Phylogeny, genetic variability and characterization of passifloras commercial species and interspecific hybrids of resistant to diseases

Tese (doutorado)–Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, 2014.O trabalho teve como objetivo estudar a filogenia, a variabilidade genética e caracterizar espécies silvestres, comerciais e híbridos interespecíficos de maracujazeiro como fontes de resistência à antracnose, bacteriose e virose. A análise filogenética foi utilizada para verificar a identidade de 48 acessos de um banco ativo de germoplasma de Passiflora, representando 43 diferentes espécies de interesse para o melhoramento genético do maracujazeiro azedo, doce e ornamental. As regiões de DNA utilizadas foram um loco ITS de DNA nuclear ribossomal e quatro locos do DNA de cloroplasto (matK, espaço intergênico psbA-trnH, rbcL e trnL-F). Correlacionando os dados obtidos de filogenia com as informações do programa de melhoramento de espécies de Passiflora, observou-se que a compatibilidade dos cruzamentos interespecíficos é maior quando os genitores foram selecionados a partir do mesmo subgênero. Tais análises permitiram também a obtenção de importantes informações taxonômicas, evolutivas e filogenéticas. No estudo da variabilidade genética de genótipos elites de maracujazeiro obtidos por programas de retrocruzamento, envolvendo espécies silvestres e comerciais com base em marcadores moleculares RAPD, foram analisados 32 genótipos de Passiflora. Os marcadores evidenciaram variabilidade genética entre os genótipos estudados e confirmaram a eficiência da recuperação do genoma recorrente dentro do programa de retrocruzamento. Também foi avaliado meios de cultura e métodos de inoculação artificial de Colletotrichum gloeosporioides em maracujazeiro azedo. Foram avaliados quatro meios de cultura (Aveia, BD, V8 e Ágar) e 3 três metodologias de inoculação baseadas em ferimentos com furador de couro adaptado, agulhas e atomização da suspensão de conídios. O meio de aveia (farinha de aveia Quaker© 6% + ágar 1,2% em água) apresentou a melhor condição para a produção de conídios de C. gloeosporioisdes e o método de inoculação que proporcionou maior desenvolvimento de sintomas e maior precisão na avaliação da antracnose em mudas de maracujazeiro foi o ferimento por agulhas no caule. No estudo da caracterização e quantificação da resistência de cultivares comerciais de maracujazeiro azedo à antracnose foram caracterizados os cultivares BRS Gigante Amarelo, BRS Sol do Cerrado, BRS Ouro Vermelho, Sol Amarelo Azedo Graúdo Brilhante (Feltrin) e BRS Rubi do Cerrado. As cultivares que apresentaram maior resistência a antracnose foram BRS Rubi do Cerrado seguido das cultivares BRS Sol do Cerrado e BRS Ouro Vermelho. A cultivar com maior susceptibilidade a antracnose foi BRS Gigante Amarelo seguido da cultivar Sol Amarelo Azedo Graúdo Brilhante (Feltrin). No estudo da caracterização e quantificação da resistência de espécies silvestres de maracujazeiro e genótipos obtidos por retrocruzamento à antracnose, o acesso da espécie silvestre Passiflora maliformes foi o que apresentou menor comprimento de lesão. Entre os genótipos obtidos por retrocruzamento, EC4-121 EC4-128 e a cultivar BRS Rubi do Cerrado apresentaram resistência à antracnose com comprimento de lesão estatisticamente iguais às obtidas pelo P. maliformes. No estudo da caracterização e quantificação da resistência de genótipos obtidos por retrocruzamento e de cultivares de maracujazeiro azedo à bacteriose, a cultivar BRS Rubi do Cerrado foi a mais resistente à bacteriose, e a cultivar BRS Gigante Amarelo foi a mais suscetível. Entre os genótipos obtidos por retrocruzamento, destacam-se EC4-223, ES4-239, EC4-325, EC4-124 e ERE-476 que apresentaram níveis de resistência iguais à cultivar BRS Rubi do Cerrado em pelo menos uma das características avaliadas. No estudo da caracterização e quantificação de espécies silvestres de maracujazeiro e genótipos obtidos por retrocruzamento à virose do endurecimento dos frutos, considerando apenas a incidência no estudo das espécies silvestres, verificou-se que P. misera e P. suberosa não manifestaram sintomas. Os acessos das espécies Passiflora cerradense, P. coccinea e P. setacea apresentaram resistência moderada com incidência de 10%, 25% e 30% respectivamente. Na avaliação da resistência dos genótipos obtidos por retrocruzamento à virose, observou-se 100% de incidência, porém com diferentes níveis de resistência com base na severidade. As cultivares comerciais apresentaram maior severidade da doença quando comparadas com os genótipos obtidos por retrocruzamento. ______________________________________________________________________________ ABSTRACTThe work aimed to study the phylogeny, genetic variability and to characterize wild and commercial species and interspecific hybrids of passion fruit as sources of resistance to anthracnose, bacterial disease and viruses. Phylogenetic analysis was used to verify the identity of 48 accessions of Passiflora active germplasm bank, representing 43 different species of potential interest for the improvement of sour, sweet and ornamental passionfruit. The DNA loci used were nuclear ribosomal ITS and four chloroplast loci, matK, psbA-trnH intergenic spacer, rbcL and trnL-trnF. Correlating the obtained phylogenies with data from breeding programs, Passiflora species were much more likely to be compatible in interspecific crosses if the parents were selected from the same subgenus. These analyzes also allowed us to obtain important taxonomic, evolutionary and phylogenetic informations. In the study of genetic variability of elite genotypes of passion fruit obtained in backcross programs involving wild and commercial species based on RAPD markers, we analyzed 32 genotypes of Passiflora. Cluster analysis showed that the elite genotypes were grouped with the commercial cultivars used as recurrent parent. The markers showed genetic variability among genotypes and confirmed the efficiency of recurrent genome recovery within the backcross program. In the evaluation of the culture media and inoculations methods of C. gloeosporioides in passionfruit plants, we analyzed four culture media (Oatmeal, BDA, V8 and Agar) and three inoculation methods based on injuries by adapted leather puncher and needles and leaves atomization with conidia suspension. The culture media Quaker© oatmeal 6% + Agar 1.2% in water showed the best condition for conidia production of C. gloesporioisdesand the inoculation method based on injuries in the stem by needles proportioned the best results. In the characterization and quantification of the resistance of passion fruit cultivars to anthracnose were characterized BRS Gigante Amarelo, BRS Sol Cerrado, BRS Ouro Vermelho, Sol Amarelo Azedo Graúdo Brilhante (Feltrin) and BRS Rubi do Cerrado Cerrado cultivars. The cultivar with highest resistance to anthracnose was BRS Rubi do Cerrado followed by BRS Sol do Cerrado and BRS Ouro Vermelho. The cultivar more susceptible to anthracnose was BRS Gigante Amarelo followed by Sol Amarelo Azedo Graúdo Brilhante (Feltrin) cultivar. In the study of characterization and quantification of the resistance of passion fruit wild species and genotypes to anthracnose obtained by backcrossing,. the access of P. maliformes showed the lowest mean of lesion length. Among the genotypes obtained by backcrossing EC4-121, EC4-128 and BRS Rubi do Cerrado cultivar, showed the same level of resistance to that obtained by P. maliformes access. In the study of characterization and quantification of the resistance genotypes obtained by backcrossing and passionfruit cultivars to bacterial, the BRS Rubi do Cerrado cultivar was the most resistant to bacterial disease and BRS Gigante Amarelo was the most susceptible. Among the genotypes obtained by backcrossing CPAC-EC4-223, CPAC-ES4-239, CPAC-EC4-325, CPAC-EC4-124 e CPAC-ERE-476 showed the same resistance level of the BRS Rubi do Cerrado at least one of the characteristic analyzed. In the evaluation of the resistance of accessions of wild species of passion fruit and backcrossing genotypes to the CABMV, considering only the disease incidence, P. misera and P. suberosa did not express symptom the virus. Passiflora cerradence, P. coccinia and P. setacea showed moderate resistance with disease incidence of 10%, 25% and 30% respectively. In the backcross breeding study, 12 genotypes were evaluated and showed 100% of CABMV incidence, but with different resistance levels considering the disease severity. The cultivars showed more disease severity compared with the genotypes obtained by backcrossing