Qualidade de mudas de tomateiro como um componente para o manejo da begomovirose

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, 2021.O cultivo do tomateiro tem grande relevância no Brasil e no Mundo e as buscas por melhorias na produção e qualidade dos frutos são constantes. Estresses bióticos ameaçam a cultura, entre estes as begomoviroses recebem destaque. Os begomovírus estão dispersos por todo o mundo e causam grandes perdas em lavouras de tomateiro. O manejo dessa virose tem como foco o controle do inseto vetor, mosca-branca (Bemisia tabaci), e a utilização de cultivares resistentes. Para controlar o vetor, inseticidas e medidas legislativas são utilizadas no Brasil. Quanto ao uso de cultivares resistentes, vários genes de resistência são reconhecidos e alguns utilizados, mas nenhum deles confere imunidade contra os begomovírus. Este fato pode representar um risco à cultura, pois o uso de plantas com moderada resistência pode favorecer o surgimento de variantes virais mais agressivas durante a multiplicação nas plantas. Diante das poucas estratégias de manejo disponíveis, este estudo propõe explorar a resistência relacionada à idade (ARR – “age-related resistance”) em tomateiro como uma possível alternativa de manejo contra begomovírus bipartido. O termo ARR é geralmente cunhado para o ganho de resistência observado em uma planta contra um certo patógeno em determinado estádio de desenvolvimento das plantas. Desta forma, foi realizado um estudo para o entendimento da dispersão da mosca-branca e para o desenvolvimento de uma estratégia para manejo de begomovirose baseado em ARR. A tese está dividida em três capítulos, sendo que o capítulo I apresenta uma revisão de literatura sobre o estado da arte do problema. No capítulo II, foi determinado o padrão de qualidade das mudas de tomateiro produzidas em dois viveiros no Brasil e, assim, indicar novas opções de produção para mudas com maior qualidade. No capítulo III, a partir dos resultados do capítulo II, verificou-se o possível efeito de ARR em tomateiro à infecção pelo begomovírus tomato severe rugose virus (ToSRV) com a avaliação de mudas de tomateiro produzidas em distintas bandejas e idades. Para o ensaio do Capítulo II foram avaliadas cinco idades de mudas em dias após a semeadura (20, 30, 40, 50 e 60 DAS) semeadas em três bandejas (72, 162 e 400 células) com diferentes volumes de célula (respectivamente, 113 cm3, 50 cm3 e 11,5 cm3 por célula). A determinação da qualidade das mudas foi realizada utilizando os componentes da equação do índice de qualidade de Dickson e uma baixa qualidade no padrão das mudas produzidas de forma tradicional foi verificada. As mudas de melhor qualidade foram aquelas produzidas em maiores volumes de célula nas bandejas, sendo 50 DAS em 2018 e 40 DAS em 2019 aquelas com maior qualidade. Nas bandejas de 162 e 400 células as melhores idades foram 50 DAS em 2018 e 40, 50 e 60 DAS em 2019. A idade de 50 DAS foi proposta como a melhor opção de qualidade para as mudas. Com base no estudo do Capítulo II foram preparadas mudas de tomateiro susceptível a begomovírus com as mesmas idades avaliadas nas bandejas de 400 e 162 células em 2019 e 2020. A inoculação do ToSRV via mosca-branca virulífera (~30 indivíduos por planta) foi realizada nas mudas prontas, tendo como controle negativo, plantas sem inoculação. Este ensaio foi delineado com cinco idades de mudas em dois tipos de bandejas com plantas inoculadas ou não com ToSRV (fatorial 5 x 2 x 2), sendo os tratamentos divididos em quatro blocos com parcelas de 16 plantas em 2019 e 20 plantas em 2020. As avaliações contemplaram o desenvolvimento das plantas, a taxa de infecção das plantas, a produtividade por planta e a qualidade dos frutos. Como resultado, verificou-se que a infecção por ToSRV não afetou o desenvolvimento das plantas em número de folhas, mas reduziu as inflorescências e brotações, no período de avaliação morfológica de ~35 dias. No tratamento idades, houve um efeito no número de folhas inicialmente, mas as plantas tenderam a se igualar aos 30-40 dias após o transplantio. Na taxa de infecção por ToSRV uma redução foi verificada nas mudas mais velhas, especialmente nas mudas com 40 DAS, confirmando o potencial uso de ARR como uma estratégia de manejo contra begomovírus. O tamanho da bandeja não afetou a taxa de infecção do ToSRV nas idades. A infecção com ToSRV afetou a produtividade das plantas de tomateiro em aproximadamente 45%, reduzindo a quantidade, o peso e a qualidade dos frutos. Os tratamentos idades e bandejas não resultaram em efeitos significativos sobre a produtividade ou qualidade dos frutos. Entretanto, em valores absolutos maiores produtividades foram observadas na idade de 50 DAS. Estes resultados indicam que os produtores de tomate podem se beneficiar com o uso de mudas mais velhas produzidas em bandejas com maior volume de solo, especialmente em áreas com alta incidência de begomoviroses. Os resultados demonstram que é válido empreender esforços para avaliar o sistema de mudas de tomateiro para a obtenção de maior qualidade de frutos e produtividade, além da necessidade de uma caracterização mais aprofundada do efeito de ARR.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).Tomato cultivation is of great relevance in Brazil and in the world, and the search for improvements in quality and yield increase is a continuous process. Several biotic stresses threaten the crop, among which begomoviruses are of special concern. Begomoviruses are widespread throughout the world and cause huge losses in tomato crops. Their management strategy focuses on the control of the whitefly (Bemisia tabaci) vector and by the use of resistant cultivars. For the vector control, insecticides and legislative measures are used in Brazil. Regarding the use of resistant cultivars, several resistance genes are recognized, and some are used, but none of them confers immunity against begomoviruses. This represents a threat to the crop, as the use of moderately resistant plants may favour the emergence of more aggressive viral isolates during replication. Due to few management options available, this study aims to explore the age-related resistance (ARR) in tomatoes as a possible alternative management against bipartite begomoviruses. The ARR term is normally used for the resistance gain observed in a plant against a certain pathogen at one specific development stage in the plant. Thus, this study was carried out to understand the dispersion of the whitefly and to develop an ARR-based management strategy for the begomovirus disease. The thesis is divided into three chapters. Chapter I introduces the literature on the current situation of the problem. In chapter II, the standard quality of tomato seedlings was determined in two nurseries in Brazil, and then a new option is suggested for a higher quality seedling production. In chapter III, based on the results of chapter II, the evaluation of the potential ARR effect on tomato plants after the infection of the begomovirus tomato severe rugose virus (ToSRV) was performed by testing tomato seedlings produced in different trays and ages. For the studies on Chapter II, we used five aged seedlings (20, 30, 40, 50, and 60 in days after seeding - DAS) prepared in three trays (72, 162, and 400 cells) with different cell volumes (respectively, 113 cm3, 50 cm3 and 11.5 cm3 per cell) in 2018 and 2019. The seedling quality was evaluated by the analysis of the Dickson quality index. A low quality of the seedlings produced in the conventional method was found. The best transplant age was observed in seedlings produced in large cell volumes in the trays, with 50 DAS in 2018 and 40 DAS in 2019 showing the highest quality. In the tray with 162 and 400 cells, the best transplant ages were 50 DAS in 2018 and 40, 50, and 60 DAS in 2019. The transplant aged 50 DAS is proposed as the best quality option for seedling. Based on the study in Chapter II, we prepared begomovirus susceptible-tomato seedlings with the same ages evaluated in trays of 400 and 162 cells in 2019 and 2020. The inoculation of tomato severe rugose virus (ToSRV) via viruliferous whiteflies (~30 individuals per plant) was performed on the seedlings, and plants without inoculation as negative controls. This trial was designed with five aged seedlings in two tray types with plants inoculated or not with ToSRV (5 x 2 x 2 factorial). The treatments were divided into four blocks with plots of 16 plants in 2019, in 2020, 20 plants were used per plot. Evaluations considered the development of the plants, the viral infection rate, yield per plant, and the quality of the fruits. We found that in the period of morphological observation of ~35 days, ToSRV infection did not affect plant development measured by number of leaves, but reduced inflorescences and buddings. The transplant age treatments initially affected the number of leaves, but the plant development tended to become uniform at 30-40 days after transplanting. As for the ToSRV infection rate, a low infection was observed in older seedlings, especially in seedlings with 40 DAS, confirming the potential use of ARR as a management strategy against begomoviruses. The cell size did not affect ToSRV infection rate. Infection with ToSRV affected tomato yield by approximately 45%, reducing fruit quantity, weight, and quality. The age and tray treatments had no significant effects on the yield or quality of fruits. However, as the highest yields were observed in transplants aged 50 DAS in absolute values, it indicated that tomato growers may benefit from using older seedlings. Our studies show that it is worthy making efforts to evaluate the tomato transplanting system to search for a higher fruit quality and productivity, in addition to the need for a more in-depth characterization of the ARR effect