williams (1988), se deve à ação de polígenes ou efeito muito grande do ambiente no caráter. Isso é evidenciado pela ocorrência de uma planta na classe intermediária em RC₂ para ovos por grama de raiz no Experimento 1 e também pelo comportamento das médias do F₁ e do RC₁.

4. CONCLUSÃO

A resistência da linhagem Ip 365-4-1 a M. javanica foi devida a um gene principal dominante associada a um pequeno efeito de polígenes.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ALLARD, R.W. Princípios do melhoramento genético das plantas. São Paulo, Edgard Blucher, 1971. 381p.

BONETTI, J.I. & FERRAZ, S. Modificações no método Hussey & Barker para extração de ovos de Meloidogyne exigua, em raízes de cafeeiro. Fitopatologia Brasileira, Brasília, 6:533, 1981.

BRITO, J.A. & ANTONIO, H. Resistência de genótipos de milho a Meloidogyne javanica. Nematologia Brasileira, Piracicaba, 13:129-137, 1989.

CRUZ, C. D. & REGAZZI, A. J. Modelos biométricos aplicados ao melhoramento genético. Viçosa, UFV, 1994. 390p.

GOMES, F.P. Curso de estatística experimental. 13.ed. Piracicaba, Nobel, 1990. 468p.

HUSSEY, R.S. & BARKER, K.R. A comparison of methods of collecting inocula of Meloidogyne spp. including a new technique. Plant Disease Reporter, St. Paul, 57(2):1025- 1028, 1973.

LORDELLO, A. I. L.; LORDELLO, R. R. A. & SAWAZAKI, E. Resistência de milho a Meloidogyne javanica. Nematologia Brasileira, Piracicaba, 13:71-79, 1989.

LORDELLO, A.I.L.; LORDELLO, R.R.A. & SAWAZAKI, E. Avaliação da resistência de milho a Meloidogyne incognita e a M. arenaria. Nematologia Brasileira, Piracicaba, 18:93-105, 1994.

LORDELLO, R.R.A.; LORDELLO, A.I.L.; SAWAZAKI, E. & TREVISAN, W.L. Nematóide das galhas danifica lavoura de milho em Goiás. Nematologia Brasileira, Piracicaba, 10:145-149, 1986.

TAYLOR, A.L. & SASSER, J.N. Biology, identification and control of root-knot nematodes (Meloidogyne species). Raleigh, NCSU & USAID, 1978. 111p.

WILLIAMS, W. P. & WINDHAM, G. L. Resistance of maize to Meloidogyne arenaria and Meloidogyne javanica. Theoretical and Applied Genetics, Berlin, 80:810-812, 1990.

WINDHAM, G. L. & WILLIAMS, W. P. Reproduction of Meloidogyne javanica on corn hybrid and inbreeds. The Society of Nematologists. Annals of Applied Nematology, Lake Alfred, 2:25-28, 1988.

⁽²⁾ Centro de Plantas Graníferas, Instituto Agronômico (IAC), Caixa Postal 28, 13020-902 Campinas (SP).

⁽³⁾ Centro de Fitossanidade, EMBRAPA/IAC.

⁽⁴⁾ Centro de Fitossanidade, IAC. E-mail: [e-mail]

⁽⁵⁾ Com bolsa de produtividade em pesquisa do CNPq.

• ALLARD, R.W. Princípios do melhoramento genético das plantas Săo Paulo, Edgard Blucher, 1971. 381p.
• BONETTI, J.I. & FERRAZ, S. Modificaçőes no método Hussey & Barker para extraçăo de ovos de Meloidogyne exigua, em raízes de cafeeiro. Fitopatologia Brasileira, Brasília, 6:533, 1981.
• BRITO, J.A. & ANTONIO, H. Resistęncia de genótipos de milho a Meloidogyne javanica. Nematologia Brasileira, Piracicaba, 13:129-137, 1989.
• CRUZ, C. D. & REGAZZI, A. J. Modelos biométricos aplicados ao melhoramento genético Viçosa, UFV, 1994. 390p.
• GOMES, F.P. Curso de estatística experimental 13.ed. Piracicaba, Nobel, 1990. 468p.
• HUSSEY, R.S. & BARKER, K.R. A comparison of methods of collecting inocula of Meloidogyne spp. including a new technique. Plant Disease Reporter, St. Paul, 57(2):1025- 1028, 1973.
• LORDELLO, A. I. L.; LORDELLO, R. R. A. & SAWAZAKI, E. Resistęncia de milho a Meloidogyne javanica Nematologia Brasileira, Piracicaba, 13:71-79, 1989.
• LORDELLO, A.I.L.; LORDELLO, R.R.A. & SAWAZAKI, E. Avaliaçăo da resistęncia de milho a Meloidogyne incognita e a M. arenaria Nematologia Brasileira, Piracicaba, 18:93-105, 1994.
• LORDELLO, R.R.A.; LORDELLO, A.I.L.; SAWAZAKI, E. & TREVISAN, W.L. Nematóide das galhas danifica lavoura de milho em Goiás. Nematologia Brasileira, Piracicaba, 10:145-149, 1986.
• WILLIAMS, W. P. & WINDHAM, G. L. Resistance of maize to Meloidogyne arenaria and Meloidogyne javanica Theoretical and Applied Genetics, Berlin, 80:810-812, 1990.
• WINDHAM, G. L. & WILLIAMS, W. P. Reproduction of Meloidogyne javanica on corn hybrid and inbreeds. The Society of Nematologists. Annals of Applied Nematology, Lake Alfred, 2:25-28, 1988.

⁽¹⁾

Apresentado no XVI Congresso Paulista de Fitopatologia, 16 a 18-2-93, Campinas. Recebido para publicação em 29 de outubro de 1997 e aceito em 20 de agosto de 1998.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  27 Maio 1999
• Data do Fascículo
  1998

Histórico

• Aceito
  20 Ago 1998
• Recebido
  29 Out 1997