Piramidação de genes da Videira (Vitis vinifera) para resistência ao Mildio (Plasmopara viticola) e caracterização das interações genótipos e ambiente

Abstract

O cultivo de uva possui marcante papel cultural em diversas regiões do mundo. Programas de melhoramento genético da videira tem baseado as seleções de genótipos superiores a partir da avaliação de caracteres de qualidade da uva e resistência a doenças, via seleção de locos gênicos associados à resistência (R-locos). Baseando-se na crescente demanda por cultivares viníferas com resistência a doenças, foi desenvolvida esta tese, com o objetivo de gerar e selecionar genótipos de videira PIWI com genes de resistência ao míldio em diferentes níveis de piramidação, conhecer a dinâmica genética populacional do míldio (Plasmopara viticola) nos vinhedos catarinense, bem como, descrever o desenvolvimento fenológico de genótipos PIWI nas condições climáticas de Santa Catarina. Para isto a tese foi dividida em cinco capítulos. O primeiro capítulo refere-se à seleção assistida por marcadores moleculares. Neste estudo foi verificado que existe efeito aditivo para a maior parte das interações genicas, o genótipo piramidado para os genes Rpv1+Rpv3.1+Rpv10 apresentou o maior nível de resistência e o Rpv10 foi o R-locos que proporcionou maior restrição ao crescimento do patógeno isoladamente. No segundo capítulo, foi avaliado a influência do ambiente e do hospedeiro, contendo diferentes R-locos, sobre a estrutura genética de populações de P. viticola no estado de Santa Catarina, Brasil. Foi demonstrado que a principal influencia sobre a estrutura genética em populações deste patógeno é do hospedeiro, mesmo havendo interações com o ambiente. Hospedeiros contendo genes piramidados apresentaram uma maior barreira para o estabelecimento das populações de míldio. No terceiro capítulo foi caracterizado a fenologia de cultivares PIWI, buscando-se conhecer demanda térmica de alguns cultivares que se destacam como potenciais para cultivo comercial. Foi observado que, em todos os genótipos avaliados a maior exegencia térmica está entre as fases fenológicas de florescimento e o véraison. A exigência térmica para completar o ciclo, na região dos vales da uva Goethe, onde foi acompanhado a soma térmica, variou entre 1260 °C dia (cv. Felícia) e 1454 °C dia (cv. Aromera). O quarto capítulo refere-se ao estudo realizado a partir da mensuração das áreas de folhas de 11 genótipos cultivadas em cinco ambientes distintos. Este estudo indicou a existência de interação entre genótipos e ambiente também para a área da folha. Além disto, foram gerados modelos lineares para predição da área foliar em 11 genótipos. No quinto capitulo esta relatado as atividades de pesquisa desenvolvindas junto à Unità di Genetica e Miglioramento Genetico della Vite (UGMGV), da Fondazione Edmund Mach (Trento, IT), no âmbito de cooperação em que foram desenvolvidas as atividades, foi gerado um estudo descrevendo um genótipo portador de resistência ao míldio, que foi confirmado possuir o Rpv27, que herdou a partir da sua ancestralidade com V. aestivalis. A população segregante gerada a partir da autofecundação deste genótipo gerou indivíduos com segregação para a resistência ao míldio, oídio e black rot, indicando que seu uso é possível como doador de novas fontes de resistência genética a doenças em programas de melhoramento genético da videira.

Abstract: The cultivation of wine grapes has a marked cultural role in different regions of the world, being mainly linked to quality. Genetic improvement programs for the grapevine have based the selection of superior genotypes based on the evaluation of qualitative traits, such as absence of seeds, for table grapes, bunch architecture, as well as, resistance to diseases, via selection of R- loco. Based on this scenario and on the growing demand for disease-resistant wine cultivars, this thesis was developed, aiming to generate and select genotypes of PIWI grape with downy mildew resistance genes at different levels of pyramidation, to know the population genetic dynamics of the downy mildew (Plasmopara viticola) in the Santa Catarina vineyards, as well as describe the phenological development of PIWI genotypes in the Santa Catarina climatic conditions. For this, the thesis was divided into five chapters. The first chapter refers to the selection assisted by molecular markers, generating genotypes that carry pyramidized resistance genes. In this study it was verified that there is an additive effect for most of the genetic interactions, the pyramid genotype for the genes Rpv1+Rpv3.1+Rpv10 showed the highest level of resistance and Rpv10 was the R-locus that when only in the genome provided greater restriction to the growth of the pathogen. In the second chapter, the influence of the environment and the host, containing different R-loci, on the genetic structure of P. viticola populations in the state of Santa Catarina, Brazil, was evaluated. It has been shown that the main influence on the genetic structure in populations of this pathogen is that of the pathogen, even if there is interaction with the environment. It has also been demonstrated that hosts containing pyramid genes present a greater barrier to the establishment of downy mildew populations. In the third chapter, the phenology of PIWI cultivars was characterized. It was observed that, in all genotypes evaluated, the greatest thermal exegence is between the phenological phases of flowering and veraison. The thermal requirement to complete the cycle, in the region of the Goethe grape valleys, where the thermal sum was monitored, varied between 1260 ° C day (cv. Felícia) and 1454 ° C day (cv. Aromera). Leaf areas of 11 genotypes grown in five different environments were measured. This study also indicated the existence of interaction between genotypes and environment for the leaf area. In addition, linear models were generated to predict the leaf area for the 11 genotypes, based on the measurement of some dimension of the same. A study was also generated describing a genotype with resistance to mildew, which was confirmed to have Rpv27, which it inherited from its ancestry with V. aestivalis. The segregating population generated from the self-fertilization of this genotype generated individuals with segregation for resistance to mildew, powdery mildew and black rot, indicating that its use is possible as a donor of new sources of genetic resistance to diseases in genetic improvement programs of the vine.