Avaliação da resistência a tobamovirus em acessos de Capsicum spp.

Evaluation of resistance of Capsicum spp. genotypes to tobamovirus

Resumos

A resistência em Capsicum spp a tobamovírus é governada pelos genes L¹ a L4. Baseado na capacidade de alguns isolados suplantarem a resistência destes genes, os tobamovírus podem ser classificados nos patótipos P0, P1, P1-2 e P1-2-3. No Brasil, até o momento as três espécies de tobamovírus conhecidas são: Tobacco mosaic virus (TMV), Tomato mosaic virus (ToMV), pertencentes aos patótipos P0 e Pepper mild mottle virus (PMMoV) pertencente ao patótipo P1-2, respectivamente e podem infectar pimentas e pimentões. Oitenta e seis genótipos de pimentão e pimenta foram avaliados quanto à resistência a tobamovírus, sendo 62 de Capsicum annuum, 18 de C. baccatum e seis de C. chinense. Oito acessos de C. annuum, seis de C. baccatum e os acessos ICA #39, Pimenta de cheiro e PI 152225 de C. chinense apresentaram reação de hipersensibilidade ao ToMV, enquanto que o acesso Ancho de C. annuum foi considerado tolerante, permanecendo assintomático, porém permitindo a recuperação do vírus quando inoculado em Nicotiana glutinosa. Para o PMMoV patótipo P1,2 foram avaliados os acessos de pimentão e pimenta considerados resistentes ao ToMV. Somente o PI 152225 de C. chinense desencadeou reação de hipersensibilidade ao PMMoV, sendo fonte potencial de resistência para programas de melhoramento a este vírus no Brasil.

Pimentão; Pimenta; TMV; ToMV; PMMoV

The resistance of Capsicum spp to tobamoviruses is conferred by the genes series L¹ to L4. Based on the ability of some isolates to overcome the resistance genes, the tobamovirus can be classificated in the pathotypes P0, P1, P1-2 and P1-2-3. In Brazil, at this moment there are three species of tobamovirus: Tobacco mosaic virus (TMV), Tomato mosaic virus (ToMV), belonging to pathotype P0 and Pepper mild mottle virus (PMMoV) belonging to pathotype P1-2 respectively, that can infect sweet and hot peppers. Eighty-six genotypes of sweet and hot pepper were evaluated for the resistance to tobamovirus. Eigth genotypes of C. annuum, five of C. baccatum and the three genotypes ICA #39, Pimenta de cheiro and PI 152225 of C. chinense reacted with hipersensibility to ToMV, while the genotype Ancho of C. annuum was considered tolerant to ToMV, remaining symptomless but allowing the multiplication of the virus. The genotypes considered resistant to ToMV, were evaluated for the reaction to P1,2 PMMoV. Only the PI 152225 of C. chinense reacted with hipersensibility to PMMoV, indicating that it could be used as a potential source of resistance in the breeding programs from Brazil.

Sweet pepper; hot pepper; ToMV; TMV; PMMoV

ARTIGOS

Avaliação da resistência a tobamovirus em acessos de Capsicum spp.

Evaluation of resistance of Capsicum spp. genotypes to tobamovirus

Márcia Aparecida CezarI^*,¹; Renate Krause-Sakate^I; Marcelo Agenor Pavan^I; Cyro Paulino da Costa^II

^IDepartamento de Produção Vegetal, Faculdade de Ciências Agronômicas - UNESP, CP 237, CEP-18.603-970, Botucatu-SP, e-mail: [e-mail]

IIUSP/ESALQ - Depto. De Produção Vegetal - CEP 13418-900 - Piracicaba, SP

RESUMO

A resistência em Capsicum spp a tobamovírus é governada pelos genes L¹ a L⁴. Baseado na capacidade de alguns isolados suplantarem a resistência destes genes, os tobamovírus podem ser classificados nos patótipos P₀, P₁, P_1-2 e P_1-2-3. No Brasil, até o momento as três espécies de tobamovírus conhecidas são: Tobacco mosaic virus (TMV), Tomato mosaic virus (ToMV), pertencentes aos patótipos P₀ e Pepper mild mottle virus (PMMoV) pertencente ao patótipo P_1-2, respectivamente e podem infectar pimentas e pimentões. Oitenta e seis genótipos de pimentão e pimenta foram avaliados quanto à resistência a tobamovírus, sendo 62 de Capsicum annuum, 18 de C. baccatum e seis de C. chinense. Oito acessos de C. annuum, seis de C. baccatum e os acessos ICA #39, Pimenta de cheiro e PI 152225 de C. chinense apresentaram reação de hipersensibilidade ao ToMV, enquanto que o acesso Ancho de C. annuum foi considerado tolerante, permanecendo assintomático, porém permitindo a recuperação do vírus quando inoculado em Nicotiana glutinosa. Para o PMMoV patótipo P_1,2 foram avaliados os acessos de pimentão e pimenta considerados resistentes ao ToMV. Somente o PI 152225 de C. chinense desencadeou reação de hipersensibilidade ao PMMoV, sendo fonte potencial de resistência para programas de melhoramento a este vírus no Brasil.

Palavras-chave adicionais: Pimentão, Pimenta, TMV, ToMV, PMMoV

ABSTRACT

The resistance of Capsicum spp to tobamoviruses is conferred by the genes series L¹ to L⁴. Based on the ability of some isolates to overcome the resistance genes, the tobamovirus can be classificated in the pathotypes P₀, P₁, P_1-2 and P_1-2-3. In Brazil, at this moment there are three species of tobamovirus: Tobacco mosaic virus (TMV), Tomato mosaic virus (ToMV), belonging to pathotype P₀ and Pepper mild mottle virus (PMMoV) belonging to pathotype P_1-2 respectively, that can infect sweet and hot peppers. Eighty-six genotypes of sweet and hot pepper were evaluated for the resistance to tobamovirus. Eigth genotypes of C. annuum, five of C. baccatum and the three genotypes ICA #39, Pimenta de cheiro and PI 152225 of C. chinense reacted with hipersensibility to ToMV, while the genotype Ancho of C. annuum was considered tolerant to ToMV, remaining symptomless but allowing the multiplication of the virus. The genotypes considered resistant to ToMV, were evaluated for the reaction to P_1,2 PMMoV. Only the PI 152225 of C. chinense reacted with hipersensibility to PMMoV, indicating that it could be used as a potential source of resistance in the breeding programs from Brazil.

Keywords: Sweet pepper, hot pepper, ToMV, TMV and PMMoV

As pimentas e pimentões, pertencentes ao gênero Capsicum spp., são amplamente cultivadas em todo mundo (16, 19). Ocupam uma posição importante no consumo brasileiro de hortaliças destacandose entre as dez de maior consumo, tanto em valor, quanto em volume comercializado (8). A produtividade média da pimenta pode variar de acordo com a cultivar. Pimentas do tipo 'Dedo-de-moça' e 'Tabasco' apresentam uma produtividade de 10 t/ha, no caso das pimentas do tipo 'Malagueta', estas podem atingir uma produtividade de 4 ton/ha, e as do tipo 'Jalapeño' podendo atingir 30 t/ha (26). Enquanto que a cultura do pimentão atinge uma produtividade média ao redor de 30 toneladas por ha. (26).

Uma das limitações para estas culturas são as doenças de origem viral. Várias espécies do gênero Tobamovirus podem infectar Capsicum spp. , tais como o: Tobacco mosaic virus (TMV), Tomato mosaic virus (ToMV) e o Pepper mild mottle virus (PMMoV) sendo este último inicialmente relatado no Brasil infectando plantas de pimenta e pimentão em cultivos protegidos desde 2001 (4, 9, 14).

Os tobamovírus são eficientemente transmitidos por contato entre plantas, pela ação do homem, ferramentas e utensílios utilizados nos tratos culturais exigidos pela cultura, principalmente em condições de cultivo protegido (22). Além disto são transmitidos na forma de contaminantes na parte externa das sementes, e estas são consideradas a principal fonte de disseminação a longas distâncias (10). Estes vírus possuem alta estabilidade, permanecendo viáveis por longos períodos em restos culturais no solo (5, 7, 17, 18).

A resistência a tobamovírus em Capsicum spp. é controlada por uma reação de hipersensibilidade (12). Quanto à reação obtida na série de diferenciadoras de Capsicum spp. contendo os genes L⁺, L¹, L² e L³ (1, 2, 12, 16) as espécies de tobamovírus podem ser classificadas nos patótipos P₀, P₁, P_1,2e P_1,2,3, respectivamente. Todos isolados de TMV e ToMV até então estudados enquadram-se como patótipo P₀ e são incapazes de suplantar a resistência em plantas de Capsicum que contém o gene L¹ (20), enquanto que, plantas com os genes de resistência L² e L³ são facilmente infectadas pelos patótipos P_1,2 e P_1,2,3 de PMMoV, respectivamente (16). No Brasil, até o momento, somente foi verificado o patótipo P_1,2 de PMMoV (4, 9, 14), porém em países, como Espanha (11, 25), Itália (27), e o Japão (24) já foi observado o patótipo P_1,2,3 de PMMoV e este vem sendo considerado um sério entrave à produção de pimentas e pimentões. Somente o gene L⁴ é capaz de conferir resistência a este patótipo (12). A resistência em plantas do gênero Capsicum spp. presente no lócus L é do tipo dominante (1, 3, 6). O gene L¹ têm sido utilizado como fonte de resistência a tobamovírus em diversos hibridos e cultivares comerciais no Brasil como Yolo Wonder, Keystone Resistant (15) e Magali R. Esta resistência não é efetiva para o patótipo P_1,2 de PMMoV (12), que já ocorre no Brasil.

No Brasil, a introdução dos genes L³ e L⁴ nos híbridos e/ou cultivares nacionais seria satisfatória para o controle dos isolados de tobamovírus locais. Porém, pensando-se na coevolução patógeno-hospedeiro, objetivou-se verificar a reação de diversas populações de Capsicum spp. ao patótipo P₀de ToMV e ao patótipo P_1,2 de PMMoV, visando obter potenciais novas fontes de resistência para o melhoramento genético de Capsicum spp., uma vez que a utilização de plantas resistentes é a medida mais indicada no controle destes vírus em condições de campo e estufa.

MATERIAL E MÉTODOS

Seleção dos isolados de ToMV e PMMoV

Os isolados de ToMV e PMMoV, provenientes de Capsicum spp., caracterizados como patótipos P₀de ToMV e P_1-2de PMMoV obtidos por Cezar (4) foram submetidos a um teste de agressividade. Para seleção do isolado patótipo P₀ de ToMV foi avaliada sintomatologia em plantas da cultivar Magda (suscetível), enquanto que para seleção do isolado patótipo P_1-2 de PMMoV foi avaliada a sintomatologia em plantas de Capsicum frutescens 'Tabasco'(gene L²) suscetíveis a este patótipo. Plantas de Nicotiana glutinosa foram utilizadas como controle da inoculação. A avaliação foi realizada visualmente por um período de 30 dias após a inoculação, onde foram observados sintomas de mosaico nas plantas inoculadas.

Dentre os isolados de ToMV e PMMoV avaliados, foram escolhidos os isolados mediamente agressivos, ToMV-BR 02 (patótipo P₀), proveniente de pimenta da região de Sorocaba, e o isolado PMMoV-BR 12 (patótipo P_1,2), proveniente de pimentão da região de Salto.

Avaliação da resistência de Capsicum spp. ao ToMV e PMMoV

Foram avaliados 86 genótipos de pimentão e pimenta, sendo 62 acessos de C. annuum, 18 de C. baccatum e seis de C. chinense (Tabela1).

As sementes foram pré-germinadas em "Gerbox" e em seguida individualmente transplantadas em bandejas de isopor com 72 células, avaliando-se 6 plantas por acesso, mantidas em estufa plástica. A coleção de Capsicum spp. utilizada nos testes de resistência, foi gentilmente cedida pelo Prof. Dr. Cyro Paulino da Costa, do Departamento de Horticultura da ESALQ-USP.

Na obtenção do inóculo do patótipo P₀ de ToMV, plantas de tomate suscetível (AF-2485) foram utilizadas. As folhas cotiledonares (aproximadamente 15 dias da germinação das sementes) dos genótipos avaliados foram inoculadas, utilizando-se as folhas de tomateiro infectadas na proporção 1:20 (Peso:Volume) em tampão de fosfato de potássio 0,01 M, pH 7,0, contendo sulfito de sódio 0,01 M e carbureto de silício (Carborundum), como abrasivo. Em seguida, as folhas cotiledonares foram lavadas com água para a remoção do excesso de inóculo e de abrasivo e avaliadas por 30 dias. As plantas foram inoculadas três vezes consecutivas com intervalos de três dias para evitar escapes. Plantas da cv. Magda foram utilizadas como controle suscetível. A avaliação foi realizada visualmente observando-se inicialmente reação de hipersensibilidade, bem como presença ou ausência de mosaico. Após 30 dias as plantas que apresentaram queda de cotilédone e permaneceram assintomáticas foram inoculadas em N. glutinosa, na tentativa para a recuperação do vírus.

O material considerado resistente ou tolerante ao patótipo P₀ de ToMV foi posteriormente avaliado para resistência ao P_1-2 de PMMoV. Plantas de C. frutescens foram utilizadas para a multiplicação do inóculo e a inoculação e avaliação foi realizada de forma semelhante como para o ToMV. Plantas de N. glutinosa foram utilizadas na retroinoculação de plantas que permaneceram assintomáticas após a inoculação.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Dos materiais de pimentão e pimenta testados, a resistência ao patótipo P₀ de ToMV foi verificada em 8 acessos de C. annuum; 6 acessos de C. baccatum e três de C. chinense, sendo que o cv. Magda que foi utilizado como controle suscetível produziu intenso mosaico. Nestas plantas resistentes foram observadas lesões locais necróticas nas folhas e cotiledonares. Após a queda das folhas cotiledonares, esses acessos permaneceram assintomáticos. Quando inoculados individualmente em plantas de N. glutinosa (retro-inoculação) não foram observadas lesões locais características do ToMV, indicando que estas plantas não permitiram a multiplicação viral. Entretanto, um acesso de C. annuum (Ancho), proveniente do México, foi considerado tolerante ao ToMV, não tendo desenvolvido reação de hipersensibilidade, porém permitindo replicação viral com ausência de sintomas.

Dos dezessete acessos de Capsicum spp que apresentaram reação de hipersensibilidade ou tolerância ao ToMV, quando inoculados com o patótipo P_1-2 de PMMoV, dezesseis mostraram-se suscetíveis a este isolado, desenvolvendo sintomas sistêmicos de mosaico também verificados no híbrido Magali R (suscetível). Este fato evidencia que possivelmente estes possuam o gene L¹ ou L² que confere resistência somente ao patótipo P₀ e P₁. O acesso PI 152225, porém, desencadeou reação de hipersensibilidade ao patótipo P_1,2 de PMMoV, e a planta manteve-se assintomática e com ausência de multiplicação viral. Suzuki et al. (21) também avaliaram o mesmo acesso de C. chinense quanto à reação a um isolado de PMMoV P_1,2 e concluíram que este possui o gene L³ . Este acesso pode ser uma fonte potencial para programas de melhoramento, visando à resistência a estes vírus no Brasil, pois atualmente predominam os patótipos P₀ e P_1,2 tanto no campo e em cultivos protegidos, para as quais este gene é efetivo.

A coleção de Capsicum spp testada neste trabalho é tipicamente americana. O ToMV é um vírus que ocorre no Brasil há muito mais tempo que o PMMoV, cuja primeira detecção foi somente em 2001 (14). Possivelmente o pequeno número encontrado de materiais resistentes ao PMMoV se deve a não exposição destes genótipos a este vírus.

Sabe-se que os genes L¹ a L⁴ que confere reação de hipersensibilidade a tobamovírus é elicitada pela capa protéica destes vírus (12). A troca entre os aminoácidos específicos Met (metionina) por Asn (asparagina) na posição 139 na seqüência de aminoácidos da capa protéica do PMMoV é responsável pela capacidade ou não de um isolado suplantar os genes L¹, L², L³ e L⁴ (12, 25).

O gene L¹ presente em alguns híbridos comerciais, como Magali R, confere resistência às espécies de TMV, ToMV e TMGMV classificadas como P₀, porém não é efetivo para as espécies Paprika mild mottle virus (PaMMV) e Obuda pepper virus (ObPV) classificadas como P₁ (11, 23), ainda não relatadas infectando Capsicum spp. no Brasil, bem como para o PMMoV. Até o momento somente o gene L⁴ presente em C. chacoense PI 260429 é efetivo contra todas as espécies e/ou patótipos de tobamovírus até então relatadas em Capsicum spp. (12). A durabilidade de um gene é variável, pois este pode exercer pressão de seleção sobre o patógeno e desencadear o surgimento de novas estirpes capazes de suplantá-lo. Os genes dominantes N e N' que conferem hipersensibilidade ao TMV em fumo, são um bom exemplo quanto à durabilidade conferida por um gene. Enquanto que mutações pontuais na capa protéica do TMV determinam a suscetibilidade ao gene N', o gene Né totalmente durável em condições de campo contra estirpes do TMV, sendo somente suplantada pelo ObPV que ocorre somente ocasionalmente em casa-de-vegetação e não a campo na Hungria (13).

Deste modo, como a durabilidade de um gene é difícil de ser prevista, sugere-se que no Brasil os programas de melhoramento visando resistência a tobamovírus levem em consideração o gene L³, presente em pelo menos dois acessos americanos de C. chinense, PI 152225 e PI 159236, pois este ainda é efetivo para o ToMV/TMV, bem como ao PMMoV P_1-2 até então observados nas principais regiões produtoras do Brasil.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem o financiamento deste trabalho concedido pelo CNPq processo N 473661/2004-7.

Data de chegada: 28/03/2007.

Aceito para publicação em: 03/12/2008

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Parte da Tese de Doutorado do primeiro autor: Bolsista da CAPES

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  26 Maio 2009
• Data do Fascículo
  Fev 2009

Histórico

• Aceito
  03 Dez 2008
• Recebido
  28 Mar 2007