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Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.unb.br/handle/10482/39134
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Title: Diversidade de Meloidogyne spp., caraterização de nova espécie na cultura do arroz e seleção de fontes de resistência múltipla em Oryza spp.
Authors: Leite, Raycenne Rosa
metadata.dc.contributor.email: cennerosa@gmail.com
Orientador(es):: Cares, Juvenil Enrique
Coorientador(es):: Carneiro, Regina Maria Dechechi Gomes
Assunto:: Arroz
Diversidade genética
Histopatologia
Nematoide das galhas
Resistência genética
Taxonomia
Issue Date: 7-Jul-2020
Citation: LEITE, Raycenne Rosa. Diversidade de Meloidogyne spp., caraterização de nova espécie na cultura do arroz e seleção de fontes de resistência múltipla em Oryza spp. 2020. 201 f., il. Tese (Doutorado em Fitopatologia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.
Abstract: O arroz (Oryza sativa L.) é o segundo cereal mais cultivado no mundo. O Brasil desponta como principal produtor dentre os países ocidentais, ocupando a nona posição no ranking mundial. Um complexo de espécies de nematoides das galhas (NG) foi detectado na região sul do Brasil causando danos ao cultivo de arroz irrigado. Dentre as espécies encontradas, além de Meloidogyne graminicola e M. javanica, outras quatro espécies com perfis de esterase atípicos foram detectadas. A primeira (Est O1) foi identificada recentemente como M. oryzae através de taxonomia integrativa. A correta identificação e caracterização dos NG é imprescindível para o manejo adequado em áreas orizícolas. As espécies de Meloidogyne desse grupo que parasitam o arroz são de difícil identificação, principalmente por características morfológicas e morfométricas que são muito próximas. Até o momento, o uso de cultivares resistentes ainda é um dos métodos de manejo mais eficientes para os NG, mas, infelizmente, fontes de resistência em O. sativa são escassas, variando apenas em suscetibilidade. Neste estudo relatou-se pela primeira vez no Brasil, a presença de M. ottersoni infectando arroz irrigado no Rio Grande do Sul e Santa Catarina. Essa espécie apresentou perfil de esterase sem bandas (Est Ot0). Estudos morfológicos mostraram características típicas dessa espécie como a configuração da região perineal das fêmeas, muito diferente das espécies do ‘grupo graminis’ e tamanho dos estiletes de fêmeas e machos, menores que as demais espécies desse grupo. Também foram realizados estudos citogenéticos que confirmaram o número de cromossomos já descrito para M. ottersoni (n=18), assim como o parasitismo no hospedeiro tipo Phalaris arundinacea L. Nas análises filogenéticas as populações de M. ottersoni se agruparam com 99-100% de bootstrap (sequências ITS, D2D3 e COXII-16S do rRNA). Para estudos de resistência, quatro espécies selvagens de Oryza e duas cultivadas (O. sativa e O. glaberrima) foram testadas em casa-de-vegetação para M. oryzae, M. ottersoni e duas variantes de M. graminicola, avaliados quanto a patogenicidade. Quanto a variabilidade genética (marcadores RAPD e AFLP) dessas espécies foi observada baixa taxa de polimorfismo para M. oryzae (17%) e uma alta taxa de polimorfismo para M. ottersoni (41%) e M. graminicola (83%). Das seis espécies de arroz avaliadas, O. glumaepatula mostrou-se altamente resistente ou resistente a todas as espécies de Meloidogyne testadas, podendo ser considerada uma fonte de resistência múltipla. As espécies O. grandiglumis, O. glaberima e O. alta, em geral, apresentaram bom grau de resistência a todas as espécies de NG testadas. Já a espécie alógama O. longistaminata apresentou variação quanto a resistência às diferentes espécies de Meloidogyne. Estudos de histopatologia foram conduzidos com M. graminicola em O. sativa (suscetível) e O. glumaepatula (resistente), para elucidar os mecanismos de resistência apresentados por essa espécie de arroz selvagem. Na espécie suscetível, M. graminicola se desenvolveu normalmente, penetrando em grande quantidade nas raízes e apresentando fêmeas e massas de ovos aos 17 dias após a inoculação (DAI), enquanto na resistente, observaram-se atrasos na penetração, reação de hipersensibilidade (RH) aos 2 DAI, em células ao redor do nematoide e, também, acúmulo de compostos fenólicos dentro de raras fêmeas e nos sítios de alimentação aos 33 DAI, revelando uma resposta química pós-infeccional sobretudo precoce. A espécie O. glumaepatula mostrou múltipla resistência aos NG e alto potencial para uso em programas de melhoramento genético como doadora de genes para O. sativa.
Abstract: Rice (Oryza sativa) is the second most cultivated cereal in the world. Brazil emerges as the main producer among western countries and ranks ninth on the list of rice producers. A root-knot nematodes (RKN) species complex was detected damaging irrigated rice crops in southern Brazil. Among the species found, besides M. graminicola and M. javanica, four other species with atypical esterase profiles were detected. The first species (Est O1) was recently identified as M. oryzae by integrative taxonomy. The correct identification and characterization of root-knot nematodes are crucial for proper management in rice growing areas. Identification of Meloidogyne species, which affect rice, is challenging, mainly due to their close morphological and morphometric characteristics. So far, the use of resistant cultivars is one of the most efficient management methods for RKN, but unfortunately, sources of resistance in Oryza sativa are scarce, only varying in susceptibility. The current study reported for the first time in Brazil the presence of M. ottersoni infecting irrigated rice in the states of Rio Grande do Sul and Santa Catarina. This species presents an esterase profile without bands (Est Ot0). Morphological studies showed typical characteristics of the species such as perineal region of females, very different to the ‘graminis group’ species and stylet size of females and males, smaller than the others in the group. Also, cytogenetic studies were performed that confirmed the chromosomes number described to M. ottersoni (18), as well as parasitism in the host type (Phalaris arundinacea L.). In phylogenetic analysis, the populations of M. ottersoni clustered with 99-100% bootstrap (ITS, D2D3 and COXII-16S of rRNA sequences). For resistance studies, four wild species of Oryza and two cultivated species (O. sativa and O. glaberrima) were evaluated in greenhouse for M. oryzae, M. ottersoni, and two variants of M. graminicola, which were evaluated for pathogenicity. Regarding the genetic variability (RAPD and AFLP markers) of these species, a low polymorphism rate was observed for M. oryzae (17%) and a high polymorphism rate observed Rice (Oryza sativa) is the second most cultivated cereal in the world. Brazil emerges as the main producer among western countries and ranks ninth on the list of rice producers. A root-knot nematodes (RKN) species complex was detected damaging irrigated rice crops in southern Brazil. Among the species found, besides M. graminicola and M. javanica, four other species with atypical esterase profiles were detected. The first species (Est O1) was recently identified as M. oryzae by integrative taxonomy. The correct identification and characterization of root-knot nematodes are crucial for proper management in rice growing areas. Identification of Meloidogyne species, which affect rice, is challenging, mainly due to their close morphological and morphometric characteristics. So far, the use of resistant cultivars is one of the most efficient management methods for RKN, but unfortunately, sources of resistance in Oryza sativa are scarce, only varying in susceptibility. The current study reported for the first time in Brazil the presence of M. ottersoni infecting irrigated rice in the states of Rio Grande do Sul and Santa Catarina. This species presents an esterase profile without bands (Est Ot0). Morphological studies showed typical characteristics of the species such as perineal region of females, very different to the ‘graminis group’ species and stylet size of females and males, smaller than the others in the group. Also, cytogenetic studies were performed that confirmed the chromosomes number described to M. ottersoni (18), as well as parasitism in the host type (Phalaris arundinacea L.). In phylogenetic analysis, the populations of M. ottersoni clustered with 99-100% bootstrap (ITS, D2D3 and COXII-16S of rRNA sequences). For resistance studies, four wild species of Oryza and two cultivated species (O. sativa and O. glaberrima) were evaluated in greenhouse for M. oryzae, M. ottersoni, and two variants of M. graminicola, which were evaluated for pathogenicity. Regarding the genetic variability (RAPD and AFLP markers) of these species, a low polymorphism rate was observed for M. oryzae (17%) and a high polymorphism rate observed to M. ottersonii (41%) and M. graminicola (83%). Among six rice species evaluated, O. glumaepatula showed high resistance or resistance to all Meloidogyne species tested, can be considered a multiple source of resistance. Oryza grandiglumis, O. glaberrima and O. alta, generally, showed good resistance rate to all RKN species tested. The allogama species O. longistaminata, showed variation in resistance to the different species of Meloidogyne. Histopathology studies were conducted with M. graminicola in O. sativa (susceptible) and O. glumaepatula (resistant), to elucidate the resistance mechanisms by this wild species. In the susceptible species, M. graminicola developed normally, penetrating in high quantity inside the roots and presenting females and egg masses, at 17 days after inoculation (DAI), whereas in the resistant species there was a delay in penetration, hypersensitivity reaction (HR) at 2 DAI in cells around the nematode, and also accumulation of phenolic compounds inside rare female and the feeding site at 33 DAI, revealing an early post-infection chemical response. Oryza glumaepatula showed multiple resistance to RKN and a high potential for use in breeding programs as a gene donor for O. sativa.
Description: Tese (doutorado)—Univesidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, 2020.
Licença:: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Agência financiadora: CAPES
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