Resistência à antracnose do colmo em milho: escala de avaliação, marcador molecular e correlação da severidade entre colmo e folha - Nicoli, Alessandro (Universidade Federal de Viçosa, 2013)
O milho (Zea mays L.) é uma das principais culturas da agricultura mundial, mas sua produção é limitada por vários fatores, dentre estes, as doenças. A antracnose do colmo causada por Colletotrichum graminicola é uma das doenças amplamente distribuídas em cultivos de milho, causando o acamamento ou morte prematura das plantas e redução na qualidade e peso dos grãos. Estimar a intensidade dessa doença é muito importante para avaliar as diferentes medidas de controle, como a resistência genética. Com isso, foi validada uma escala diagramática, contendo ilustrações de entrenó de colmo com oito níveis de severidade. Com a escala, as avaliações realizadas por todos os avaliadores foram mais próximas para o valor real e a maioria dos desvios em erros foi concentrada no intervalo de 10%. Além disso, ao verificar a confiabilidade da estimativa da severidade da doença, 100% das comparações resultaram em R2 > 0,90. A escala proposta melhorou a acurácia, precisão e reprodutibilidade das estimativas de severidade da antracnose do colmo, podendo ser recomendada para o melhoramento de plantas visando à resistência, estudos epidemiológicos, caracterização de isolados de C. graminicola e outros estudos envolvendo esse patossistema. Para identificar marcadores moleculares SNP (Single Nucleotide Polymorphism) associados com resistência à antracnose do colmo, progênies F2:3 foram fenotipadas em campo, onde foram selecionadas 20 progênies resistentes e 20 suscetíveis à doença. Em casa-de-vegetação, plantas com severidade ≤ 18,8 % (dentro de 19 progênies resistentes) e com severidade ≥ 56,3 % (dentro de 20 progênies suscetíveis), além do híbrido, foram selecionadas para a extração de DNA e genotipagem. Análise de regressão linear foi realizada para identificar os marcadores significativamente associados com resistência à antracnose do colmo. Oito marcadores SNP com efeito genético aditivo e quatro com efeito genético de dominância foram detectados associados com resistência a antracnose do colmo. Os efeitos aditivos explicaram entre 18 e 23% da variação fenotípica e os efeitos de dominância explicaram entre 18 e 35%. Estudos futuros devem ser realizados para validação desses marcadores, verificando o potencial na utilização em seleção assistida em programas de melhoramento de milho. Objetivando comparar a reação da folha e do colmo de milho à antracnose, cinco experimentos foram conduzidos em casa-de-vegetação para avaliar a antracnose foliar e cinco para antracnose do colmo. A correlação foi positiva e significativa somente para os híbridos mais suscetíveis BRS1010 e P3862, entretanto, para os híbridos mais resistentes 2B710, 2B707 e P30F35, não existiu correlação. Os resultados indicaram que os genótipos mais resistentes à antracnose não possuem correlação entre reação na folha e no colmo, evidenciando a não existência de relação nos mecanismos de resistência entre esses dois órgãos. Com isso, é recomendável verificar primeiro a reação da folha e do colmo para adoção de cultivares de milho em regiões e épocas onde essa doença ocorre. Com base nos resultados, verifica-se que estudos de herança da resistência à antracnose e sobre raças fisiológicas de C. graminicola devem ser conduzidos para folhas e colmo, separadamente. Além disso, verifica-se que por meio de melhoramento genético, podem ser desenvolvidos cultivares com resistência à antracnose foliar e de colmo.

Maize (Zea mays L.) is an important crop in world agriculture, but its production is limited by several factors, including diseases. Anthracnose stalk rot caused by Colletotrichum graminicola is one of the widely distributed diseases in corn, causing plant lodging or premature death and reduced quality and grain weight. Estimate the intensity of this disease is very important to evaluate the different control measures, such as genetic resistance. With this, were validated a diagrammatic scale, containing illustrations of stalk internode with eight severity levels. With the scale, the assessments perfomed by all raters were closer to the actual value and most deviations in errors were concentrated in the range of 10%. Moreover, when checking the reliability of the estimate of disease severity, 100% of the comparisons resulted in R2 > 0.90. The scale proposed improved accuracy, precision and reproducibility of the estimates of anthracnose stalk rot severity and may be recommended for plant breeding for resistance, epidemiological studies, characterization of isolates of C. graminicola and other studies involving this pathosystem. To identify molecular markers SNP (Single Nucleotide Polymorphism) associated with resistance to anthracnose stalk rot, F2:3 progenies were phenotyped in the field, where were selected 20 resistant and 20 susceptible progenies to disease. At greenhouse, plants with severity ≤ 18.8% (within the 19 resistant progenies) and severity ≥ 56.3 % (within the 20 susceptible progenies), in addition hybrid, were selected for DNA extraction and genotyping. Linear regression analysis was performed to identify markers significantly associated with resistance to anthracnose stalk rot. Eight SNP markers with additive genetic effect and four with dominance genetic effect were detected associated with resistance to anthracnose stalk rot. The additive effects explained between 18 and 23% of the phenotypic variation and the dominance effects explained between 18 and 35%. Future studies should be conducted to validate these markers, checking the potential in use marker- assisted selection in maize breeding programs. Aiming to compare the reaction of the leaf and stalk of maize to anthracnose, five experiments were conducted at greenhouse to evaluate anthracnose leaf blight and five to anthracnose stalk rot. The correlation was positive and significant only for the most susceptible hybrids BRS1010 and P3862, however, for the most resistant hybrids 2B710, 2B707 and P30F35, there were no correlation. The results indicated that the genotypes more resistant to anthracnose have no correlation between reaction in the leaf and stalk, evidencing the lack of relationship in resistance mechanisms between these two organs. With this, it is recommended to first verify the reaction of leaf and stalk for adoption of maize cultivars in regions and seasons where the disease occurs. Based on the results, verify that studies of resistance inheritance to anthracnose and about physiological races of C. graminicola should be conducted to leaf and stalk separately. Furthermore, verify that per genetic breeding, cultivars with resistance to anthracnose leaf blight and anthracnose stalk rot can be developed.
Resistance to anthracnose stalk rot on maize: assessment scale, molecular marker and severity correlation between stalk and leaf
Keywords: Doença antracnose; Zea mays; Resistência; Marcador SNP; Anthracnose disease; Zea mays; Resistance; SNP marker; CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::FITOSSANIDADE::FITOPATOLOGIA