Identificação de genótipos de Saccharum spp. resistentes ao amarelinho (Sugarcane yellow leaf virus) e ao mosaico (Sugarcane mosaic virus) e associação a marcadores moleculares

Abstract

RESUMO – O vírus do amarelinho (Sugarcane yellow leaf virus, SCYLV) e o vírus do mosaico (Sugarcane mosaic virus, SCMV) são duas importantes viroses que afetam os canaviais dos países produtores de cana-de-açúcar no mundo. As principais características da resistência a essas viroses, as metodologias de avaliação em campo, quantificação viral e as fontes de resistência foram estudadas neste trabalho. Para atingir esse objetivo foi estabelecido um painel com 98 genótipos do gênero Saccharum spp. provenientes do banco ativo de germoplasma do Centro de Cana - IAC (Instituto Agronômico de Campinas). A resposta dos genótipos ao SCYLV e SCMV foi avaliada em campo utilizando uma escala diagramática de notas de sintomas e a concentração viral do SCYLV foi determinada mediante DAS-ELISA e RT-qPCR. Os genótipos do painel susceptíveis ao SCMV foram amostrados e uma análise de sequenciamento da sequência parcial do gene que codifica a capa proteica foi feita para determinar a estirpe predominante no ensaio. Adicionalmente, e com o intuito de identificar marcadores moleculares associados com resistência ao SCYLV e SCMV, foi realizado um estudo de análise de associação entre marcas moleculares e notas de severidade de sintomas. O painel foi genotipado com 955 marcas polimórficas usando AFLP e SSR e submetido a análise de regressão linear simples. Um total de 29 genótipos foram categorizados como resistentes para o SCYLV e 72 para SCMV, considerando que a estirpe predominante causadora dos sintomas de mosaico é a SCMV-RIB1. A principal fonte de resistência aos vírus estudados, provavelmente, é composta de acessos de Saccharum spontaneum e, em menor proporção, de Saccharum robustum. Para o amarelinho, houve uma baixa correspondência entre sintomas expressos e concentração de vírus presente nos tecidos amostrados, principalmente nos genótipos categorizados como moderadamente resistentes e moderadamente suscetíveis. Quatro marcas (AFLP289, AFLP703, AFLP424 e AFLP384) foram identificadas como associadas à susceptibilidade à doença (p<0,001), sendo as duas primeiras para o amarelinho e as restantes para o mosaico. A marca (AFLP346) foi associada com resistência ao SCMV. Os genótipos KRAKATAU, IN84-82, IACBIO270, IACBIO271, IACBIO273, IACBIO275, IACBIO277 e IACBIO279 não apresentaram nenhuma das marcas associadas com susceptibilidade, enquanto a marca AFLP346 esteve presente em todos eles. Estes genótipos também registraram ausência de sintomas para as duas doenças, podendo ser catalogados como resistentes, tanto ao SCYLV como ao SCMV.

ABSTRACT - Sugarcane yellow leaf virus (SCYLV) and Sugarcane mosaic virus (SCMV) are two important viruses affecting the sugarcane producing countries worldwide. The main resistance characteristics of these viruses, symptoms expression phenotyping, virus titer and sources of resistance were studied in this research. To achieve this goal, a panel with 98 genotypes of Saccharum spp. genus was established from the active germplasm bank of the IAC Sugarcane Research Centre (Instituto Agronômico de Campinas). Genotypes responses to SCYLV and SCMV was evaluated in the field using a diagrammatic scale of symptoms and SCYLV virus titer was measured by DAS-ELISA and RT-qPCR. Genotypes with SCMV symptoms were sampled and the partial sequence of the coat protein gene analyzed by sequencing and restriction fragment polymorphism to determine the predominant strain in the plot. In order to identify molecular markers associated to SCYLV and SCMV resistance, an association study between molecular markers and symptoms severity was performed. The panel was genotyped with 955 polymorphic markers using AFLP and SSR and subjected to simple regression analysis. A total of 29 and 72 genotypes were categorized as SCYLV and SCMV resistant, respectively. Our study suggests that the predominant strain causing mosaic symptoms was SCMV-RIB1. The main source of resistance to these viruses probably comes from Saccharum spontaneum accessions and, in smaller proportion, from Saccharum robustum. To SCYLV, there was a low correlation between expressed symptoms and virus titer in the tissues sampled, mainly in moderately resistant and moderately susceptible genotypes. Four markers (AFLP289, AFLP703, AFLP424 and AFLP384) were identified as associated to the susceptibility of the viruses (p <0.001), the first two for SCYLV and the remaining for SCMV. The (AFLP346) marker was associated to SCMV resistance. KRAKATAU, IN84-82, IACBIO270, IACBIO271, IACBIO273, IACBIO275, IACBIO277 and IACBIO279 genotypes did not exhibit any of the markers associated with susceptibility, whereas the AFLP346 marker was present in all of them. These genotypes also registered absence of symptoms for both diseases, being classified as resistant for both, SCYLV and SCMV.