FENOTIPAGEM E EXPRESSÃO GÊNICA PARA TOLERÂNCIA AO DÉFICIT HÍDRICO EM MILHO
Fenotipagem precoce, seca, desenvolvimento de plântulas, germinação de sementes.
Desenvolver cultivares de milho com tolerância ao déficit hídrico tem sido um
desafio, uma vez que envolvem muitos genes que dependem de ações
conjuntas e da interação de caracteres morfológicos, fisiológicos e bioquímicos.
Entender os mecanismos envolvidos na tolerância ao déficit hídrico, é
fundamentel em programas de melhoramento para a escolha do germoplasma
e de metodologias adotadas na fenotipagem para a seleção. A fenotipagem
para tolerância ao déficit hídrico em sementes e plântulas tem a vantagem de
ser realizada de forma precoce, com menor demanda de tempo, espaço e mão
de obra. Mas, essa deve ser eficiente e segura para discriminar os genótipos
no processo de seleção. Além da fenotipagem a expressão de genes em
sementes e plântulas de milho é importante para a elaboração de estratégias
de melhoramento uma vez que a superexpressão ou repressão desses genes
influencia nos mecanismos de defesa das plantas. Assim, objetivou-se em um
primeiro experimento, comparar dois métodos de fenotipagem para
características relacionadas à germinação de sementes e desenvolvimento de
plântulas visando a fenotipagem de genótipos de milho com tolerância ao
déficit hídrico. Foram utilizadas duas linhagens contrastantes para tolerância à
deficit hídrico, linhagem 91, tolerante, e 57, intolerante. Para o primeiro método
de fenotipagem, sementes foram germinadas e as plântulas desenvolvidas em
duas condições: em areia com 10% e 70% de capacidade de retenção de água
(CRA). Foram avaliados parâmetros relacionados ao crescimento e
desenvolvimento de plântulas. No segundo método de fenotipagem foi utilizado
papel de germinação, umedecido com solução de PEG 6000 (-0,6 MPa), sendo
que no controle o umedecimento do papel foi feito com água. A partir do
terceiro dia após a semeadura foram avaliados parâmetros relacionados à
germinação de sementes, crescimento e desenvolvimento de plântulas.
Quando da utilização do substrato areia não foi observada, para os parâmetros
avaliados, interação siginificativa entre genótipo x ambiente. Foi observada
diferença siginificativa para comprimento da parte aérea (CPA) e número de
raízes seminais (NR). Foi possível discriminar as linhagens por meio dos
parâmetros: CPA, comprimento de raiz principal (CR), número de raízes
secundárias (NR) e emergência aos 4, 5 e 6 e Índice de velocidade de
emergência (IVE). Já em relação à metodoligia de fenotipagem na qual foi
utilizada a solução de PEG 6000 (-0,6Mpa) foram obseradas interações
significativas entre genótipos x ambiente para as variáveis: Germinação aos 4
dias, IVG, Emergência I e II aos 4 e 7 dias, IVE 2 , PVR, PVPA e PSPA. Para
PSR foi observada siginificância apenas para ambiente e para IVE 1 houve
siginificância para genótipo e para ambiente. Considerando a eficiência para
discriminar os genótipos, a maior acurácia e menores demandas de tempo e
mão de obra, as sementes de 203 progênies F 2:3 foram fenotipadas para
tolerância ao déficit hídrico utilizando-se a solução de PEG 6000 (-0,6Mpa). As
avaliações foram realizadas aos cinco e sete dias após a semeadura e com os
dados obtidos foram consideradas como tolerantes, intermediárias e
intolerantes valores de 80 a 100%, 79 a 50% e menor ou igual a 49%
respectivamente. Das 203 progênies F 2:3 , plântulas de 108 progênies avaliadas
aos 7 dias após a semeadura foram fenotipadas também por meio de análise
de imagem utilizando-se o equipamento GroundEye. Foram avaliados o
comprimento da raiz principal e parte aérea e o comprimento total, sendo nesse
último foi considerado o somatório do comprimento da raiz principal, das raízes
secundárias e da parte aérea. Com os dados obtidos em ambos os métodos de
fenotipagem das progênies F 2:3 , conclui-se que a fenotipagem para tolerância
ao déficit hídrico, seja por meio da análise de imagem ou manualmente, pode
ser realizada aos cinco dias após a semeadura, considerando o comprimento
da raiz principal, quando o papel de germinação é umedecido com solução de
PEG 6000 (-0,6Mpa), para simular a restrição hídrica, com a vantagem de a
fenotipagem pela análise de imagem ser mais rápida e apresentar menor
demanda de mão de obra. Em outra pesquisa foram utilizadas plântulas das
progênies F 2:3 desenvolvidas em papel de germinação umedecido com PEG
6000 (-0,6Mpa) aos 7 dias após a semeadura, plântulas essas oriundas do
experimento anterior. As plântulas das progênies classificadas como tolerantes,
intermediárias, intolerantes e das linhagens 91 e 57 foram utilizadas para
avaliar a expressão de 14 genes associados à tolerância ao estresse hídrico
pela técnica de qRT-PCR. Foram observadas expressões diferenciadas dos
genes estudados em plântulas de milho. Fatores de transcrição como DREB
2A/2.1S, DREB2.7 e os Genes relacionados às enzimas antioxidantes, CAT3,
cAPX e as que codificam proteínas resistentes ao calor, LEA14, LEA D34 e
ZmDHN1, se expressaram mais em plântulas da linhagem e das progênies
classificadas como tolerantes ao déficit hídrico. A expressão de Bzip (proteínas
básicas de Leucina Zipper, fator de transcrição e ZmPP2C) estiveram
associados à intolerância à deficiência hídrica. Conclui-se que esses genes
podem ser utilizados como marcadores para a seleção precoce de genótipos
de milho para a tolerância ao déficit hídrico.