Mutagênese em bananeira para obtenção de resistência à murcha de Fusarium - Costa, Taís Ferreira [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2025)
A banana é um dos alimentos mais consumidos no mundo e uma das principais commodities para exportação em vários países e cultivadas extensivamente nas regiões tropicais e subtropicais do mundo. Nos últimos anos, uma das maiores limitações para a produção da fruta é a murcha de Fusarium causada pelo fungo habitante de solo Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc), principalmente devido a cepa altamente agressiva do patógeno, chamada raça 4 tropical (R4T), cuja epidemia está em proporções pandêmicas e a Subtropical 4 (ST4), representando uma séria ameaça à produção de bananas do subgrupo Cavendish. Devido aos hábitos de natureza saprofítica e por apresentar muitos mecanismos evolutivos, resultando em alta diversidade genética, o manejo de Foc em áreas infestadas é difícil. Além disso, as cultivares deste subgrupo apresentam elevada esterilidade, exigindo o desenvolvimento de cultivares resistentes por meio de estratégias biotecnológicas, como a indução de mutação em cultura de tecidos. Assim, este trabalho envolve a indução de mutações via radiação gama (cobalto-60) nas cultivares Valery e Grande Naine (genoma AAA), utilizando duas dosagens: 20 e 30 Gy. Após a avaliação dos sintomas em casa de vegetação, foram selecionados um total de 57 mutantes resistentes que não apresentaram sintomas após 150 dias em contato com o patógeno. Foram realizadas análises histoquímicas e histológicas nos mutantes no qual indicaram possíveis mecanismos de defesa contra o Foc, como maior produção de compostos fenólicos e a presença de celulose e calose nas raízes. Alguns mutantes não apresentaram estruturas patogênicas (hifas e clamidósporos) nos vasos condutores do xilema, sugerindo assim resistência à penetração do patógeno. Este trabalho objetivou ainda realizar a análise em nível molecular para caracterizar os mutantes selecionados como resistentes ao Foc, com uso de marcadores moleculares, IRAP (Inter-retrotransposon amplified polymorphism), ISSR (Inter-Simple Sequence Repeats) e REMAP (Retrotransposon–microsatellite amplified polymorphism). A análise da matriz de dissimilaridade genética foi baseada no índice de dissimilaridade revelou mutantes com maiores e menores distancias genéticas com relação a cultivar comercial, que poderão ser usados no programa de melhoramento genético da bananeira que visa o desenvolvimento de variedades mais produtivas e resistentes à Foc. Em conclusão, este trabalho demostrou que mutações via radiação gama mostrou-se uma estratégia promissora para o desenvolvimento de cultivares de banana resistentes à murcha de Fusarium e o uso de marcadores moleculares permitiu a identificação de mutantes como fonte de novos alelos para resistência em programas de melhoramento genético de Musa spp. para resistência a murcha de Fusarium.

Bananas are one of the most widely consumed fruits globally and a major export commodity in many countries, extensively cultivated in tropical and subtropical regions. In recent years, one of the most significant limitations to banana production has been Fusarium wilt, caused by the soil-borne fungus Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc). This is primarily due to highly aggressive strains of the pathogen, such as Tropical Race 4 (R4T) and Subtropical Race 4 (ST4), whose epidemics have reached pandemic proportions, posing a serious threat to Cavendish subgroup banana production. Due to the saprophytic nature of Foc and its extensive evolutionary mechanisms resulting in high genetic diversity, managing Foc in infested areas is challenging. In addition, the cultivars of this subgroup have high sterility, requiring the development of resistant cultivars through biotechnological strategies, such as mutation induction in tissue culture. Thus, this work involves Thus, this work involves the induction of mutations via gamma radiation (cobalt-60) in the Valery and Grande Naine cultivars (genome AAA), using two dosages: 20 and 30 Gy. After evaluating symptoms in a greenhouse, a total of 57 resistant mutants were selected that showed no symptoms after 150 days of contact with the pathogen. Histochemical and histological analyses conducted on the mutants indicated potential defense mechanisms against Foc, such as increased production of phenolic compounds and the presence of cellulose and callose in the roots. Some mutants did not show pathogenic structures (hyphae and chlamydospores) in the xylem vessels, suggesting resistance to pathogen penetration. This study also aimed to conduct molecular-level analysis to characterize radiation-induced mutants selected as resistant to Foc, using molecular markers such as IRAP (Inter-retrotransposon amplified polymorphism), ISSR (Inter-Simple Sequence Repeats), and REMAP (Retrotransposon–microsatellite amplified polymorphism). The analysis of the genetic dissimilarity matrix revealed mutants with greater and lesser genetic distances in relation to the commercial cultivar, which could be used in banana breeding programs aimed at developing more productive and Foc-resistant varieties. In conclusion, this study demonstrated that gamma radiation-induced mutations proved to be a promising strategy for developing banana cultivars resistant to Fusarium wilt. Moreover, the use of molecular markers allowed for the identification of mutants as a source of new alleles for resistance in Musa spp. breeding programs for Fusarium wilt resistance.
Mutation breeding in banana plants for obtaining resistance to Fusarium wilt
Keywords: Musa spp.; Mutantes; Radiação; Melhoramento genético; variabilidade; Musa spp.; Mutants; Irradiation; Genetic breeding; Variability