Adaptação de isolados de Plasmopara viticola, agente causal do míldio, frente a mecanismos de defesa conferidos por diferentes genes de resistência em videira

Abstract

O melhoramento genético da videira com ênfase na resistência a doenças é uma das principais estratégias na promoção da sustentabilidade na vitivinicultura mundial. Contudo, patógenos biotróficos com sistema misto de reprodução e heterotalismo, como o Plasmopara viticola, agente causal do míldio da videira, apresentam alto potencial evolutivo que confere alta capacidade de superação de genes de resistência. Dessa forma, objetivou-se com o presente trabalho avaliar a adaptação de populações e subpopulações de Plasmopara viticola a diferentes alelos de resistência, como indicador de durabilidade de resistência conferida por estes alelos, no estado de Santa Catarina. Para isso foram realizadas amostragens de conjuntos de isolados de P. viticola das populações do patógeno nos municípios de Curitibanos no ano de 2021 e Urussanga nos anos de 2020 e 2021, bem como de quatro subpopulações coletadas de hospedeiros específicos no município de Urussanga no ano de 2021 (Subpopulação 1: hospedeiros contendo apenas Rpv3; Subpopulação 2: hospedeiros contendo apenas Rpv10; Subpopulação 3: hospedeiros contendo Rpv3+10; Subpopulação 4: hospedeiro contendo Rpv1+3). A partir das amostragens foram elaboradas suspensões de esporângio utilizadas na inoculação cruzada em discos foliares da cultivar suscetível Cabernet Sauvignon e um painel de dez cultivares/genótipos contendo diferentes alelos de resistência (Rpv3.1, Rpv3.1+3.2, Rpv3.1+3.3, Rpv1+3.1 Rpv10, Rpv10+3.3, Rpv10+3.1+3.3, Rpv12 e Rpv12+3.1). Aos seis dias após a inoculação cruzada foi avaliado a severidade da doença, nível de resistência (descritor OIV 452-1) e incidência de esporulações; aos sete dias após a inoculação foi mensurado a produção de esporângios. Os dados obtidos foram submetidos à análise de normalidade e variância, seguido dos testes de Freedman e Dunn?s Tukey. O alelo Rpv12 é a fonte de resistência de maior efeito quando inoculado com as populações e subpopulações de míldio coletadas no estado de Santa Catarina, limitando completamente a esporulação do patógeno. O Rpv10 também se mostrou altamente eficiente, não permitindo a detecção de efeito aditivo da piramidação com o alelo Rpv3. Foi identificado ainda um processo de erosão do mecanismo de resistência genética do alelo Rpv3, particularmente os haplótipos Rpv3.1 e Rpv3.3, uma vez que as cultivares Felicia e Regent, de maneira geral, apresentaram esporulação tão densa quanto a Cabernet Sauvignon. Por outro lado, Rpv1+3 conferiu elevado nível de resistência, embora foram identificados isolados que esporularam em hospedeiros contendo os dois alelos piramidados no estado de Santa Catarina. O presente estudo fornece informações quanto ao nível de resistência dos principais genes Rpv no estado de Santa Catarina, bem como, o indicativo da presença de isolados de P. viticola com potencial superação do efeito do alelo Rpv3. Este conhecimento é fundamental para a definição de estratégias que promovam a durabilidade conferida por estes alelos de resistência.

Abstract: The grapevine breeding for disease resistance is one of the main strategies to promote the viticulture sustainability worldwide. However, biotrophic pathogens with a mixed reproduction systems and heterotalism, such as Plasmopara viticola, the causal agent of grapevine downy mildew, have a high evolutionary potential that confers a high capacity to overcome resistance mechanism conferred by R-genes. Thus, the main objective of this work was to evaluate the adaptation of populations and subpopulations of Plasmopara viticola to different resistance alleles, as an indicator of resistance durability in Santa Catarina state. For this purpose, a set of P. viticola isolates from populations of the pathogen were collected in Curitibanos in the year 2021 and Urussanga in the years 2020 and 2021, as well as four subpopulations collected from specific hosts in Urussanga in the year of 2021 (Subpopulation 1: hosts containing only Rpv3; Subpopulation 2: hosts containing only Rpv10; Subpopulation 3: hosts containing Rpv3+10; Subpopulation 4: host containing Rpv1+3). From these sets of isolates, suspensions of sporangia were prepared and used in cross inoculations of leaf discs of the susceptible cultivar Cabernet Sauvignon and a panel of ten cultivars/genotypes containing different resistance alleles (Rpv3.1, Rpv3.1+3.2, Rpv3.1+3.3, Rpv1+3.1 Rpv10, Rpv10+3.3, Rpv10+3.1+3.3, Rpv12 and Rpv12+3.1). At six days after crossinoculation, disease severity, resistance level (OIV 452-1 descriptor) and incidence were evaluated; at seven days after inoculation, sporangia production was measured. The data obtained were subjected to analysis of normality and variance, followed by the Freedman, Dunn's and Tukey tests. The Rpv12 allele is the most effective source of resistance when inoculated with the populations and subpopulations of downy mildew collected in the state of Santa Catarina, having completely limited the sporulation of the pathogen. Rpv10 was also highly efficient, not allowing the detection of the additive effect of pyramidation with the Rpv3 allele. A process of genetic resistance erosion of the Rpv3 allele was identified, particularly the Rpv3.1 and Rpv3.3 haplotypes, since the cultivars Felicia and Regent presented sporulation density as Cabernet Sauvignon. On the other hand, Rpv1+3 showed a high level of resistance, although isolates with potential risk to the durability of resistance of pyramided Rpv1 and Rpv3.1 genes were identified in Santa Catarina state. The present study provides information regarding the level of resistance of the main Rpv genes in Santa Catarina state, also an indication of the presence of P. viticola isolates with potential to overcome the Rpv3 allele. This knowledge is fundamental for the definition of strategies that promote the resistance durability conferred by these alleles.