Análise genética da resistência a Fusarium oxysporum f. sp. lactucae raça 1 em alface : aplicação de marcadores do tipo RGA e de SNPs derivados de genotyping-by-sequencing

Abstract

A alface (Lactuca sativa L.) é uma das hortaliças mais importantes no Brasil e no mundo. A murcha de fusário (causada por distintas raças do fungo Fusarium oxysporum f. sp. lactucae – FOLAC) é uma das principais doenças de da alface em regiões tropicais e subtropicais. Devido à dificuldade de implementação de estratégias eficazes de controle químico e cultural, o uso de cultivares com resistência genética é o método mais prático de manejo da doença. Fontes estáveis de resistência à raça FOLAC 1 foram encontradas, mas a base genética dessa característica ainda se encontra mal caracterizada. A integração da seleção assistida por marcadores (SAM) em programas de melhoramento convencional irá acelerar o desenvolvimento e lançamento de cultivares de alface com resistência genética a esse patógeno. O presente estudo teve como objetivos: elucidar os fatores genéticos associados à resistência a murcha de fusário (Capítulo 2) e idenficar marcadores moleculares potencialmente ligados aos fatores de resistência a isolados de FOLAC raça 1 identificados na cultivar ‘Vanda’ (Capítulo 3). O estudo da herança genética da resistência a FOLAC raça 1 foi conduzido com populações segregantes (F2 e F3) obtidas do cruzamento entre um parental suscetível ‘Gizele’ e ‘Vanda’. Populações foram inoculadas com uma suspensão de esporos do patógeno (3 x 106 microconídios/mL) por meio de corte e imersão de raízes e avaliadas quanto à resistência por meio de escala de notas. O DNA genômico das plantas resistentes e suscetíveis foi extraído e usado como molde em diferentes sistemas de marcadores (RAPD, SCAR, DR analogs, SRR e CAPS), visando identificar polimorfismos ligados a essa característica. Com relação à resistência a FOLAC raça 1, os estudos indicaram um controle genético relativamente simples na cultivar ‘Vanda’, com os resultados de segregação indicando um locus monogênico com uma provável combinação de efeitos de dosagem e penetrância incompleta. No entanto, os diferentes sistemas de marcadores moleculares utilizados nessa primeira etapa do trabalho não permitiram encontrar polimorfismos com estreita ligação com o(s) fator(es) de resistência. Desta forma, uma nova etapa do trabalho foi conduzida visando identificar por meio do método genotyping-by-sequencing (GBS) marcadores moleculares ligados a resistência (Capítulo 4). O GBS foi explorado na identificação de SNPs (single nucleotide polymorphisms) empregando DNA extraído dos dois parentais e de um conjunto de 82 indivíduos da população F2 derivados do cruzamento entre ‘Vanda’ x ‘Gizele’. Cada indivíduo foi genotipado utilizando o Illumina Hiseq 3000, que produziu 4,5 milhões de reads por amostra. Um total de 10.017 SNPs foi identificado entre os parentais. Estes SNPs foram avaliados para ligação com o fenótipo de resistência nos 82 indivíduos F2. Os dados genotípicos foram condensados em 1.484 scaffolds ou supercontigs. Um subconjunto de 417 scaffolds contendo polimorfismos foi selecionado para a construção de um mapa de ligação após filtragem baseada em missing data (< 20%), teste de qui-quadrado (3:1 p>0,05) e número de SNPs por scaffold. O mapa foi composto por 17 grupos de ligação, com um comprimento total de 1.132,984 cM. A análise de QTL (quantitative trait loci) para resistência a FOLAC raça 1 foi realizada no mapa de ligação com os conjuntos de dados de severidade da doença obtido nas populações F2 e F3. Dois QTLs de efeito maior foram identificados no cromossomo 9, explicando 30 a 40% da variação fenotípica observada na população F3 e F2, respectivamente. Um QTL de efeito menor foi detectado no cromossomo 4, explicando 0,06% da variação fenotípica na população F3. Desta forma, o presente estudo estabelece a porção mediana do cromossomo 9 como sendo a localização física do principal locus de resistência para FOLAC raça 1 presente na cultivar ‘Vanda’. Portanto, os marcadores moleculares localizados na proximidade desta região genômica são candidatos para o desenvolvimento de ferramentas de SAM em programas de melhoramento genético visando incorporar essa característica em linhagens elite de alface.