Divergência genética entre cultivares comerciais de repolho quanto à preferência do pulgão‑da‑couve

Genetic divergence between cabbage commercial cultivars as to cabbage aphid preference

ENTOMOLOGIA

Divergência genética entre cultivares comerciais de repolho quanto à preferência do pulgão‑da‑couve

Genetic divergence between cabbage commercial cultivars as to cabbage aphid preference

Brisa do Svadeshi Cabral de Melo; Ervino Bleicher; Cândida Hermínia Campos de Magalhães Bertini; Jefté Ferreira da Silva

Universidade Federal do Ceará, Avenida Mister Hull, s/nº, Pici, CEP 60021‑970 Fortaleza, Ceará. E‑mail: [e-mail], [e-mail], [e-mail], [e-mail]

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi avaliar a divergência genética entre cultivares de repolho quanto à preferência alimentar do pulgão‑da‑couve (Brevicoryne brassicae). O experimento foi realizado com 27 cultivares, em casa de vegetação, com determinação da preferência do afídeo em ensaios com ou sem chance de escolha. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso, com 27 tratamentos e cinco repetições. Estimaram-se as distâncias generalizadas de Mahalanobis e as cultivares foram agrupadas pelo método de Tocher, com formação de sete grupos. As cultivares Chato de Quintal, Ryuho e Taishita foram as menos preferidas pelo afídeo. A distância máxima foi verificada entre as cultivares Das 4 Estações e Suki, e a mínima ocorreu entre Chato de Quintal e Astrus Plus. O número de ninfas é a variável que permite maior diferenciação entre as cultivares. Há variabilidade entre as cultivares comerciais de repolho quanto à preferência alimentar do pulgão.

Termos para indexação:Brassica oleracea, Brevicoryne brassicae, interação planta‑inseto, mecanismo de resistência, preferência alimentar.

ABSTRACT

The objective of this work was to evaluate the genetic divergence between cabbage cultivars, concerning the feeding preference of cabbage aphid (Brevicoryne brassicae). The experiment was carried out with 27 cultivars, in greenhouse, where the aphid preference was determined in assays with or without choice. A randomized block design was used with 27 treatments and five replicates. Mahalanobis' generalized distances were estimated and the cultivars were grouped by Tocher's method with seven groups formed. 'Chato de Quintal', 'Ryuho', and 'Taishita' were the less preferred cultivars by the aphid. The maximum distance was observed between the cultivars Das 4 Estações and Suki, the minimal distance occurred between 'Chato de Quintal' and 'Astrus Plus'. The number of nymphs is the variable that allows the highest differentiation between cultivars. There is variability between cabbage commercial cultivars as to aphid feeding preference.

Index terms:Brassica oleracea, Brevicoryne brassicae, plant‑insect interaction, resistance mechanism, feeding preference.

Introdução

A infestação de cultivos de repolho (Brassica oleracea var. capitata) pelo pulgão‑da‑couve (Brevicoryne brassicae L., 1758) é frequente. O afídeo atinge facilmente elevadas densidades, o que compromete a qualidade e produtividade da cultura (Girousse et al., 2003; Ahmad & Aslam, 2005). A aplicação de inseticidas tem sido a principal prática utilizada para seu controle (Andrei, 2009). No entanto, ela pode causar a morte de organismos benéficos (Bacci et al., 2001), a indução da resistência no inseto‑alvo (Almeida et al., 2007), impactos ambientais e a contaminação dos alimentos.

Estudos mostram que várias espécies de crucíferas apresentam resistência a insetos (Menezes Junior et al., 2005; Thuler et al., 2007; Munthali, 2009). Entretanto, os níveis de resistência a afídeos registrados em brássicas (Ellis et al., 1998; Pink et al., 2003; Pokhraj et al., 2005; Bashir, 2011) não são suficientes para assegurar que as cultivares fiquem livres de seu ataque (Collier & Finch, 2007). Há relatos de resistência ao pulgão‑da‑couve nos 375 gêneros que compõem a família Brassicaceae (Ellis et al., 1998), mas a carência de fontes de resistência em genomas compatíveis compromete o sucesso da introgressão da resistência por meio do melhoramento convencional interespecífico (Bhatia et al., 2011).

O estudo da divergência genética das populações quanto à resistência ao pulgão‑da‑couve é útil na seleção de progenitores para a obtenção de combinações híbridas com maior efeito heterótico e maior heterozigose, que facilitam a recuperação de genótipos superiores nas gerações segregantes (Cruz & Regazzi, 2001; Oliveira et al., 2003).

O objetivo deste trabalho foi avaliar a divergência genética entre cultivares de repolho quanto à preferência alimentar do pulgão‑da‑couve (Brevicoryne brassicae).

Material e Métodos

O experimento foi realizado em casa de vegetação do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal do Ceará (UFC), em Fortaleza, CE, de 17/12/2010 a 10/02/2011. A temperatura média máxima foi de 37,93±1,49°C e mínima de 27,02±0,81°C, tendo-se registrado 82,62±4,15% como máxima umidade relativa e 52,62±7,08% como mínima.

Vinte sete cultivares comerciais de repolho (Tabela 1) foram semeadas em bandejas de isopor, com 128 células, em 17 e 20 de dezembro de 2010. Após 28 dias do plantio, as mudas foram transplantadas para vasos descartáveis de poliestireno (300 mL), com substrato constituído de húmus de minhoca, areia e vermiculita à proporção de 3:3:1, respectivamente.

Cada tratamento foi representado por uma cultivar. A unidade experimental consistiu de uma planta, com quatro folhas verdadeiras totalmente expandidas. Cada planta foi infestada com cinco fêmeas ápteras e adultas de pulgões, previamente selecionadas. Os exemplares de B. brassicae utilizados para os ensaios provieram da criação da UFC, mantida com o repolho 'Chato de Quintal'. A cada 5 min, os pulgões eram selecionados da criação e transferidos à planta correspondente ao tratamento. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos ao acaso, com 27 tratamentos e 5 repetições.

Avaliou-se o comportamento dos pulgões em dois ensaios, um com chance de escolha, com movimentação livre dos insetos entre os tratamentos, e outro sem chance de escolha entre as cultivares, com as plantas confinadas em minigaiolas. Cada minigaiola foi confeccionada com cano PVC de 23 mm de diâmetro interno. O cano foi seccionado em pedaços de 1 cm de altura, com área de 4,15 cm², e foi coberto com tecido, para permitir a circulação de ar e a entrada de luz.

Após três dias da infestação, foi contado o número de adultos vivos (NAV) e de ninfas (NN) presentes na planta. No ensaio sem chance de escolha, os adultos mortos depositavam-se no fundo das minigaiolas, o que possibilitou o registro da mortalidade (número de adultos mortos – NAM). A taxa de natalidade (TN) foi calculada por NN/5, em que 5 é o número inicial de pulgões.

Os dados das variáveis foram transformados em (x + 0,5)^0,5 e submetidos à análise de variância. As médias das cultivares, para cada variável, foram submetidas ao agrupamento proposto por Scott‑Knott (Scott & Knott, 1974) a 5% probabilidade.

Adotou-se a metodologia desenvolvida por Mulamba & Mock (1978), que consiste em classificar as variáveis analisadas, atribuindo-se nota crescente de acordo com as características desejáveis para o melhoramento. As variáveis de cada parcela são então ranqueadas, e o índice da soma dos postos das parcelas é obtido de acordo com as notas atribuídas. Aplicou-se o teste de comparação múltipla de Scott‑Knott a esses índices, conforme a metodologia empregada por Silva & Bleicher (2010), para a formação dos grupos.

Obteve-se a estimativa da distância de Mahalanobis (D²) e quantificou-se a contribuição relativa de cada variável para a divergência genética, pelo método proposto por Singh (1981). Com os dados de D², realizou-se a separação das cultivares mais similares, pela formação de grupos com a técnica de agrupamento de Tocher.

As análises estatísticas univariadas e multivariadas foram processadas pelo programa Genes (Cruz, 2007).

Resultados e Discussão

Dois grupos de cultivares foram formados no teste com chance de escolha, de acordo com o número de adultos vivos, o número de ninfas e a taxa de natalidade (Tabela 2). As cultivares Chato de Quintal (tratamento 3), Chiaki, Ryuho, Blue Dinasty, Das 4 Estações, Taishita, 60 Dias, Suki e Bobcat foram menos preferidas pelos adultos, tendo apresentado menor número de adultos vivos. Nessas cultivares, a taxa de natalidade foi significativamente menor do que nas demais. O número de ninfas foi menor em 'Chato de Quintal' (tratamento 3), 'Chiaki', 'Ryuho', 'Blue Dinasty', 'Das 4 Estações', 'Coração de Boi Gigante', 'Taishita', '60 Dias', 'Suki', 'Takami'.

No ensaio sem chance de escolha, os grupos formados com as variáveis número de adultos vivos e número de adultos mortos não diferiram. Esse resultado decorre do uso de uma mesma quantidade de insetos para a infestação nas minigaiolas, que não possibilitam fugas. No entanto, o número de ninfas e a taxa de natalidade foram menores nas cultivares Chato de Quintal (tratamento 3), Chiaki, Ryuho, Taishita, Takami, Suki, Kenzo, Akahana, Roxo (tratamento 2), Chato de Quintal (tratamento 6), Astrus Plus e Louco de Verão (tratamento 1).

Munthali (2009), em estudo com outras cultivares de repolho, verificou que a capacidade reprodutiva de B. brassicae é menor se a cultivar tem algum efeito antibiótico sobre a praga, ou seja, a variedade pode afetar a capacidade reprodutiva do pulgão. Em testes sem chance de escolha, considera-se que o pulgão pode superar os efeitos de possíveis substâncias deterrentes (Bhatia et al., 2011) e atacar a planta mesmo sem preferi‑la. Neste caso, não é possível determinar se os efeitos fisiológicos na população do inseto são resultantes da ação de substâncias tóxicas da planta (antibiose), ou da alimentação deficiente decorrente da não preferência (antixenose). No presente trabalho, no entanto, observou-se que, em algumas cultivares, o pulgão B. brassicae exibiu o mesmo comportamento, independentemente da condição de confinamento.

As cultivares Chato de Quintal (tratamento 3), Taishita, Suki, Chiaki e Ryuho tiveram menor número médio de adultos vivos no experimento com chance de escolha, e foram menos preferidas pelo afídeo. Também apresentaram menor número de ninfas e taxa de natalidade nos experimentos com e sem chance de escolha. Ao associar a soma de postos (Mulamba & Mock, 1978) ao método de agrupamento de Scott‑Knott, foi possível reunir as cultivares analisadas em três grupos (Tabela 3), classificados como moderadamente resistente, suscetível e altamente suscetível.

As seguintes cultivares apresentaram menor quantidade de pulgão de acordo com a soma de postos: Chato de Quintal (tratamento 3), Ryuho, Taishita, Chiaki, Suki. Nenhuma das nove cultivares avaliadas por Munthali (2009), na África, apresentou-se totalmente livre de B. brassicae, o que também ocorreu no presente trabalho.

Foi possível verificar que a preferência do pulgão pode diferir em uma mesma cultivar, comercializada por empresas diferentes: Chato de Quintal (tratamentos 3 e 6); Repolho roxo (tratamentos 2 e 14); e Louco de verão (tratamentos 1, 13 e 27). Essas diferenças no grau de resistência de uma mesma cultivar podem ter ocorrido pelo processo de seleção realizado por cada empresa de sementes. Fatores ambientais também devem ser considerados, por sua interferência na expressão fenotípica das cultivares, o que tem influência direta na seleção.

A amplitude máxima em D² foi observada entre os repolhos 'Das 4 Estações' e 'Suki' (Tabela 4). Essas cultivares foram as mais divergentes quanto à resistência ao pulgão, considerando-se as variáveis avaliadas.

Cerca de 60% das maiores distâncias D² ocorreram quando as cultivares foram comparadas a 'Das 4 Estações'. No entanto, somente duas das cultivares moderadamente resistentes (Taishita e Suki) apresentaram maiores valores de D² na comparação com 'Das 4 Estações', classificada como sucetível. As outras três cultivares classificadas como moderadamente resistentes, Chato de Quintal (tratamento 3), Chiaki e Ryuho, foram as mais dissimilares na comparação com 'Coração de Boi' (altamente sucetível) (Tabela 4). Com base nesses dados, os híbridos 'Taishita', 'Suki', 'Chiaki' e 'Ryuho' podem compor fontes de resistência a B. brassicae, a partir de populações segregantes.

Verificou-se distância mínima entre as 'Chato de Quintal' (tratamento 6) e 'Astrus Plus'. Por comporem o mesmo grupo formado pelo teste de Scott‑Knott, e de acordo com o ranqueamento das parcelas (Tabela 3), já se esperava pequena distância entre essas cultivares.

O método de otimização de Tocher, com base na distância de Mahalanobis, distribuiu as cultivares em sete grupos (Tabela 5). As cultivares moderadamente resistentes foram distribuídas em dois grupos: grupo 2, com Taishita, Suki, e Chato de Quintal; e grupo 3, com Chiaki e Ryuho (Tabela 5). Os integrantes do grupo 2 e os do 3 mantiveram as menores distâncias entre si. As cultivares ranqueadas e separadas pelo teste de Scott‑Knott nos grupos suscetível e altamente suscetível compuseram os demais grupos formados pelo método de Tocher.

Broekgaarden et al. (2008) verificaram que a variação intraespecífica em repolho, quanto à suscetibilidade ao pulgão, ocorre em razão da diferença na regulação da expressão gênica entre as cultivares.

Cada um dos grupos 5, 6 e 7 contêm um exemplar de 'Das Quatro Estações', 'Roxo Gigante' (tratamento 14) e 'Louco de Verão' (tratamento 1). As maiores distâncias D² foram verificadas na comparação entre Roxo Gigante (tratamento 14), no grupo 6, e Louco de verão (tratamento 1), no grupo 7, com 'Das Quatro Estações', no grupo 5 (Tabela 5).

As cultivares Chato de Quintal (tratamento 3), Roxo Gigante (tratamento 14) e Louco de Verão (tratamento 1) também foram agrupadas em grupos distintos pelo teste de Scott‑Knott (Tabela 3). No entanto, os repolhos '60 Dias' (tratamentos 18 e 4) encontram-se em grupos dissimilares, apesar de o teste de Scott‑Knott não as ter separado. As maiores distâncias médias foram obtidas entre os grupos 5 e 6, e 5 e 7 (Tabela 6).

Quanto à importância relativa das variáveis utilizadas para a avaliação da dissimilaridade genética, o número de ninfas foi a que mais influenciou a distância generalizada de Mahalanobis (Tabela 7), tanto nos ensaios sem chance de escolha como nos com chance de escolha. Resultados semelhantes foram observados por Broekgaarden et al. (2008).

Conclusões

1. Há divergência genética entre as cultivares comerciais de repolho, quanto à preferência alimentar de Brevicoryne brassicae.

2. As cultivares Chato de Quintal, Taishita e Ryuho são menos infestadas pelo pulgão‑da‑couve; e os híbridos Taishita, Suki, Chiaki e Ryuho podem compor fontes de resistência a B. brassicae, a partir de populações segregantes.

3. O número de ninfas é a variável que mais contribui para a avaliação da dissimilaridade entre as cultivares.

Recebido em 6 de dezembro de 2012 e aprovado em 29 de abril de 2013

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  12 Ago 2013
• Data do Fascículo
  Maio 2013

Histórico

• Recebido
  06 Dez 2012
• Aceito
  29 Abr 2013