Avaliação de danos causados por duas estirpes do Soybean mosaic virus em duas cultivares de soja

Evaluation of losses caused by two strains of Soybean mosaic virus in two soybean cultivars

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Avaliação de danos causados por duas estirpes do Soybean mosaic virus em duas cultivares de soja^*

Evaluation of losses caused by two strains of Soybean mosaic virus in two soybean cultivars

Marcia F. SilvaI^**; Álvaro M. R. Almeida^II; Carlos A. A. Arias^II

^IDepartamento de Biologia Geral, Universidade Estadual de Londrina, Campus Universitário, CEP 86051-990, Londrina, PR, fax: [phone]; ^IIEmbrapa Soja, Cx. Postal 231, CEP 86001-970, Londrina, PR, fax: [phone], e-mail: [e-mail]

RESUMO

Este estudo objetivou determinar os efeitos, em duas cultivares de soja (Glycine max), causados por duas estirpes do Soybean mosaic virus (SMV) e da idade das plantas na inoculação em relação a parâmetros ligados ao rendimento. Dois experimentos foram conduzidos em casa de vegetação, nos quais as cultivares BRS 183 e UFV-16 Capinópolis foram inoculadas, mecânica e isoladamente, com as estirpes G1 e G5 do SMV, em três diferentes idades após a emergência. Os experimentos foram instalados segundo um delineamento inteiramente casualizado com cinco repetições. Foram avaliados diferentes características relacionadas à produção e qualidade de grãos e constatou-se que: (i) as duas estirpes causam danos sobre diferentes características ligadas ao rendimento e manchas nas sementes; (ii) a estirpe G1 é mais severa que a estirpe G5; (iii) a idade da planta na inoculação do SMV afeta o nível de danos; (iv) a porcentagem de sementes manchadas e o grau de mancha ocorrem com diferentes intensidades de acordo com o ambiente, cultivar, estirpe e idade da planta na inoculação. As características em cada combinação de peso de matéria seca e peso de grãos, peso de raiz e volume de raiz, porcentagem de sementes manchadas e grau de manchas, apresentaram correlações significativas nas duas cultivares, permitindo que se faça opção por apenas uma característica de cada combinação, para avaliar as perdas em plantas infetadas.

Palavras-chave adicionais: SMV, Glycine max, rendimento, mancha.

ABSTRACT

The objective of this study was to determine the effects on the yield of two soybean cultivars caused by two strains of Soybean mosaic virus (SMV) and of the age of plants at the moment of inoculation. Two experiments were conducted in a greenhouse. Plants of the cultivars BRS 183 and UFV-16 Capinópolis were mechanically inoculated with strains G1 or G5, at three different ages. The experiments were conducted in a completely randomized design, with five replications. Differents characteristics related to yield and seed quality were evaluated. The conclusions were: (i) the two SMV strains cause significant losses in soybean yield and seed quality; (ii) the SMV G1 strain causes more losses than the G5 strain; (iii) plant age at inoculation affects the level of losses; (iv) the percentage of mottled seeds and the level of mottle in seeds were affected by the environment, cultivar, virus strain and age of plants at the moment of inoculation. The characteristics of each combination, plant dry weight and seed weight, root weight and volume, percentage of mottle seeds and level of mottling, showed a significant correlation in both cultivars, thus allowing the use of one characteristic from each pair to evaluate losses.

INTRODUÇÃO

O Brasil é o segundo maior produtor mundial de soja [Glycine max (L.) Merrill] e tem nessa cultura seu principal produto agrícola de exportação. A média nacional de produtividade na safra 2000/2001 foi de 2.637 kg/ha (Indicadores da Agropecuária, 2000/2001). Os fatores limitantes à produção podem ser abióticos e/ou bióticos, envolvendo desde condições edafoclimáticas desfavoráveis até a ocorrência de doenças.

Dentre os vírus que afetam a cultura da soja, o mais prejudicial tem sido o Soybean mosaic virus (SMV), da família Potyviridae, gênero Potyvirus, distribuído em todas as regiões do mundo onde se cultiva a soja e facilmente transmitido por sementes de plantas infetadas e por várias espécies de afídeos (Almeida & Miranda, 1979; Lima Neto & Costa, 1979).

Os prejuízos causados pelo SMV são devidos, principalmente, à redução no rendimento e manchas no tegumento da semente. Ross (1968) constatou perdas de até 25% no rendimento da soja. No Brasil, altos níveis de incidência do vírus no campo causaram perdas de 20 a 70% na produção (Almeida & Silveira, 1983). Em 1994, 64% das cultivares de soja cultivadas por produtores brasileiros eram suscetíveis ao SMV (Almeida et al., 1994). Estudos sobre o nível de perdas causadas por doenças são importantes no estabelecimento de medidas de controle, especialmente usando resistência genética.

Para o controle dessa virose empregam-se cultivares com resistência genética (Kiihl & Hartwig, 1979). No entanto, a variabilidade genética do vírus tem provocado a quebra de resistência em diversos genótipos e, por esta razão, cultivares com excelentes qualidades agronômicas têm sido infetadas por novas estirpes do SMV. Em 1995, a cultivar FT-10 teve sua resistência quebrada por uma estirpe do vírus, classificada como G5, sendo o primeiro relato desta estirpe no país (Almeida et al, 1995). A constatação dessa estirpe e o interesse pela avaliação de danos causados à cultura da soja pela estirpe G5 e pela estirpe G1, que comumente infeta a soja, motivaram o presente trabalho, o qual objetivou determinar os efeitos dessas estirpes do SMV sobre características agronômicas relacionadas ao rendimento de cultivares de soja.

MATERIAIS E MÉTODOS

Os trabalhos foram conduzidos em casa de vegetação, na Embrapa Soja, Londrina, PR. Para cada uma das cultivares BRS 183 e UFV-16 Capinópolis, ambas suscetíveis às estirpes testadas do vírus, foram realizados dois experimentos: o primeiro instalado em novembro de 2000 e o segundo, em janeiro de 2001. Os dois experimentos foram realizados em casa de vegetação com condições controladas.

As sementes das cultivares foram distribuídas em vasos com aproximadamente 3 kg de solo esterilizado. As estirpes G1 ou G5 do SMV foram inoculadas nas plantas aos 17, 30 e 40 dias após a semeadura (primeiro experimento) e aos 14, 25 e 38 dias (segundo experimento). Plantas não inoculadas com vírus foram consideradas plantas controle. Os tratamentos foram distribuídos em delineamento inteiramente casualizado, 12 tratamentos com cinco repetições. Cada repetição foi constituída por um vaso com três plantas.

As estirpes G1 e G5 do vírus utilizadas no estudo foram mantidas nas cultivares Santa Rosa e FT-10, respectivamente. O inóculo foi preparado a partir de folhas frescas com sintomas de mosaico. As folhas foram maceradas em tampão fosfato de sódio 0,01M, pH 7,0 e as inoculações, precedidas com o pó de carvão moído, utilizado como abrasivo, espalhado sobre a superfície das folhas primárias das plantas de soja.

Para cada planta foram avaliadas as características: número de grãos, peso de grãos (g), número de vagens, grãos por vagem, peso da parte aérea seca (g), porcentagem de sementes manchadas e grau de mancha das sementes. O peso de raízes secas (g) e volume de raiz (ml) foram avaliados somente no primeiro experimento. Para a análise do grau de mancha foi necessário classificar as sementes em cinco classes, de acordo com a porcentagem de mancha no tegumento: 1 – sementes sem manchas; 2 – de 1% a 25% do tegumento manchado; 3 – de 26% a 50%; 4 - de 51% a 75%; e 5 – de 76% a 100%. Com essa classificação foi possível obter a média ponderada do grau de mancha para cada planta e, posteriormente, a média do vaso. A média ponderada (MP) foi obtida pela fórmula:

onde (NG), corresponde ao número de grãos em cada categoria.

Para cada cultivar foi realizada a análise de variância individual de cada experimento e, posteriormente, a análise conjunta dos dois experimentos. Para as variáveis peso e volume de raiz foi realizada somente a análise individual, uma vez que os dados só foram obtidos no primeiro experimento. Todos os efeitos foram considerados fixos. A comparação de médias foi feita pelo teste de Duncan ao nível de 5% de probabilidade. Também foram feitos estudos de correlações entre todos as características avaliadas.

RESULTADOS

Os quadrados médios residuais das análises de variância individuais para cada cultivar, nos dois experimentos, foram relativamente próximos para todas as características, permitindo a análise de variância conjunta dos experimentos para cada cultivar (Tabela 1). Nessa análise, em ambas as cultivares, houve efeito significativo da época de semeadura (experimento) para a maioria das características estudadas, com exceção do número de grãos. Da mesma forma, houve significância da estirpe de vírus sobre o peso da parte aérea seca, o percentual de sementes manchadas e o grau de mancha nas duas cultivares e para volume de raiz na cultivar UFV-16. Houve interação estatisticamente significativa entre época de semeadura e estirpe de vírus para o número de grãos, percentagem de sementes manchadas e grau de mancha na cultivar UFV-16 e para percentagem de sementes manchadas e grau de manchas em BRS 183. A idade da planta na inoculação influenciou o peso seco de plantas, volume e peso de raiz, em ambas cultivares. No entanto, a relação grãos/vagem foi influenciada somente na cultivar UFV-16 enquanto que o percentual de sementes manchadas e grau de mancha foram observados apenas na cultivar BRS 183. Ainda em BRS 183, o peso e o volume de raiz foram afetados significativamente pela interação entre época de semeadura e idade da planta. Em ambas as cultivares, houve interação tripla significativa entre os fatores testados para as duas características relacionadas a manchas.

Os coeficientes de variação sofreram alterações de acordo com o caráter avaliado e mantiveram magnitudes relativamente próximas para as duas cultivares, na análise conjunta, demonstrando precisão entre as avaliações. Tais coeficientes variaram de 11% para grau de mancha a 27,3% para o peso de raiz na cultivar BRS 183, e de 11% para peso de raiz a 37% para porcentagem de sementes manchadas, na cultivar UFV-16.

Os efeitos causados pelos fatores época de semeadura, estirpe de vírus e idade da planta na inoculação, nas duas cultivares, são evidenciados pela comparação das médias das diferentes variáveis com suas respectivas testemunhas (Tabela 1). Dependendo do caráter, observou-se redução ou aumento estatisticamente significativo em relação à testemunha. A comparação entre as épocas de semeadura mostrou que no experimento instalado em janeiro foram observados maior peso de grãos e menor número de vagens e peso de plantas, para as duas cultivares. A comparação entre estirpes de vírus e testemunhas mostrou que o número de grãos, peso de grãos, número de vagens, grãos/vagem, peso de matéria seca de planta e peso e volume de raiz, para as duas cultivares, apresentaram médias estatisticamente menores que as da testemunha, para uma ou ambas as estirpes de vírus, dependendo da comparação. A porcentagem de sementes manchadas e o grau de mancha diferiram entre as estirpes, nas duas cultivares e foram mais elevados em plantas infetadas com a estirpe G1.

Os resultados obtidos para porcentagem de sementes manchadas e grau de mancha mostraram o comportamento diferencial das cultivares à inoculação das duas estirpes. Além disso, essas características variaram com o ambiente, estirpes de vírus e idade da planta (Figura 1 e Tabela 1). Na cultivar BRS 183, o maior valor para porcentagem de sementes manchadas e grau de mancha foi obtido no segundo experimento com a estirpe G1 inoculada na idade mais tardia. De forma similar, no segundo experimento ,a cultivar UFV-16 inoculada com a estirpe G1 apresentou os maiores valores para as referidas características, para as três idades adotadas na inoculação (Figura 1).

Segundo os efeitos das duas estirpes do SMV sobre o rendimento e a qualidade das cultivares de soja inoculadas em diferentes idades (Tabela 2), a estirpe G1 provocou maiores danos do que a estirpe G5 em todas as idades em que as plantas foram inoculadas, principalmente na idade mais tardia. Nesta fase, no entanto, os danos causados foram menores para as duas estirpes. Para a maioria das características, as plantas das duas cultivares inoculadas até 30 dias após o plantio, apresentaram os maiores níveis de danos. Dependendo da idade da planta na inoculação, o peso de plantas secas foi reduzido de 13 a 31,5%, em plantas de 'BRS 183' com a estirpe G5 e de 32,4 a 44,8%, em plantas inoculadas com a estirpe G1. Perdas superiores a 50% também foram observadas no volume e peso de raiz, tanto para a estirpe G1 como G5. O número de grãos chegou a ser reduzido em até 31%, e o peso de grãos em até 40%, em plantas da cultivar BRS 183 inoculadas com a estirpe G1.

DISCUSSÃO

As variações ocorridas entre o primeiro e o segundo experimento, nas características ligadas ao rendimento foram, provavelmente, devidas às condições de comprimento do dia, temperatura e umidade, que causam diferenças no crescimento e desenvolvimento das plantas. Porém, tais variações não afetaram os efeitos das duas estirpes de vírus nas duas cultivares, exceto para as características relacionadas à formação de sementes manchadas.

Quanto mais cedo ocorreu a infecção menor foi o volume e peso de raiz e o peso seco das plantas, sendo correlacionados os dois primeiros e os dois últimos parâmetros. Segundo Tu et al. (1970), a forte redução na taxa fotossintética e o aumento da respiração observados em plantas infetadas por vírus são fatores inibidores do crescimento da planta. Almeida et al. (1979) verificaram redução no teor de clorofila em cultivares de soja infetadas com estirpes do SMV, resultando em alto coeficiente de correlação negativa entre peso de matéria seca e teor de clorofila.

Em estudos com diferentes cultivares observou-se que o número de vagens, o de sementes por vagem, peso seco de plantas, porcentagem de sementes manchadas e rendimento de grãos são influenciados pela idade da planta quando infetada pelo SMV (Ross, 1970; Lima Neto & Costa, 1979; Almeida & Silveira, 1983). Há trabalhos que relatam que os níveis das alterações causadas pelo SMV dependem da estirpe do vírus, do genótipo utilizado, das condições climáticas e do método de inoculação (Ross, 1970). Além disso, perdas no rendimento devido à infecção do SMV dependem da interação entre o nível de incidência da infecção e da época de infecção em relação aos estágios de desenvolvimento da soja. O rendimento é reduzido somente quando as plantas de soja são infetadas antes ou durante o período de florescimento (Ren et al,1997).

A variação entre cultivares, época de semeadura, estirpe de vírus e idade da planta, para as características relacionadas às manchas no tegumento das sementes, mostra que estas características facilmente sofrem variações. Sabe-se que as manchas variam com o local e época de infecção e que temperaturas de 20 ºC durante o florescimento e, especialmente, antes do desenvolvimento da vagem, aumentam a incidência de sementes manchadas, enquanto temperaturas de 30 ºC reduzem essa incidência (Ross, 1970). As diferenças nas condições ambientais dos dois experimentos, instalados em diferentes épocas, devem ter provocado uma expressão diferencial de manchas nas sementes. Além disso, é importante considerar que as plantas do segundo experimento tiveram o ciclo reduzido em função das condições de fotoperíodo.

A diferença na resposta de cada cultivar pode ser explicada pela divergência genética entre elas. A cultivar BRS 183 foi desenvolvida pela Embrapa Soja para o estado do Paraná e tem ciclo precoce, enquanto que a cultivar UFV-16 Capinópolis foi desenvolvida pela Universidade Federal de Viçosa para o Estado de Minas Gerais, com ciclo um pouco mais longo que o da BRS 183.

Pelos coeficientes de correlação obtidos para cada cultivar, reunindo-se os dados de plantas inoculadas com as duas estirpes, pode-se observar que, nas duas cultivares, houve correlações significativas entre peso seco de planta e peso de grãos (0,78 para BRS 183; 0,81 para UFV-16); peso de raiz e volume de raiz (0,80 para BRS 183; 0,87 para UFV-16); e porcentagem de sementes manchadas e grau de mancha (0,93 reunindo-se os dados das duas cultivares), sugerindo que a avaliação de apenas uma destas características foi suficiente para indicar os danos causados pelas estirpes do vírus.

Com base na análise de dados, pode-se concluir que: (i) as duas estirpes do SMV causam danos significativos no rendimento da soja; (ii) a estirpe G1 causa maiores danos que a estirpe G5; (iii) a idade da planta, quando da inoculação, afeta o nível de dano; (iv) a porcentagem de sementes manchadas e grau de manchas são características muito afetadas pelo ambiente. As características peso de matéria seca e peso de grãos, peso e volume de raiz, porcentagem de sementes manchadas e grau de manchas, apresentaram correlações significativas nas duas cultivares, permitindo que se faça opção por apenas uma das características, para se avaliar as perdas em plantas infetadas pelo vírus.

AGRADECIMENTOS

Os autores expressam seus agradecimentos a Luis C. Benato, Nilson Valentim e Mauro Caetano pelo auxílio na condução dos experimentos, ao Dr Jorge Rezende (ESALQ) pela leitura e sugestões e à CAPES pela bolsa concedida.

Aceito para publicação em 29/09/2003

Autor para correspondência: Álvaro M. R. Almeida

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Parte da Tese de Mestrado do primeiro autor. Univresidade Estadual de Londrina (2002).

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Bolsista da CAPES

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  20 Jan 2004
• Data do Fascículo
  Dez 2003

Histórico

• Aceito
  29 Set 2003