A different path to the summit of Fusarium Head Blight resistance in wheat: developing germplasm with a systemic approach In pursuing FHB resistance in wheat, 30 years of conventional breeding efforts in Eastern Canada have brought some progress. Substantial investment and the application in recent years of marker-assisted selection have to date, however, failed to produce agronomic lines that resist FHB as well as Sumai 3. We present here an alternative path, described as the systemic approach. Rather than seeking to introgress specific putative resistance genes, it subjects target germplasm to regimes of repeated cycles of multiple, interacting (biotic and abiotic) stresses in which desirable traits - not always adequately expressed in parental lines - are identified and selected. How can such a seemingly counterintuitive process work? The systemic approach views desired resistance as arising from the interactions of complex regulation mechanisms mediating how a host responds when a pathogen attacks. These constituents of resistance should thus not always be understood simply as discrete Mendelian units. In repeated rounds of selection, the systemic approach captures those rare individuals that embody optimal interactions of traits, and advances them as founders of lines that resist FHB more effectively than if selection focused on FHB alone. In Quebec, we have chosen to select wheat populations under combined pressure from barley yellow dwarf virus (BYDV) infection and FHB. Resistance to FHB and tolerance of BYDV are quantitative traits that interact. BYD increases both the direct losses from FHB and the production of mycotoxins. Selection under virus pressure, therefore, helps identify those individuals which express FHB resistance more effectively. Moreover, the correlates of virus tolerance (physiological efficiency, generalized stress tolerance and yield) point to those plants with better root traits, ability to produce biomass and yield stability. Together with numerous secondary criteria, such selection eliminates all but a few ‘winners’ in each round. Seen from a systemic perspective, the difficulty of identifying good progeny among descendants of crosses with Sumai 3 does not surprise. Deleterious linkages, pleiotropy and epistasis will usually combine in far from optimal expressions of the assembled genetic information. The systemic approach, by contrast, identifies in repeated cycles increasingly optimized expressions of genes, allowing all potential sources of resistance to be explored. Thus resistant lines can readily be derived from the crosses of susceptible parents, an objective rarely sought in conventional, focused approaches. Moreover, wheat plants respond to the systemic approach's powerful stresses with enhanced epigenetic variation, raw material from which broader ranges of heritable traits can be selected. Germplasm that expresses a full range of attractive traits while resisting FHB as effectively as Sumai 3 can now be shown to be much more abundant than previously imagined. Perhaps this promise will entice more wheat workers to try a systemic approach.
( 3 ). Certas anomalias na cultura do trigo (Triticum sativum L.), como amarelecimento generalizado da planta, têm sido notadas desde a década dos 30, no Rio Grande do Sul O). A recente constatação da ocorrência do vírus do nanismo amarelo ("yellow dwarf") da cevada ( 5 ) no trigais gaúchos leva a crer que este mesmo vírus seja o causador daquela anomalia. A presença do vírus do mosaico do trigo, transmitido pelo solo, foi também verificada no Rio Grande do Sul ( e ).Além dessas viroses, uma outra anomalia em trigo, tentativamente designada de espiga branca do trigo (EBT), tem sido constatada com relativa freqüência nos estados do sul do país. Esta comunicação descreve os sintomas desta anomalia, sua distribuição geográfica e discute sua possível etiologia viral. Sintomas:a) NAS FOLHAS -Os sintomas foliares apresentados pelas plantas afetadas são bastante variáveis (estampa 1-A) e, em geral, principiam pelas folhas mais novas. A primeira folha a exibi-los pode aparecer uniformemente amarelo-pálida. Variantes comuns desta sintomatologia são: amarelo pálido em forma de faixas, estrias cloróticas e mosaico estriado, tomando--se as nervuras secundárias, em muitos casos, levemente sinuosas. b) Nos coLMOs -A planta afetada usualmente emite grande número de perfilhos mostrando fortes sintomas foliares e que acabam morrendo sem atingir pleno desenvolvimento. Se a planta contrai a moléstia quando já se acha bastante desenvolvida, os sintomas podem manifestar-se somente em alguns dos colmos, sem atingirem os outros, e às vezes é possível mesmo que tanto o colmo como as folhas não se alterem, aparecendo os sintomas apenas nas espigas.
SINOPSEFragmentos da epiderme inferior de fôlhas de trigo com sintomas típicos da anomalia conhecida como "espiga branca", examinados ao microscópio convencional, mostraram a constante ocorrência de inclusões intracelulares, de dimensões avantajadas e de aspecto fibrilar e enovelado. Freqüentemente, células adjacentes aquelas que continham inclusões apresentavam formações aciculares, em seu interior.Seções ultrafinas dessas folhas, examinadas ao microscópio electrô-nico, revelaram que tais inclusões eram de localização citoplasmática e formadas por uma massa de partículas filamentosas de 7-10 mu em diâ-metro e de comprimento indeterminado, idênticas àquelas encontradas em preparações "leaf dip". Várias alterações celulares, como hipertrofia do nucléolo, degeneração dos cloroplastos e vesicularização do retículo endoplasmático, puderam também ser notadas. Ocasionalmente, formações cristalinas foram notadas na periferia e mesmo no interior do núcleo.A semelhança das inclusões citoplasmáticas e das partículas que as compõem, com aquelas descritas, associadas à infecção do vírus da "hoja blanca" do arroz, e também o fato de o trigo desenvolver sintomas do tipo espiga branca quando inoculado experimentalmente com o vírus da "hoja blanca", parecem reforçar a sugestão de que a espiga branca do trigo teria etiologia virosa e que o agente causal seria do grupo do vírus da "hoja blanca" do arroz.A constante associação das inclusões celulares com a condição de espiga branca, em trigo, constitui mais um elemento para sua rápida diagnose.
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