Identification of a new source of resistance to Tomato mottle mosaic virus (ToMMV) in tomato

A espécie de vírus Tomato mottle mosaic virus (ToMMV) pertencente ao genero Tobamovirus foi recém identificada no Brasil, e apenas um gene conhecido é capaz de expressar caráter de resistência em genótipos comerciais de tomate. Portanto, é necessário identificar novas fontes de resistência genética ao ToMMV para reduzir o risco da dependência de apenas um gene que pode ser superado pelo vírus e para aumentar a segurança dos sistemas de produção de tomate. Neste sentido, o presente trabalho objetivou identificar linhagens de tomate que apresentem resistência ao ToMMV através da confirmação em plantas diferenciadoras, utilizar marcadores moleculares para descartar linhagens com resistência por genes conhecidos e estudo de herança de um novo gene de resistência ao ToMMV identificado para orientar a transferência para híbridos comerciais. Inicialmente, 250 linhagens de tomate da detentora Sakata Seed Sudamerica Ltda. foram inoculadas mecanicamente com ToMMV previamente isolado, identificado e multiplicado em plantas de N. tabacum cultivar \"TNN\". Destas linhagens, 11 não expressaram sintomas após inoculação e 7 foram confirmadas como resistentes por plantas diferenciadoras de N. tabacum cultivar Xanthii. Estas plantas foram novamente cultivadas e foram extraídos extratos foliares que foram levados ao laboratório de Biotecnologia da Sakata Seed Sudamerica Ltda., onde foram realizados os testes com marcadores moleculares através de RT-PCR para o gene Tm-1 e PCR por CAPS para os genes Tm-2 e Tm-22. Nesta etapa foi reconhecida uma linhagem selvagem (Solanum pinnellii) identificada com o número 11188 que apresentou resistência ao ToMMV, porém sem expressar os genes já conhecidos. Tal material foi utilizada para o estudo de herança genética e foi realizada a hibridação entre o material genético 11188 que é resistente ao vírus e 8163 que é utilizada nos programas de melhoramento da Sakata e é suscetível ao vírus. Foram obtidas as gerações F1, F2, RC1 e RC2, os quais foram inoculados e avaliados quanto a sua resistência ao ToMMV através de plantas diferenciadoras. Foram testadas duas proposições de controle genético, sendo a primeira de um gene com interação alélica de dominância e a segunda de dois genes com interação não alélica de epistasia. Ao realizar o teste de χ2 com os dados observados, o resultado apontou para que é plausível o controle genético com dois genes e epistasia, porém, devido a outras possibilidades de controle genético existentes não se pode confirmar se este é a forma de controle do fenótipo. Então, o futuro deste trabalho é o aumento do número de testes de proposições e o teste da terceira geração filial (F3) para deixar o teste de hipóteses mais robusto. Próximo passo deste trabalho é o desenvolvimento de marcadores moleculares para a identificação precoce do gene de resistência nos programas de melhoramento genético.The Tomato mottle mosaic virus (ToMMV) species belonging to the Tobamovirus genus was recently identified in Brazil, and only one known gene is able to express resistance character in commercial tomato genotypes. Therefore, it is necessary to identify new sources of genetic resistance to ToMMV to reduce the risk of relying on only one gene that can be overcome by the virus and to increase the safety of tomato production systems. In this sense, the present work aimed to identify tomato strains that present resistance to ToMMV through confirmation in differentiating plants, to use molecular markers to discard strains with resistance by known genes and to study the allelic interaction of a new resistance gene to ToMMV identified to guide the transfer to commercial hybrids. Initially, 250 tomato strains from the holder Sakata Seed Sudamerica Ltda. were mechanically inoculated with ToMMV previously isolated, identified and multiplied on N. tabacum cultivar \"TNN\" plants. Of these strains, 11 did not express symptoms after inoculation and 7 were confirmed as resistant by differentiating plants of N. tabacum cultivar Xanthii. These plants were grown again and leaf extracts were taken to the Biotechnology laboratory of Sakata Seed Sudamerica Ltda. where molecular marker tests were performed using RT-PCR for the Tm-1 gene and PCR by CAPS for the Tm-2 and Tm-22 genes. At this stage, a wild strain (Solanum pinnellii) identified with the number 11188 was recognized, which showed resistance to ToMMV, but without expressing the genes already known. This material was used for the study inheritance and hybridization was performed between the genetic material 11188 that is resistant to the virus and 8163 that is used in the breeding programs of Sakata and is susceptible to the virus. The F1, F2, RC1 and RC2 generations were obtained, which were inoculated and evaluated for their resistance to ToMMV through differentiating plants. Two genetic control propositions were tested, the first being one gene with allelic dominance interaction and the second being two genes with non-allelic epistasis interaction. By performing the χ2 test with the observed data, the result pointed out that genetic control with two genes and epistasis is plausible, however, due to other existing genetic control possibilities, it cannot be confirmed whether this is the way to control the phenotype. The next step of this work is to increase the number of proposition tests and to test the third filial generation (F3) to make the hypothesis testing more robust. Also, the future of this work is the development of molecular markers for early identification of the resistance gene in breeding programs