Controle genético da produção do flavonóide rutina em soja com característica de resistência a insetos desfolhadores

• Main Author: Everson Tartari Kunz
• Other Authors: Carlos Alberto Arrabal Arias .
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Estadual de Londrina, IAPAR. EMBRAPA. Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular. 2008
• Online Access: http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000145545

A soja é, atualmente, o principal produto da agricultura brasileira, colocando o Brasil em segundo lugar no cenário mundial em produção e exportação de grãos. No entanto, altas populações de insetos, como a lagarta-da-soja Anticarsia gemmatalis, podem causar perdas significativas no rendimento dessa cultura. A maioria das plantas, selvagens ou cultivadas, possui alguma resistência a pragas e que, em geral, envolvem metabólitos secundários, como os flavonóides. A rutina é um dos flavonóides identificados em folhas de genótipos de soja resistentes a insetos, como a PI 227687 e ‘IAC 100’. Esse composto pode causar efeitos negativos no comportamento e biologia de lagartas desfolhadoras, como a A. gemmatalis. Diante disso, o entendimento genético de como esse composto químico é ativado e herdado pode acelerar os programas de melhoramento para o desenvolvimento de variedades resistentes. O objetivo principal desse trabalho foi estudar o controle genético da produção do flavonóide rutina em soja. Dois ensaios foram realizados em casa-de-vegetação. No primeiro foram utilizados os parentais ’IAC 100’ e ‘Conquista’, respectivamente, resistente e suscetível, apresentando nas folhas concentração relativamente alta e média de rutina. No segundo ensaio, utilizou-se o mesmo parental resistente, ‘IAC 100’, e ‘BR 16’, considerado suscetível e que não apresenta rutina nas folhas. Os parentais e a geração F6 dos cruzamentos foram avaliados quanto à concentração de rutina nas folhas através de cromatografia líquida de alta performance (HPLC). A distribuição de freqüência nos dois ensaios indicou distribuição contínua não evidenciando a presença de genes maiores. Quanto aos modelos genéticos ajustados às médias nos dois ensaios, apenas os efeitos aditivos [d] foram significativos. A variância genética aditiva (D) e a variância devido à interação genótipo x microambiente (E1 e E2) foram incluídas entre os componentes do modelo de variância ajustado para o primeiro ensaio. Já no segundo ensaio, verificou-se significância apenas de E1 e E2. As estimativas de herdabilidade no sentido restrito variaram de 23%, ao nível de indivíduo, a 53% ao nível de média de família. Portanto, conclui-se que o caráter em questão é poligênico, com presença de efeitos genéticos aditivos. Assim sendo, a seleção de plantas superiores é mais efetiva quando baseado em médias de famílias. O cruzamento ‘IAC 100’ x ‘Conquista’ mostrou-se ser o mais promissor, tanto para o estudo quanto para o desenvolvimento de genótipos de soja com altas concentrações de rutina nas folhas e, consequentemente, resistentes à lagarta-da-soja. === The soybean is, currently, the main Brazilian crop product, ranking Brazil in second place in world-wide scenary of production and exportation of agricultural products. However, high insect population, as velvetbean caterpillars Anticarsia gemmatalis, can cause significant soybean crop yield losses. The majority of the plants, wild or cultivated, possess some pest resistance that, in general, is caused by secondary metabolites, as the flavonoids. Rutin is a constitutive flavonoid identified in leaves of insect resistant soybean genotypes, as PI 227687 and ‘IAC 100’. This compound can cause negative effects on the behavior and biological aspects of the defoliator caterpillars, as the A. gemmatalis. Consequently, the knowledge of the mechanism of chemical activation and inheritance of such chemical compound can speed up programs for development of insect resistant cultivars. The main objective of this work was to study the genetic control of rutin production in soybean leaves. Two assays were carried out in greenhouse. In the first assay, it was used the parentals IAC 100 and Conquista, respectively considered insect resistance and susceptible, containing in their leaves relatively high and medium rutin concentration. In the second assay, the same resistance parental, IAC 100, and the susceptible parental BR 16, without rutin in its leaves were used. The parental and F6 generation of the crosses regarding rutin concentration were evaluated in leaves by using high performance liquid chromatography (HPLC) analysis. The distribution of frequency in both trials indicated continuous distribution, without evidence of the presence of major genes. In regarding to genetic models fitted to the mean in the two assays, only the additive effect [d] was significant. The additive genetic variance (D) and the variance of genotype x microenvironment interaction (E1 and E2) were included among the components of variance model fitted to the first assay. In the second assay, only E1 and E2 were significant. The estimative of narrow sense heritability varied from 23%, at individual level to 53% at family level Thus, it is possible to conclude that rutin concentration is a polygenic character, with the presence of genetic additive effects, and the selection of superior lines in leaves is more effective when based on family averages. The cross of IAC 100 x Conquista showed more promising either for studies or for the development of soybean genotypes containing, in their leaves, high rutin concentration, and consequently soybean caterpillar resistant.