Triagem de genótipos de algodão para resistência ao nematódeo reniforme

Rotylenchulus reniformis (Linford e Oliveira), comumente referida como o nematoide reniforme, é uma das principais espécies de nematódeos parasitárias presentes nos solos do sudeste dos Estados Unidos^1,2,3. O nematoide é um semi-endoparasita obrigatório e sedentário, exigindo que uma planta hospedeira Complete seu ciclo de vida^2,4. Os nematoides fêmeas pré-adultos Vermiformes penetram no sistema radicular do hospedeiro para estabelecer um local de alimentação no estele^2,3. À medida que o nematódeo alimenta e amadurece, a porção posterior remanescente fora da raiz hospedeira irá inchar sobre a produção de ovos, formando uma forma característica do rim (Figura 1). Rotylenchulus reniformis é capaz de alimentar o sistema radicular de mais de 300 espécies de plantas, incluindo o algodão⁴. O algodão de Upland (Gossypium hirsutum L.) é amplamente cultivado no sudeste dos Estados Unidos, mas a falta de R. as variedades resistentes de reniformis impedem a gerência^2,3do nematóide. Estratégias de manejo como o tratamento de nematicida e a rotação com espécies de culturas não hospedeiras têm sido utilizadas para reduzir o solo R. densidades populacionais de reniformis ^5,6, mas as perdas de rendimento de algodão de semente podem geralmente variar de 1 a 5%². Sintomas de R. a infecção por reniformis pode incluir atordoamento de plantas, crescimento de raízes suprimidos, deficiências nutricionais, aborto de frutos e maturidade tardia². No entanto, os sintomas podem não ser evidentes devido à uniformidade dos sintomas em todo o campo; Portanto, abordagens para avaliar R. a infecção de reniformis é necessária para identificar e desenvolver variedades resistentes do algodão do Upland. Avaliação de R. a resistência de reniformis no algodão é considerada difícil⁷, porque o sistema de raiz contaminado pode parecer normal mesmo que a planta possa mostrar sintomas da infecção⁸.

Um protocolo eficaz da seleção do nematoide é exigido para a identificação de R. reniformis adesões resistentes da coleção do germoplasma do algodão, e para a determinação da genética da resistência para estes acessos. Tal protocolo auxiliará na transferência de genes de resistência para o algodão de terras altas. Vários métodos de bioensaio têm sido utilizados para avaliar R. infecção por reniformis em algodoeiro^{8,9,10,11,12,13,14,15}. Em geral, duas abordagens principais têm sido utilizadas para a identificação de R. genótipos de algodão resistentes ao reniformis . A abordagem mais freqüentemente utilizada envolve a extração de ovos e/ou nematoides Vermiformes de plantas infectadas ou do solo^{8,11,12,14,15}. A metodologia geral para essa abordagem envolve o plantio de sementes para os genótipos de algodão individuais em vasos separados, permitindo que as mudas se desenvolvam por 7 a 14 dias, inoculando as mudas adicionando uma mistura de estádios Vermiformes de R. reniformis ao solo, e permitindo que os nematóides infectem o sistema de raiz para 30 a 60 dias. Em seguida, os nematoides Vermiformes e/ou os ovos são extraídos do sistema radicular infectado de cada planta ou do solo potting. O número de nematoides extraídos ou ovos é então determinado para estimar a densidade populacional e a taxa de reprodução, que são comparadas com os genótipos de controle, a fim de identificar genótipos resistentes.

Uma abordagem alternativa, como aqui descrita, envolve o exame microscopicamente do sistema radicular do algodoeiro que foi infectado com nematoides para determinar o número de nematoides femininos parasitando as raízes^,10,16. Semelhante a outras abordagens, os genótipos de algodoeiro são plantados em vasos separados e inoculadas com nematoides Vermiformes aproximadamente 7 dias após o plantio. No prazo de 30 dias após a inoculação, o sistema radicular é retirado das plantas individuais e o solo é enxaguado das raízes. Em seguida, os nematoides anexados ao sistema radicular são manchados com corante alimentar vermelho¹⁷, e as raízes são examinadas microscopicamente para determinar o número de sítios de infecção com genótipos de algodão resistentes (identificados com base no número de nematoides por grama de raiz) em comparação com um controle suscetível¹⁶. Essa segunda abordagem tem a vantagem de aumentar a taxa de transferência, reduzindo o número de dias necessários para a avaliação e aumentando o número de genótipos individuais avaliados em um único experimento. As metodologias de triagem que avaliam a densidade populacional ou a taxa de reprodução são muitas vezes mais demoradas do que aquelas baseadas em observações visuais dos sinais de infecção⁷. Entretanto, uma limitação dessa abordagem é que a resistência da planta hospedeira que dificulta a reprodução do nematoide determinada pela produção de ovos não é avaliada¹³.

Protocolos de triagem para R. a resistência de reniformis destrói frequentemente o sistema da raiz durante a avaliação⁷ e envolve o tiro vegetativo que está sendo Descartado. Para superar essa limitação, foi desenvolvido um método de propagação vegetativa para permitir a recuperação de plantas para a produção de sementes¹⁸. Após a remoção do sistema radicular para a avaliação do nematoide, o disparo vegetativo é plantado em solo de potting para permitir que o sistema radicular se recupere. Este método tem amplas aplicações para a maioria R. protocolos de triagem de reniformis . Um método simples e rápido de propagação vegetativa é de importância crítica para a reprodução de R. as variedades resistentes do algodão do Upland de reniformis , onde a recuperação da progêia é exigida para avançar genótipos resistentes à geração seguinte.

Um protocolo é apresentado para a seleção em grande escala de genótipos do algodão para a resistência do nematóide do reniformes. O objetivo é desenvolver um método simples e rápido de triagem não destrutiva para avaliar populações de reprodutores de algodão para resistência a nematódeos, a fim de auxiliar na criação de variedades resistentes de algodão de terras altas. Utilizando este protocolo, os dados são tipicamente obtidos dentro de 35 dias, com mais de 300 genótipos avaliados em um único experimento. Os dados são apresentados para genótipos resistentes e suscetíveis para ilustrar a variação comumente observada com esses métodos.