Caracteres auxiliares para a tolerância de abertura de vagens imaturas em genótipos de soja sob deficit hídrico

Abstract

Recentemente, tem-se identificado a ocorrência da abertura de vagens imaturas em alguns genótipos de soja, que acontece quando estas ainda estão imaturas, no estádio de enchimento dos grãos. Sabe-se que esta abertura de vagens imaturas em soja é potencializada pelo deficit hídrico, contudo, mais pesquisas a respeito da característica são necessárias. Desta forma, os objetivos do trabalho foram: avaliar genótipos de soja sob influência do deficit hídrico, quanto à abertura de vagens imaturas, e sua correlação com outros caracteres agronômicos; associar aspectos da composição química e anatomia dos tecidos da vagem de soja quando da ocorrência da sua abertura de forma imatura na presença e ausência de deficit hídrico; e identificar regiões genômicas relacionadas à abertura de vagens imaturas de genótipos de soja submetidos ao deficit hídrico, através de associação genômica ampla (GWAS). Foram conduzidos dois experimentos, utilizando 99 genótipos de soja e dois tratamentos de irrigação, chamados de tratamento controle (com potencial hídrico de -33 kPa) e tratamento estresse (com potencial hídrico de -900 kPa). Nos dois experimentos, houve influência do deficit hídrico na porcentagem de vagens imaturas abertas (PVA) em alguns genótipos de soja avaliados. A PVA apresentou correlações significativas com alguns caracteres agronômicos relacionados às dimensões das vagens e dos grãos e alguns componentes de produtividade. A PVA também apresentou correlações significativas com alguns macros e micronutrientes (B, N, Mn e Mg), lignina e com algumas estruturas da sutura ventral da vagem. Além da influência do genótipo, o deficit hídrico contribui para as alterações estruturais e composição das células na região da sutura ventral e, assim favorecendo a abertura de vagens verdes de soja. No experimento 1, 11 SNPs significativos, relacionados à característica, foram identificados em oito cromossomos diferentes. No experimento 2, apenas um SNP significativo foi identificado. Os principais genes e proteínas relacionados aos marcadores identificados estão ligados às respostas das plantas ao estresse e à atividade da beta-glucosidase. Estes resultados fornecem informações importantes para a seleção de genótipos de soja tolerantes à abertura de vagens imaturas. Palavras-chave: Glycine max. Escassez hídrica. Abertura de vagens verdes. Sutura ventral. GWAS.

Recently, it has been identified the occurrence of the opening of immature pods in some soybean genotypes, which happens when they are still immature, in the grain filling stage. It is known that this opening of immature pods in soybean is potentiated by the water deficit, however, more researches about the characteristic are needed. Thus, the objectives of the work were: to evaluate soybean genotypes under the influence of water deficit, regarding the opening of immature pods, and its correlation with other agronomic characters; associate aspects of the chemical composition and anatomy of the soybean pod tissues when its opening occurs immaturely in the presence and absence of water deficit; and identify genomic regions related to the opening of immature pods of soybean genotypes subjected to water deficit, through genomic wide association (GWAS). Two experiments were conducted, using 99 soybean genotypes and two irrigation treatments, called control treatment (with a water potential of -33 kPa) and stress treatment (with a water potential of -900 kPa). In both experiments, there was an influence of water deficit on the percentage of immature open pods (PVA) in some evaluated soybean genotypes. PVA showed significant correlations with some agronomic traits related to pod and grain dimensions and some yield components. PVA also showed significant correlations with some macro and micronutrients (B, N, Mn and Mg), lignin and with some structures of the ventral pod suture. In addition to the influence of the genotype, the water deficit contributes to structural changes and cell composition in the ventral suture region, thus favoring the opening of green soybean pods. In experiment 1, 11 significant SNPs, related to the trait, were identified on eight different chromosomes. In experiment 2, only one significant SNP was identified. The main genes and proteins related to the identified markers are linked to plant stress responses and beta-glucosidase activity. These results provide important information for the selection of soybean genotypes tolerant to the opening of immature pods. Keywords: Glycine max. Drought. Opening of green pods. Ventral suture. GWAS.