Técnicas sorológicas e moleculares na avaliação genética e fitossanitária de mudas e matrizes de videira

Abstract

A videira é a frutífera perene de maior importância econômica a nível mundial. Apesar de não figurar entre os maiores produtores mundiais, o Brasil vem apresentando um crescente desenvolvimento no setor, e a área de produção tem aumentado acentuadamente com a renovação dos vinhedos e novos plantios. Para a implantação e renovação dos vinhedos, os viticultores brasileiros têm enfrentado sérios problemas relacionados à falta de mudas com qualidade genética e fitossanitária testadas por empresas nacionais especializadas. Assim, a inexistência de um sistema público ou privado de certificação de mudas, com a finalidade de impedir a difusão de material propagativo de qualidade genética e fitossanitária duvidosas, dificulta o desenvolvimento da viticultura nacional. Os objetivos desse trabalho foram (I) a identificação genética ( DNA fingerprinting ) e estudo da diversidade genética de variedades copa e de porta-enxerto de videira cultivados no estado de Minas Gerais, utilizando marcadores moleculares do tipo SSR, para dar suporte ao programa de certificação genética de mudas de videira da EPAMIG; e (II) identificar e mapear a ocorrência de viroses na coleção de plantas matrizes de videira do Núcleo Tecnológico EPAMIG Uva e Vinho, que são utilizadas para produção de mudas enxertadas e analisar a evolução da carga viral de plantas infectadas ao longo do ciclo produtivo das plantas. Os sete marcadores microssatélites utilizados permitiram a diferenciação de 26 genótipos entre as 27 variedades estudadas. Foram identificados 101 alelos com uma média de 14,43 alelos por locus, confirmando a eficiência dos marcadores para a detecção de polimorfismos genéticos. A heterozigosidade esperada variou de 0,832 a 0,9205, com média 0,8873, enquanto a heterozigosidade observada variou de 0,7692 a 1,000, com média 0,8943. O excesso de heterozigotos se explica pelo fato da seleção de indivíduos superiores para qualidade e produtividade em videira ter sido realizada precocemente durante o processo de melhoramento da cultura e perpetuado pela multiplicação vegetativa. Além disso, a videira é sensível à depressão endogâmica sendo as melhores performances obtidas com indivíduos heterozigotos. Os loci que apresentaram os maiores valores de conteúdo de informação polimórfica (PIC) foram VVS2 (0,92), VVMD27 (0,918) e VrZAG62 (0,918). Já os que apresentaram os menores valores foram o VVMD25 (0,832) e o VrZAG79 (0,845). Considerando os 7 loci analisados, a probabilidade de identidade atingiu um valor relativamente baixo (1,27 x 10-12), demonstrando uma grande eficiência dos loci utilizados para a diferenciação das variedades. A análise agrupou corretamente a maioria das variedades de acordo com o pedigree. Na análise das coordenadas principais, o grupo formado pelas 4 variedades copa americanas apresentou o maior nível de estruturação. Apesar de não ter ocorrido uma clara estruturação em relação aos grupos das viníferas e dos porta-enxertos, foi possível notar uma tendência de agrupamento das variedades pertencentes ao mesmo grupo. Em relação ao estudo das viroses, foram analisadas plantas matrizes de seis variedades copa, ( Syrah , Chardonnay , Cabernet Sauvignon , Merlot , Bordô e Niágara Rosada ), quatro variedades de porta-enxertos ( Traviú , 1103 Paulsen , I AC 572 e IAC 766 ) e 9 combinações de mudas enxertadas produzidas a partir das plantas matrizes. Foram também analisados 12 clones da variedade Bordô pertencentes a um programa de seleção clonal desenvolvido na EPAMIG. As plantas foram testadas para os seguintes vírus: GLRaV-1, GLRaV-2, GLRaV-3, GLRaV-6, GVA, GFkV e GFLV. Os clones Bordô apresentaram uma alta taxa de infecção pelo GLRaV-2, que foi detectado em 91,66 % das amostras avaliadas. O GLRaV-1 foi detectado nos clones 3 e 17 e o GLRaV-3 nos clones 3 e 7. Analisando plantas matrizes e as mudas produzidas a partir delas, apenas o GLRaV-3 foi detectado, estando presente nas matrizes de Niágara Rosada, nos portaenxertos IAC 572 e IAC 766, e nas mudas Niágara Rosada/IAC 766 e Niágara Rosada/IAC 572. A análise da variação da carga viral ao longo do ciclo vegetativo evidenciou um aumento da concentração de partículas virais ao longo do ciclo vegetativo da videira para os 3 vírus analisados (GLRaV-1, GLRaV-2 e GLRaV-3).

The grapevine is a perennial fruit of greater economic importance worldwide. Although not among the world's largest producer, Brazil has been showing a growing development in the industry, and production area has increased markedly with the renovation of the vineyards and new plantings. For the deployment and renewal of vineyards wine growers in Brazil have faced serious problems related to lack of plantlets with the genetic and phytossanitari quality tested by national especialisaded companies. Thus, the lack of a private or official certification program of plants, in order to prevent the spread of propagation material of dubious genetic and sanitary quality, has hindered the development of the national viticulture. The aim of this work was (I) the genetic caracterization (DNA fingerprinting) and the analysis of the genetic diversity of 27 grape varieties cultivated in Minas Gerais, Brazil, using SSR molecular markers; and (II) to identify and map the occurrence of viruses in the grapevine Core collection of EPAMIG Grape and Wine, which are used for production of grafted plants, and analyzing the evolution of viral titer of infected plants along the grape phenological cycle by means of DASELISA serological method. Among the 27 cultivars analyzed, 26 different SSR profiles were detected. In this work were identified 101 alleles in 7 loci analyzed with average of 14.43 alleles per locus, confirming the high power of these markers for genetic polymorphism detection. The expected heterozigosity ranged from 0.832 to 0.9205 with average 0.8873 while the observed heterozigosity ranged from 0.7692 to 1.000 with average of 0.8943. The high number of heterozygous individuals might be due the breeding selection followed by genotype maintenance through vegetative propagation. Grapes are known to be very sensitive to inbreeding depression and the higher performance is mainly observed in heterozygous individuals. The loci with highest polymorphisms content (PIC) were VVS2 (0.92), VVMD27 (0.918) and VrZAG62 (0.918) while the loci with lowest values of PIC were VVMD25 (0.832) and VrZAG79 (0.845). Considering the 7 loci analyzed the PI accumulation was very low (1.27 x 10-12) indicating the high efficiency of these loci for grapevine genotypes differentiation. The dendrogram showed four main groups and they were in agreement with the genetic similarity (pedigree) of these varieties. In the principal coordinate analysis, the group formed for 4 Americans varieties showed the highest level of genetic structuration. Despite no clear division was observed between vinifers and rootstocks groups during the structuration, the results indicates a tendency of clustering among the varieties belonging to the same group. Regarding the study of viruses plants of six canopy varieties ('Syrah', 'Chardonnay', 'Cabernet Sauvignon', 'Merlot', 'Bordo' and 'Niagara Rosada'), four rootstock varieties ('Traviú', '1103 Paulsen, 'I'AC 572' and 'IAC 766') and nine combinations of seedlings produced from grafted plants. Twelve 'Bordo' clones belonging to a clonal selection breeding program based of EPAMIG were also analyzed. The plants were tested for the following viruses: GLRaV-1, GLRaV-2, GLRaV-3, GLRaV-6, GVA, GFkV and GFLV. Bordo clones had a high rate of infection with GLRaV-2, which was detected in 91.66% of samples. The GLRaV-1 were detected in two clones (3 and 17), whereas the GLRaV-3 were also detected in two clones (3 and 07). Analyzing mother plants and seedlings produced from them, from a set of 7 seven virus studied, only GLRaV-3 was detected, being present in Niagara Rosada mother plants and in two rootstocks ( IAC 572 and IAC 766 ). The variation in viral titer along the phenological cycle showed an increase in the concentration of viral particles of the three viruses analyzed (GLRaV-1, GLRaV-2, and GLRaV-3).