Resumo - Esalq

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GENÉTICA E MELHORAMENTO DE PLANTAS
LGN 5799 – Seminários em Genética e Melhoramento de Plantas
Departamento de Genética
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MELHORAMENTO GENÉTICO DE ARROZ PARA RESISTÊNCIA À
SOGATA [Tagosodes orizicolus (Muir)] E AO VÍRUS DA FOLHA
BRANCA (RHBV)
Doutorando: Rosa Maria Alvarez Parra
Orientador: Prof. Dr. Isaias Olívio Geraldi
O arroz é um alimento universal que abastece dois terços da população mundial. O gênero
Oryza contém 21 espécies, dividida em quatro complexos de espécies: O. sativa, O officinalis,
O. ridelyi e O. granulata. O complexo O. sativa contem oito espécies diplóides das quais duas
são domesticadas: O. glaberrima, restrita ao continente Africano, e O. sativa, a qual está
dividida em três subespécies: O. sativa javanica; O. sativa japonica, cultivada na Ásia, África,
América do Norte e América do Sul; e O. sativa indica, cultivada amplamente nas regiões
tropicais. A produção na América tropical é fortemente afetada pelo inseto sogata (Tagosodes
orizicolus Muir - Homóptera: Delphacidae), de duas maneiras: diretamente (dano mecânico),
quando as ninfas e adultos do inseto se alimentam tanto do mesófilo como do floema das
plantas; e indiretamente, como vetor de um Tenuivirus chamado Vírus da Folha Branca ou Rice
Hoja Blanca Virus (RHBV) (Morales e Niessen, 1983; Zeigler et al., 1994). O dano direto se
apresenta com sintomas de avançada senescência, amarelecimento e necrose acelerada das
folhas, começando desde o ápice e bordas até a parte basal das mesmas, podendo ocasionar
a redução do crescimento e até a morte das plantas afetadas. Alguns estudos estabelecem que
a resistência ao dano mecânico de sogata é controlada pela ação de um gene principal junto
com outro gene modificador (Pardey et al., 2000), embora os fatores da resistência ao inseto
ainda não tenham sido esclarecidos.
A transmissão do RHBV é o dano mais importante causado pela praga, gerando perdas na
produção de até 100% (Jennings, 1960). O vírus pode se replicar tanto na planta quanto no
inseto, e a capacidade do inseto para se infectar, replicar e transmitir o RHBV estão sob
controle genético de um alelo recessivo (Zeigler e Morales, 1990); isso gera epidemias cíclicas
do RHBV na América Tropical, com intervalos mais longos sem a doença. Os sintomas do
RHBV correspondem a uma descoloração rajada nas folhas, sendo mais afetadas as folhas
novas que podem aparecer completamente brancas desde o nascimento. Assim, dependendo
do número de folhas afetadas, pode ocorrer a morte da planta antes da floração, e ainda que
isso não ocorra, pode haver a diminuição da produção de grãos da planta. A redução no
crescimento e rendimento da planta afetada está correlacionada com a severidade da
infestação, com a quantidade de vetores reais na população de insetos e com a idade da
planta no momento da exposição (Gálvez, 1968).
Os trabalhos de melhoramento genético de arroz têm orientado a obtenção de cultivares
com resistência ao inseto e ao vírus. Os genes de resistência usados foram introgredidos de
Oryza sativa subespécie japonica, a alguns cultivares de Oryza sativa subespécie indica, e
estes, por sua vez, têm sido usados como fontes de resistência para a obtenção de todos os
cultivares de arroz indica que existem na América, contribuindo com o estreitamento da base
genética da cultura (Cuevas-Pérez et al., 1992b). Nos programas de melhoramento,
geralmente são feitos cruzamentos triplos sob o enfoque da complementaridade genética, nos
quais pelo menos o terceiro genitor tem resistência genética ao vírus e ao inseto. O processo
de avaliação e seleção pode ser feito pelos programas nacionais, usando metodologias de
avaliação desenvolvidas pelo Instituto Internacional de Pesquisa de Arroz (IRRI), com colônias
de insetos virulentos e não virulentos disponíveis nas instalações do CIAT/FLAR, na Colômbia.
Embora o esforço realizado no melhoramento tradicional tenha sido grande, a maioria dos
cultivares recomendados para América Latina é suscetível ao RHBV (Cuevas-Pérez et al.,
1992a). Isso se deve ao fato de as pesquisas básicas para determinar mecanismos e fatores
de resistência serem relativamente recentes (Calvert et al., 2004). Atualmente, sabe-se que o
RHBV tem um genoma de RNA anti-senso, o qual é dividido em quatro segmentos e possui um
gene no segmento 3 do RNA, o qual codifica a proteína NS3, capaz de inabilitar o mecanismo
de silenciamento gênico em plantas, insetos e até mamíferos (Hans et al., 2007; Schnettler et
al., 2008; Hemmes; et al., 2009). Além disso, a subespécie japonica tem um gene associado à
resistência viral via silenciamento gênico no cromossomo 4, o qual está defeituoso na
subespécie indica por efeito de uma deleção de 350 nucleotídeos, e que variedades indica
resistentes ao HVBV apresentam um padrão de bandas associado ao arroz tipo japonica para
esse gene, por efeito da introgressão. (Labrín , 2007).
Atualmente, existem outras fontes de resistência, como o arroz transgênico com o gene da
nucleoproteína (N) do RHBV desenvolvido pelo CIAT nos anos 90 (Z. Lentini et al., 2003), além
da identificação de resistência ao RHBV e à sogata em plantas de Oryza latifolia localizadas na
zona do Pacífico colombiano. Na época atual, espera-se que a obtenção de cultivares
resistente à sogata e ao RHBV seja mais fácil, devido ao conhecimento que se está
alcançando na inter-relação planta-vírus-inseto, e isso terá que envolver estratégias baseadas
no trabalho colaborativo entre o melhoramento tradicional e a biotecnologia.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CALVERT, L.; PARDEY, C.; TRIANA, M.; MENESES, R. 2004. Avances en la búsqueda de mecanismos
de resistencia a Tagosodes orizicolus (Muir) plaga del arroz en América Latina. V Seminario Científico
Internacional de Sanidad Vegetal, Ciudad de La Habana, (Cuba), 24-28 mayo.
http://www.fao.org/agris/search/display.do?f=2007/CU/CU0705.xml;CU2007102093.
HEMMES H.; KAAIJ L.; LOHUIS D.; PRINS M.; GOLDBACH R.; SCHNETTLER E. 2009. Binding of small
interfering RNA molecules is crucial for RNA interference suppressor activity of rice hoja blanca virus
NS3 in plants. Journal of General Virology 90, 1762–1766.
LENTINI Z.; LOZANO I.; TABARES E.; FORY L.; DOMINGUEZ J.; CUERVO M.; CALVERT L. 2003.
Expression and inheritance of hypersensitive resistance to rice hoja blanca virus mediated by the viral
nucleocapsid protein gene in transgenic rice. Theor Appl Genet 106:1018–1026
ZEIGLER, RS; PANTOJA, A; DUQUE, MC; WEBER, W. 1994. Characteristics of resistance in rice to rice
hoja Blanca virus (RHBV) and its vector Tagosodes orizicolus (Muir). Annals of Applied Biology
124:429-440.
Nota: a literatura completa pode ser consultada no último slide da apresentação.