Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2004.tde-21092004-160937
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Author
Full name
Alessandra Pereira Fávero
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2004
Supervisor
Committee
Vello, Natal Antonio (President)
Moraes, Sergio Almeida de
Perecin, Margarida Lopes R de Aguiar
Simpson, Charles Edmond
Valls, Jose Francisco Montenegro
Title in Portuguese
Cruzabilidade entre espécies silvestres de Arachis visando à introgressão de genes de resistência a doenças no amendoim cultivado.
Keywords in Portuguese
amendoim
combinação genética
cruzamento vegetal
hibridação vegetal
planta silvestre
recursos genéticos vegetais
resistência a doença
Abstract in Portuguese
O amendoim (Arachis hypogaea) é a quarta oleaginosa mais consumida no
mundo. O Brasil produziu, em 2002, aproximadamente 190 mil toneladas, sendo que
80% da área plantada situa-se no Estado de São Paulo. O principal problema da
cultura neste Estado e no mundo são as doenças fúngicas de parte aérea. Diversas
espécies do gênero Arachis são consideradas resistentes a várias pragas e doenças.
Os objetivos dessa pesquisa foram: 1) identificar espécies silvestres pertencentes à
Secção Arachis resistentes à mancha castanha (Cercospora arachidicola), mancha
preta (Cercosporidium personatum) e ferrugem (Puccinia arachidis); 2) realizar
cruzamentos entre espécies de genoma "A" e "B" resistentes a, pelo menos, uma
doença fúngica; 3) duplicar os cromossomos dos híbridos estéreis; 4) realizar
cruzamentos entre A. hypogaea e os anfidiplóides sintéticos; 5) obter a geração F1 que
tivesse 50% do genoma do amendoim cultivado, 50% do genoma das espécies
silvestres. Os experimentos foram conduzidos, em condições de telado, no
Departamento de Genética da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz". Para a
identificação de genótipos resistentes às doenças fúngicas, utilizou-se a técnica de
folhas destacadas, em laboratório, com inoculação artificial, condições controladas de
temperatura a 25°C e luz alternada (10h luz). Os cruzamentos entre espécies
silvestres, de genoma "B" com as de genoma "A", resistentes a pelo menos uma doença foram realizados em condições de telado, com emasculação realizada ao final
da tarde e polinização na manhã do dia seguinte. A duplicação de cromossomos de
células somáticas de híbridos com genoma "AB", foi obtida mediante o tratamento de
estacas com colchicina a 0,2%, por aproximadamente 12h, em condições de luz e com
temperatura entre 25-30°C. Os cruzamentos entre A. hypogaea e os anfidiplóides
sintéticos foram realizados em condições de telado, na Embrapa Recursos Genéticos e
Biotecnologia. Observou-se que várias espécies silvestres foram altamente resistentes
a, pelo menos, uma das três doenças estudadas. Foi possível selecionar, como
genitores masculinos, 12 acessos de genoma "A" e, como femininos, seis acessos de
genoma "B". A partir de 26 cruzamentos distintos (3633 hibridações), foi possível obter
17 híbridos interespecíficos distintos com genoma "AB". Após o tratamento com
colchicina de todos os 17 tipos de híbridos, foram obtidas cinco combinações híbridas
que produziram flores tetraplóides (A. hoehnei x A. helodes, A. ipaënsis x A.
duranensis, A. hoehnei x A. cardenasii, A. aff. magna x A. villosa, A. aff. magna x A. aff.
diogoi). Foram realizados 21 cruzamentos entre A. hypogaea e os anfidiplóides
sintéticos. Foram obtidos 13 tipos de híbridos: A. hypogaea (cvs. IAC-Tatu-ST, Br-1,
IAC-Caiapó, IAC-Runner) x [A. hoehnei x A. cardenasii]; A. hypogaea cv. Br-1 x [A. aff.
magna x A. villosa] ; A. hypogaea (acessos V 12548, V 12549, Mdi 1560, Mdi 1538,
cvs. BR-1, IAC-Tatu-ST, IAC-Caiapó, IAC-Runner) x [A. ipaënsis x A. duranensis]. Os
resultados obtidos confirmam que é possível a introgressão de genes de resistência a
partir de espécies silvestres no amendoim cultivado, via cruzamentos, expandindo-se a
lista de espécies silvestres utilizadas e ampliando a variabilidade genética liberada
para seleção nos programas de melhoramento de amendoim.
Title in English
Crossability among wild species of Arachis for introgression of disease resistance genes into cultivated groundnut.
Keywords in English
disease resistance
genetic combination
groundnut
plant breeding
plant genetic resources
wild species
Abstract in English
Groundnut (Arachis hypogaea) is one of the most important oil species in the
world. In 2002, Brazil produced about 190 thousand tonelades, with 80 per cent of
cultivated area concentrated in the State of São Paulo. The main problem in crop
management in this State and in many other growing areas in the world is represented
by fungal diseases. Several species of the genus Arachis are considered resistant to
main pests and diseases. This research was developed to take advantage of the
genetic variability present in the Arachis genus, and has the following objectives: 1) to
identify accessions of wild species belonging to Section Arachis that are resistant to
early leaf spot (Cercospora arachidicola), late leaf spot (Cercosporidium personatum)
and rust (Puccinia arachidis); 2) to cross resistant species having B and A genomes; 3)
to duplicate chromosomes of sterile hybrids; 4) to cross A. hypogaea with synthetic
amphiploids; 5) to obtain an F1 generation with 50% of the cultivated groundnut genome
and 50% of wild species genomes. Experiments were developed under greenhouse
conditions, in the Department of Genetics, faculty of Agriculture "Luiz of Queiroz".
Detached leaves technique was used, in laboratory conditions, with artificial inoculation,
controlled temperature of 25°C and alternate light (10h light) for the identification of
genotypes resistant to fungal diseases. Crosses among wild resistant species with B
and A genome genotypes were carried out in greenhouse conditions. Emasculation were hand-made at the end of the afternoon and pollination was made in the following
morning. Chromosome duplication of somatic cells in AB genome interspecific hybrids
was obtained by treating cuttings with 0.2% colchicine for approximately 12h, in daylight
conditions, maintaining the temperature in range of 25-30°C. Crosses between A.
hypogaea and synthetic amphyploids were done in greenhouse conditions, at Embrapa
Genetic Resources and Biotechnology. It was observed that several wild species were
highly resistant to one or more of the studied diseases. Selection of 12 A genome
accessions for use as male parents was possible as well as six B genome species as
female parents. From 26 different combinations, it was possible to obtain 17
interspecific AB genome hybrids. After colchicine treatment of all 17 hybrid types, five
hybrid combinations that produced tetraploid flowers were obtained (A. hoehnei x A.
helodes, A. ipaënsis x A. duranensis, A. hoehnei x A. cardenasii, A. aff. magna x A.
villosa, A. aff. magna x A. aff. diogoi). Twenty-one different crosses were done between
A. hypogaea and synthetic amphyploids. Thirteen different hybrid types were obtained:
A. hypogaea (cvs. IAC-Tatu-ST, Br-1, IAC-Caiapó, IAC-Runner) x [A. hoehnei x A.
cardenasii]; A. hypogaea cv. BR-1 x [A. aff. magna x A. villosa]; A. hypogaea
(accessions V 12548, V 12549, Mdi 1560, Mdi 1538, cvs. Br-1, IAC-Tatu-ST, IACCaiapó,
IAC-Runner) x [A. ipaënsis x A. duranensis]. Results confirmed the possibility
of introgression of resistance genes from wild species into cultivated groundnut, by
manual crosses, increasing the number of wild species used, and thus to enhance the
genetic variability released for applying selection in breeding groundnut programs.
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Publishing Date
2004-09-22