O custo ferrugem que engloba gastos com fungicidas, os custos operacionais das aplicações, perdas de produção, e redução na arrecadação de impostos representa um elevado valor para sojicultura mundial. Assim, a ferrugem asiática da soja apresenta-se como um dos grandes desafios para a pesquisa agrícola nos próximos anos, pois o controle químico da doença é alternativa obrigatória enquanto não se dispõe de cultivares resistentes. Porém a prática representa aumento considerável no custo de produção. No Brasil estima-se que este custo, para duas aplicações gire, em torno de US$ 40,00.ha-1, sem contar os gastos operacionais com máquinas e combustível, ou seja, gasto apenas o fungicida. Considerando o exposto, este trabalho tem como objetivo avaliar duas fontes de resistência à ferrugem asiática da soja (PI 200487 e PI 459025A), e verificar se os genes responsáveis pela reação ao patógeno já foram descritos na literatura, ou seja, identificar seus respectivos grupos de ligação. A estratégia de segregantes agrupados (Bulked segregant analysis) foi utilizada para mapear os genes de interesse. Os resultados obtidos permitiram chegar as seguintes conclusões: a) a técnica BSA foi eficiente para detectar locos relacionados com a resistência à ferrugem asiática da soja; b) a PI 459025 (Bing Nam) apresenta o gene de resistência Rpp4 localizado no grupo de ligação G e c) A PI 200487 (Kinoshita) apresenta um gene diferente daqueles descritos na literatura, sendo este localizado no grupo de ligação N. Este gene pode ser denominado de Rpp5. / The costs due to Asian soybean rust, which consists of fungicides, operational application costs and reduction in paid taxes, represent severe losses for worldwide soybean production. Thus, Asian soybean rust represents one of the most challenging problems for agricultural research in the future, since chemical control of the disease is the obligated alternative while resistant cultivars are unavailable. However, fungicide application significantly increases production costs. In Brazil, it is estimated that the costs of two applications are of approximately US$ 40,00.ha-1, aside the operational costs incurred due to machinery and fuel, that is, the figure represents solely fungicide costs. Taking into account the previous considerations, the present work aims to evaluate two sources of resistance to Asian soybean rust (PI 200487 and PI 459025A), and to verify if the genes involved in pathogen-responses have already been described in previous work, by identifying their respective linkage groups. Bulked segregant analysis was used to map the genes of interest. The results allowed the following conclusions: a) BSA was effective to detect loci associated to Asian soybean rust resistance; b) PI 459025A (Bing Nam) carries the resistance gene Rpp4 mapped to the linkage group G and c) PI 200487 (Kinoshita) has a novel resistance gene mapped to the linkage group N. The identified gene is denominated Rpp5.

Este trabalho teve como principais objetivos avaliar os efeitos dos agentes bióticos (Saccharomyces cerevisiae, Bacillus thuringiensis, Lentinula edodes e Agaricus blazei), e abióticos (UV-C, irradiação gama, acibenzolar-S-metil, quitosana, ácidos acético e salicílico) na proteção de mamões contra C. gloeosporioides, bem como estudar os mecanismos bioquímicos de resistência ativados no tecido vegetal, em resposta ao tratamento com os agentes de maior eficiência, além de investigar os efeitos destes sobre o desenvolvimento in vitro do fungo. Para tanto, mamões cv. Golden foram inoculados com C. gloeosporioides através de injeção subcuticular de 15 µL da suspensão de esporos e, após 10 h, tratados com os diferentes agentes bióticos e abióticos. Para avaliar a possibilidade de indução de resistência pelos agentes, mamões foram também inoculados após 24, 48 e 72 h dos tratamentos. Os frutos foram armazenados a 25 ºC / 80 %UR por 7 dias e, avaliados diariamente quanto a incidência e severidade da podridão. Ao final do período de armazenamento, efetuou-se a avaliação dos parâmetros físico-químicos (cor de casca e de polpa, firmeza, sólidos solúveis, pH e acidez total). Quando de interesse, as atividades de peroxidase, β-1,3-glucanase e quitinase foram também investigadas. In vitro, avaliou-se o crescimento micelial, a germinação de conídios e a esporulação do fungo em resposta aos diferentes tratamentos. Os resultados mostraram que a irradiação gama (0,75 e 1 kGy) reduziu a incidência e a severidade da antracnose. Não houve efeito da UV-C no controle da podridão e todas as doses testadas causaram danos na casca dos frutos. O acibenzolar-S-metil reduziu em mais de 50 % a incidência e a severidade da podridão, além de induzir a maior atividade das enzimas peroxidase, quitinase e β-1,3-glucanase, e não alterar as características físico-químicas dos frutos. O ácido acético, a 2,5 µL L-1, reduziu a severidade e a incidência das lesões nos frutos. A quitosana (1, 2 e 4 %) reduziu significativamente a severidade da antracnose, e a 4 % foi também eficiente em reduzir a incidência da podridão. Concentrações acima de 0,25 % suprimiram a esporulação de C. gloeosporioides nas lesões. No entanto, os frutos tratados com 2 e 4 % de quitosana não amadureceram normalmente, permanecendo com a coloração da casca verde até o final do período de armazenamento. S. cerevisiae (20 mg mL-1) e B. thuringiensis (7,5 mg mL-1), aplicadas 24 h antes da inoculação do patógeno, reduziram a incidência da antracnose nos frutos, mas não o acúmulo de proteínas relacionadas à patogênese. Os cogumelos (A. blazei e L. edodes) e o ácido salicílico não foram eficientes em reduzir a incidência e a severidade da antracnose. In vitro, a irradiação gama, a UV-C, os ácidos acético e salicílico, a quitosana, S. cerevisiae e L. edodes inibiram o crescimento micelial do fungo. A germinação de conídios foi reduzida pelas irradiações gama e UV-C, pelos ácidos acético e salicílico e pela quitosana. Esses resultados demonstram a possibilidade dos agentes estudados serem utilizados no manejo da antracnose, bem como na redução da utilização ou da dosagem de fungicidas empregados no controle da doença. / This work had as main objectives evaluate the effect of biotic and abiotic agents (Saccharomyces cerevisiae, Bacillus thuringiensis, Lentinula edodes and Agaricus blazei), and abiotic (UV-C, gamma irradiation, acibenzolar-S-methyl, chitosan, acetic and salicylic acids) on the protection of papaya fruits against C. gloeosporioides, and study the biochemical mechanisms of resistance activated in the tissues in response to the treatment with the agents exhibiting better efficiency. The effects of the agents on the in vitro development of the fungus were also investigated. For this, papaya fruits cv. Golden were inoculated with C. gloeosporioides through subcuticular injection of 15 µL of the spore suspension and after 10 h treated with the different biotic and abiotic agents. To evaluate the possibility of resistance induction by the different agents, fruits were also inoculated 24, 48 and 72 h after treatments. The fruits were stored at 25 ºC / 80 %RH for 7 days and evaluated daily for the incidence and severity of the anthracnose. At the end of the storage period, the evaluation of the physical-chemical parameters (skin and flesh color, firmness, total soluble solids, pH and tritatable acidity) was carried out. The peroxidase, β- 1,3-glucanase and chitinase activities were also investigated when need. In vitro, mycelial growth, conidium germination and sporulation of the fungus in response to the different treatments were also evaluated. The results showed that the gamma irradiation (0.75 and 1 kGy) reduced the anthracnose incidence and severity. The UV-C did not have effect on the control of the rot and all the doses caused damages in the skin of the fruits. The acibenzolar-S-methyl reduced in more than 50 % anthracnose incidence and severity, and induced the highest activity of peroxidase, chitinase and β-1,3-glucanase, and did not modify the physical-chemical characteristics of the fruits. The acetic acid at 2.5 µL L-1 reduced rot severity and incidence. The chitosan (1, 2 and 4 %) significantly reduced the rot severity, and at 4 % was also efficient in reducing anthracnose incidence. Chitosan concentrations above 0.25 % suppressed the sporulation of C. gloeosporioides in the lesions. However, the fruits treated with chitosan at 2 and 4 % did not ripen normally, remaining with green skin until the end of the storage period. S. cerevisiae (20 mg mL-1) and B. thuringiensis (7.5 mg mL-1), applied 24 h before the pathogen inoculation, reduced anthracnose incidence, but did not change the activities of pathogenesis related proteins. The mushrooms (A. blazei and L. edodes) and the salicylic acid were not efficient in reducing the incidence and the severity of anthracnose. In vitro, gamma irradiation, UV-C, acetic and salicylic acids, chitosan, S. cerevisiae and L. edodes inhibited the mycelial growth. The conidium germination was reduced by gamma and UV-C irradiation, acetic and salicylic acids and chitosan. These results show that these agents can be utilized for anthracnose management, and on the reduction in the use or dosage of fungicides utilized on the anthracnose control.

O presente trabalho teve por objetivo desenvolver tecnologia in vitro e associá-la à mutagênese, e avaliar plantas V 5 e V6 quanto aos caracteres agronômicos de produção em área de ocorrência da doença fusariose, visando ao melhoramento genético da pimenta-do-reino para obtenção de plantas tolerantes e/ou resistentes à doença fusariose. A aplicação das técnicas in vitro iniciou-se através da obtenção de plantas doadoras de explantes, a partir de estacas em casa-de-vegetação e, de sementes e embriões zigóticos in vitro. O processo de micropropagação foi desenvolvido a partir de gemas de plantas obtidas in vitro através do estabelecimento de condições adequadas de cultivo em meios de cultura apropriados para multiplicação de gemas, enraizamento e obtenção de "plantlets", e de tipo de substrato para aclimatação e formação de mudas. Após a definição deste processo, gemas de plantas de casa-de-vegetação foram submetidas a diferentes tratamentos de assepsia e as sobreviventes micropropagadas. Seleção in vitro foi estabelecida ao cultivar isolados patogênicos do fungo Fusarium solani f. sp. piperis em meio Czapek-Dox e, através da curva de crescimento foi estabelecido o período de 28 dias de cultivo mais adequado para obtenção de filtrado da cultura do fungo. Diferentes concentrações de filtrado e formas de esterilização foram testadas em meio de cultura de multiplicação de gemas e determinou-se a concentração de 55% do filtrado do fungo (v/v) sob a esterilização por duas autoclavagens, adequada para causar 100% de mortalidade de gemas susceptíveis à doença. Simultaneamente, testes de radiossensitividade foram desenvolvidos através da irradiação gama em gemas in vitro e a dose de 20Gy foi escolhida para indução de mutações. As gemas irradiadas que passaram por vários ciclos de multiplicação e sobreviveram ao agente seletivo, filtrado de cultura do fungo, estão sendo clonadas para serem submetidas à seleção artificial com esporos do fungo em casa-de-vegetação, seleção natural em campo de ocorrência da doença e avaliação agronômica. Testes indicaram, a concentração de 2x10 6 esporos/ml em suspensão e a aplicação no solo do fungo adequada para seleção em casa-de-vegetação. As plantas V5 e V6 avaliadas em campo quanto a mortalidade e caracteres de produção apresentaram performance semelhante às plantas da cultivar original quanto à média de comprimento de espiga (8,4 cm), peso (4,42g) e número de frutos (40 frutos) por espiga, peso de 100 frutos (10,67g) e rendimento de pimenta preta (> 30%). Entretanto, melhores resultados para a média de produção de pimenta verde (3.290g) e sobrevivência em área de ocorrência da fusariose. As análises por componentes principais e variáveis canônicas apresentaram divergência genética entre as plantas originadas por estacas que sofreram irradiação gama e aquelas da cultivar original. / The purposes of the present work were to develop in vitro technology, associating it with mutagenesis, and to evaluate the V5 and V6 plants based on agronomical characters of production in Fusarium incidence areas, aiming at the genetic improvement of black pepper to obtain tolerant and/or resistant plants to the disease. The use of in vitro techniques started with the production of explant donor plants from greenhouse-grown cuttings and from seeds and in vitro zygotic embryos. The micropropagation process was developed using young shoots of in vitro plants by establishment of proper growing conditions in culture media for multiplication, rooting and production of plantlets, and by determining a suitable substrate type for acclimatization and growing of plantlets. After the process was defined, young shoots obtained from greenhouse grown plants underwent different aseptic treatments and the surviving plantlets were micropropagated. In vitro selection was carried out by cultivating pathogenic isolates of Fusarium solani f. sp. piperis in Czapek-Dox medium and, by using a growing curve, the most suitable growing period (28 days) for obtaining the fungus culture filtrate was defined. Different filtrate concentrations and sterilization techniques were tested in culture medium for young shoot multiplication. A concentration of 55% (v/v) of fungus filtrate under sterilization by double autoclavation was considered adequate to cause 100% mortality of fusariosis susceptible young shoots. Simultaneously, radiosensitivity tests were carried out through gamma irradiation of in vitro young shoots and dose of 20Gy was selected for mutation induction. Irradiated young shoots which underwent several multiplication cycles and survived the selective agent, fungus culture filtrate, are being cloned in order to be submitted to artificial selection with the fungus spores in greenhouse, to natural selection in a disease incidence area and to agronomical evaluation. These tests indicated that the concentration of 2x10 6 spores/ml in suspension and the application of the fungus on soil were appropriate for greenhouse selection. The V5 and V6 plants evaluated in field conditions for mortality and production characters showed similar performance to the original cultivar plants regarding average height (8.4 cm), weight (4.42g) and number of fruits (40 fruits) per spike, weight of 100 fruits (10.67g) and black pepper yield (>30%). However, better results were observed for average green pepper production (3,290g) and survival rates in a fusariosis incidence area. Analyses of principal components and canonic variables evidenced genetic divergence between plants grown from gamma-irradiated cuttings and the original cultivar ones.

A indústria dos citros é de grande importância econômica e social para o Brasil, que é considerado o maior produtor e exportador de suco concentrado de laranja do mundo. Porém, sérios problemas relacionados a doenças têm afetado a produção e qualidade dos citros. Com o desenvolvimento da engenharia genética e a clonagem de genes relacionados à resistência a doenças em plantas, a transformação genética têm se mostrado uma ferramenta auxiliar a programas de melhoramento genético de citros. O objetivo deste trabalho foi a obtenção de plantas transgênicas de laranja doce das variedades ‘Hamlin’, ‘Valência, ‘Natal’ e ‘Pêra’ expressando o gene hrpN, sob o controle do promotor Pgst1, induzível pelo patógeno. A avaliação da resposta de plantas transgênicas da variedade ‘Hamlin’ contra o agente causal do cancro cítrico, a bactéria Xanthomonas axonopodis pv. citri, também foi realizada. Segmentos de epicótilo foram transformados via Agrobacterium tumefaciens, e selecionados em meio de cultura suplementado com canamicina ou gentamicina. A transformação genética foi confirmada por PCR e Southern blot. A transcrição do gene foi avaliada por RT-PCR e a produção da proteína harpina foi analisada por western blot. A eficiência de transformação variou de 2,7 e 6,2% de acordo com a variedade de laranja. Algumas linhagens de plantas transgênicas apresentaram desenvolvimento anormal, não permitindo a realização da análise por Southern blot nem a multiplicação por enxertia. Plantas de laranja ‘Hamlin’ foram propagadas por enxertia e avaliadas para resistência a Xanthomonas axonopodis pv. citri. Todas as linhagens apresentaram redução na severidade dos sintomas causados pela bactéria X. axonopodis pv. citri, avaliados 30 dias após a inoculação. / The citrus industry has a great economic and social importance for Brazil, which is considered largest producer and orange juice exporter in the world. However, serious problems related to pathogens have affected citrus production and quality. With the development of genetic engineering and the characterization of genes related with plant disease resistance, the genetic transformation became an important tool in citrus breeding programs. The objective of this work was the production of transgenic plants of four sweet orange cultivars ‘Hamlin’, ‘Valencia’, ‘Natal’ and ‘Pera’ expressing hrpN gene under the control of Pgst1 inducible promoter. The evaluation of ‘Hamlin’ sweet orange transgenic plants infected with the causal agent of citrus canker, Xanthomonas axonopodis pv. citri was carry out. Epicotyl segments were inoculated with Agrobacterium tumefaciens, and selected in a culture medium supplemented with kanamycin or gentamycin. The genetic transformation was confirmed by PCR and Southern blot analysis. The gene transcription was evaluated by RT-PCR and the production of harpin protein was detected by western blot. The genetic transformation efficiency varied from 2,7% to 6,2% depending on the cultivar. Some transgenic lines had abnormal development, not allowing performing Southern blot analysis or multiplication by grafting. Plants of ‘Hamlin&#146 sweet orange were propagated by grafting and evaluated for Xanthomonas axonopodis pv. citri resistance. All tested plants presented reduction in the severity of the symptoms caused by bacterium X. axonopodis pv. citri 30 days after the inoculation.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:59:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniele Tasior.pdf: 2815536 bytes, checksum: dc7cea7fc9b3fc00f6be08c2ce7825cd (MD5) Previous issue date: 2014-06-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The study aimed to characterize the resistance of F2:3 progenies of maize inoculated with Colletotrichum graminicola, genetic parameters and map genomic regions associated with quantitative resistance alleles to anthracnose stalk in tropical maize determining the effects of each locus on resistance/susceptibility C. graminicola. Individuals of the F2 generation were selfed to generate F2:3 progenies, which were evaluated phenotypically for resistance to anthracnose stalk in three experiments. The treatments were consisted of 121 F2:3progenies, parental lines (L04-2 and L99-4) and the F1 generation, which were used as control. The experimental plots were arranged in a randomized block design with three replications. Each plot consisted in one row of 3 m in length with rows spaced 0.90 m apart, with a total of 15 plants per plot. The plants were inoculated in the anthesis stage by injecting 1 mL of spore suspension into the first or second elongated internode above ground. The data was collected 30 days after inoculation by evaluating the internal lesion length (CINT), external lesion length (CEXT) in cm and the number of discolored internodes (INT). From the phenotypic evaluations of 121 F2:3 progenies genetic parameters were associated with resistance to all three forms of assessment (CINT, INT and CEXT) in each experiment. The association of microsatellites and AFLP markers to resistance alleles was performed using multiple regression. AFLP and SSR loci used to form the construction of the linkage map by MAPMAKER version 3.0. Detection of the QRL was performed by composite interval mapping method using QTLCartographer program. The experimental results showed the existence of high genetic variability among the F2:3 progenies for resistance/susceptibility to C. graminicola. The forms of assessment of anthracnose stalk (CINT, INT and CEXT) were equally effective in discriminating susceptible from resistant individuals. The high broad-sense heritability confirms the great contribution of genetic variance for resistance, which ensures genetic gain for artificial selection in this pathosystem. The AFLP marker E55534 individually explained the greatest proportion of the phenotypic variation for the internal length (- 28.43%), external lesion length (- 27.70%) and the number of discolored internodes (- 27.45%) in F2:3 progenies of maize. The composite interval mapping identified 31 QRLs to anthracnose stalk segregating in the mapping population, which were mapped across the 10 linkage groups. This is the first report of the QRL to anthracnose stalk mapped on chromosomes 2, 3 and 10. At large number of mapped QRL is suggested that the inheritance of resistance in this tropical germplasm is more complex, conditioned by a large number of genes, some large phenotypic effects and the vast majority with small effects for resistance in this pathosystem. / O trabalho objetivou caracterizar a resistência de progênies F2:3 de milho inoculados com Colletotrichum graminicola, estimar os parâmetros genéticos e mapear regiões genômicas associados à alelos de resistência quantitativa à antracnose do colmo em milho tropical determinando os efeitos de cada loco sobre a resistência/suscetibilidade a C. graminicola. Os indivíduos da geração F2 foram autofecundados para gerar as progênies F2:3, as quais foram avaliadas fenotipicamente para resistência à antracnose do colmo em três experimentos de campo. Os tratamentos foram constituídos de 121 progênies F2:3, linhagens parentais (L04-2 e L99-4) e da geração F1, os quais foram utilizados como tratamentos controle. O delineamento experimental foi o de blocos aleatorizados, com três repetições. Cada parcela foi constituída de 3 m de comprimento e 0,90 m na entrelinha, com aproximadamente 15 plantas por parcela. As plantas dos experimentos foram inoculadas no estádio de florescimento pleno da cultura, através da injeção de 1mL da suspensão de esporos, no meio do primeiro ou segundo internódio visível acima do solo. A avaliação dos sintomas foi realizado 30 dias após a inoculação, através da avaliação do comprimento interno de lesão (CINT), comprimento externo de lesão (CEXT) em cm e do número de internódios descoloridos (INT). A partir das avaliações fenotípicas das 121 progênies F2:3 foram estimados os parâmetros genéticos associados a resistência para as três características avaliadas (CINT, CEXT e INT) em cada experimento. A associação dos marcadores microssatélites e AFLPs a alelos de resistência foi realizada através da regressão linear múltipla. Locos SSR e AFLPs foram utilizados na construção do mapa de ligação através do MAPMAKER versão 3.0. A detecção dos QRLs foi realizada pelo método de mapeamento por intervalo composto utilizando o programa QTLCartographer. Os resultados experimentais evidenciaram existência de grande variabilidade genética entre as progênies F2:3 de milho para resistência/suscetibilidade à C. graminicola. As formas de avaliação da antracnose do colmo (CINT, CEXT e INT), foram igualmente eficientes em discriminar os indivíduos resistentes dos suscetíveis. Os elevados coeficientes de herdabilidade no sentido amplo confirmam a grande contribuição da variância genética para resistência, o que assegura ganhos genéticos com a seleção artificial neste patossistema. A regressão linear múltipla possibilitou identificar marcadores microssatélites e AFLPs altamente associados a alelos de resistência à C. graminicola. O marcador AFLP E55534 explicou individualmente a maior proporção da variação fenotípica para o comprimento interno (- 28,43%), comprimento externo de lesão (- 27,70%) e para o número de internódios descoloridos (- 27,45%) nas progênies F2:3 de milho. O mapeamento por intervalo composto identificou 31 QRLs à antracnose do colmo segregando na população de mapeamento, os quais foram mapeados entre os 10 grupos de ligação. Este é o primeiro relato de QRLs à antracnose do colmo mapeados nos cromossomos 2, 3 e 10. Pelo grande número de QRLs mapeados sugere-se que a herança da resistência neste germoplasma tropical seja mais complexa, condicionada por um grande número de genes, sendo alguns de grande efeito fenotípico e a grande maioria com pequenos efeitos para a resistência neste patossistema.

Plants regulate responses to their environment through complex hormone signaling; these hormones can be categorized broadly into two categories: growth and defense, though many have roles in both. Much remains to be understood about the complexity of hormone signaling in relation to environmental responses, especially species- and genotype-specific differences. Unraveling this complexity of hormone signaling will lead to the development of resilient crops that are able to respond appropriately to their environment. In this dissertation, I hypothesize novel roles for growth and defense hormones in <i>Solanum </i>spp. responses to 1) biochar, a black carbon soil amendment (Chapter 2), 2) infection with<i> Ralstonia solanacearum</i>, an economically important soilborne pathogen causing bacterial wilt (Chapter 3), and 3) endophytic colonization by the soil bacterial community (Chapter 4). In Chapter 2, I showed that biochar upregulates GA signaling and affects GA-related traits in a species- and cultivar-specific manner. Biochar amendment also downregulates defense signaling. In Chapter 3, I demonstrated a novel role for auxin in resistance against <i>R. solanacearum, </i>including differential expression of auxin signaling genes in resistant genotype H7996 compared to susceptible WV in response to <i>R. solanacearum</i> infection. In addition, I observed stronger and faster upregulation of defense hormone marker genes for SA and ET in H7996 compared to WV. In Chapter 4, I showed that SA and ET are required for normal tomato root microbial community assembly, affecting the colonization of a few key taxa in order to promote alpha diversity. H7996 and WV root communities differ in alpha diversity, and a panel of H7996 x WV RILs showed quantitative variation in alpha diversity that correlated negatively with the abundance of these key taxa. In conclusion, I elucidated novel roles for hormones in responses to the soil environment, pathogen infection, and root community colonization. These findings are important for developing resilient, sustainable crops.

O amendoim (Arachis hypogaea) é a quarta oleaginosa mais consumida no mundo. O Brasil produziu, em 2002, aproximadamente 190 mil toneladas, sendo que 80% da área plantada situa-se no Estado de São Paulo. O principal problema da cultura neste Estado e no mundo são as doenças fúngicas de parte aérea. Diversas espécies do gênero Arachis são consideradas resistentes a várias pragas e doenças. Os objetivos dessa pesquisa foram: 1) identificar espécies silvestres pertencentes à Secção Arachis resistentes à mancha castanha (Cercospora arachidicola), mancha preta (Cercosporidium personatum) e ferrugem (Puccinia arachidis); 2) realizar cruzamentos entre espécies de genoma “A” e “B” resistentes a, pelo menos, uma doença fúngica; 3) duplicar os cromossomos dos híbridos estéreis; 4) realizar cruzamentos entre A. hypogaea e os anfidiplóides sintéticos; 5) obter a geração F1 que tivesse 50% do genoma do amendoim cultivado, 50% do genoma das espécies silvestres. Os experimentos foram conduzidos, em condições de telado, no Departamento de Genética da Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”. Para a identificação de genótipos resistentes às doenças fúngicas, utilizou-se a técnica de folhas destacadas, em laboratório, com inoculação artificial, condições controladas de temperatura a 25°C e luz alternada (10h luz). Os cruzamentos entre espécies silvestres, de genoma “B” com as de genoma “A”, resistentes a pelo menos uma doença foram realizados em condições de telado, com emasculação realizada ao final da tarde e polinização na manhã do dia seguinte. A duplicação de cromossomos de células somáticas de híbridos com genoma “AB”, foi obtida mediante o tratamento de estacas com colchicina a 0,2%, por aproximadamente 12h, em condições de luz e com temperatura entre 25-30°C. Os cruzamentos entre A. hypogaea e os anfidiplóides sintéticos foram realizados em condições de telado, na Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia. Observou-se que várias espécies silvestres foram altamente resistentes a, pelo menos, uma das três doenças estudadas. Foi possível selecionar, como genitores masculinos, 12 acessos de genoma “A” e, como femininos, seis acessos de genoma “B”. A partir de 26 cruzamentos distintos (3633 hibridações), foi possível obter 17 híbridos interespecíficos distintos com genoma “AB”. Após o tratamento com colchicina de todos os 17 tipos de híbridos, foram obtidas cinco combinações híbridas que produziram flores tetraplóides (A. hoehnei x A. helodes, A. ipaënsis x A. duranensis, A. hoehnei x A. cardenasii, A. aff. magna x A. villosa, A. aff. magna x A. aff. diogoi). Foram realizados 21 cruzamentos entre A. hypogaea e os anfidiplóides sintéticos. Foram obtidos 13 tipos de híbridos: A. hypogaea (cvs. IAC-Tatu-ST, Br-1, IAC-Caiapó, IAC-Runner) x [A. hoehnei x A. cardenasii]; A. hypogaea cv. Br-1 x [A. aff. magna x A. villosa] ; A. hypogaea (acessos V 12548, V 12549, Mdi 1560, Mdi 1538, cvs. BR-1, IAC-Tatu-ST, IAC-Caiapó, IAC-Runner) x [A. ipaënsis x A. duranensis]. Os resultados obtidos confirmam que é possível a introgressão de genes de resistência a partir de espécies silvestres no amendoim cultivado, via cruzamentos, expandindo-se a lista de espécies silvestres utilizadas e ampliando a variabilidade genética liberada para seleção nos programas de melhoramento de amendoim. / Groundnut (Arachis hypogaea) is one of the most important oil species in the world. In 2002, Brazil produced about 190 thousand tonelades, with 80 per cent of cultivated area concentrated in the State of São Paulo. The main problem in crop management in this State and in many other growing areas in the world is represented by fungal diseases. Several species of the genus Arachis are considered resistant to main pests and diseases. This research was developed to take advantage of the genetic variability present in the Arachis genus, and has the following objectives: 1) to identify accessions of wild species belonging to Section Arachis that are resistant to early leaf spot (Cercospora arachidicola), late leaf spot (Cercosporidium personatum) and rust (Puccinia arachidis); 2) to cross resistant species having B and A genomes; 3) to duplicate chromosomes of sterile hybrids; 4) to cross A. hypogaea with synthetic amphiploids; 5) to obtain an F1 generation with 50% of the cultivated groundnut genome and 50% of wild species genomes. Experiments were developed under greenhouse conditions, in the Department of Genetics, faculty of Agriculture "Luiz of Queiroz". Detached leaves technique was used, in laboratory conditions, with artificial inoculation, controlled temperature of 25°C and alternate light (10h light) for the identification of genotypes resistant to fungal diseases. Crosses among wild resistant species with B and A genome genotypes were carried out in greenhouse conditions. Emasculation were hand-made at the end of the afternoon and pollination was made in the following morning. Chromosome duplication of somatic cells in AB genome interspecific hybrids was obtained by treating cuttings with 0.2% colchicine for approximately 12h, in daylight conditions, maintaining the temperature in range of 25-30°C. Crosses between A. hypogaea and synthetic amphyploids were done in greenhouse conditions, at Embrapa Genetic Resources and Biotechnology. It was observed that several wild species were highly resistant to one or more of the studied diseases. Selection of 12 A genome accessions for use as male parents was possible as well as six B genome species as female parents. From 26 different combinations, it was possible to obtain 17 interspecific AB genome hybrids. After colchicine treatment of all 17 hybrid types, five hybrid combinations that produced tetraploid flowers were obtained (A. hoehnei x A. helodes, A. ipaënsis x A. duranensis, A. hoehnei x A. cardenasii, A. aff. magna x A. villosa, A. aff. magna x A. aff. diogoi). Twenty-one different crosses were done between A. hypogaea and synthetic amphyploids. Thirteen different hybrid types were obtained: A. hypogaea (cvs. IAC-Tatu-ST, Br-1, IAC-Caiapó, IAC-Runner) x [A. hoehnei x A. cardenasii]; A. hypogaea cv. BR-1 x [A. aff. magna x A. villosa]; A. hypogaea (accessions V 12548, V 12549, Mdi 1560, Mdi 1538, cvs. Br-1, IAC-Tatu-ST, IACCaiapó, IAC-Runner) x [A. ipaënsis x A. duranensis]. Results confirmed the possibility of introgression of resistance genes from wild species into cultivated groundnut, by manual crosses, increasing the number of wild species used, and thus to enhance the genetic variability released for applying selection in breeding groundnut programs.

Os objetivos do presente trabalho foram estudar a herança da resistência à antracnose foliar em milho, estimar os parâmetros genéticos e identificar marcadores moleculares ligados a genes de resistência a esta doença. Parâmetros genéticos foram estimados com base na análise de modelos de herança mista de seis gerações de quatro cruzamentos entre duas linhagens resistentes (DAS4 e DAS3) e duas linhagens suscetíveis (DAS6 e DAS22). O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com parcelas subdivididas, com três repetições, sendo as parcelas constituídas pelos cruzamentos e as subparcelas, pelas gerações. As plantas foram inoculadas artificialmente e avaliadas em dois experimentos através de uma escala de notas de 1 a 6. Os testes de hipóteses para selecionar o modelo de herança genética e as estimativas dos parâmetros foram realizados pelo método da máxima verossimilhança. Os resultados da análise de modelos mistos indicaram que a resistência é controlada por um gene de efeito maior em todos os cruzamentos e experimentos avaliados e também por poligenes, em pelo menos um dos experimentos. A ação gênica é aditiva e dominante, com predominância de efeitos genéticos aditivos. O mapeamento de QRLs foi realizado utilizando 141 indivíduos F1RC1 do cruzamento (DAS6 x DAS4) x DAS6, com base na avaliação fenotípica das suas famílias, em dois experimentos. O delineamento experimental foi o látice 12 x 12, incluindo as famílias, genitores e híbrido, com 3 repetições. As plantas foram inoculadas artificialmente e avaliadas através de uma escala de notas de 1 a 6. O mapeamento de QRLs, utilizando marcadores microssatélites e AFLPs e análise de bulks segregantes para detecção de marcadores candidatos, foi realizado pela análise de regressão linear múltipla (RLM) e pelo mapeamento por intervalo composto (MIC). Ambas metodologias de análise identificaram pelo menos um QRL no cromossomo 10 em cada experimento. Também foram detectados QRLs nos cromossomos 2, 3 e 5, apenas pela RLM. Os QRLs identificados pela RLM explicaram 25,7%, 23,3% e 24,5% da variação fenotípica no experimento 1, no experimento 2 e na análise conjunta, respectivamente. Já os QRLs identificados pelo MIC explicaram 28,9%, 32,3% e 31,0% da variação fenotípica no experimento 1, no experimento 2 e na análise conjunta, respectivamente. A análise de bulks segregantes permitiu a detecção apenas dos QRLs de efeitos fenotípicos mais expressivos localizados no cromossomo 10. Na maioria dos QRLs detectados, os alelos de resistência provieram do genitor resistente. A identificação destes QRLs oferece uma significativa contribuição para o entendimento da resistência de milho à antracnose foliar, podendo levar à identificação de genes e elucidação dos mecanismos envolvidos na expressão da resistência. / The objectives of this work were to study the inheritance of resistance to anthracnose leaf blight, estimate the genetic parameters, and identify molecular markers associated with resistance genes to this disease. Genetic parameters were estimated based on the analysis of mixed inheritance models in six generations of four crosses between two resistant (DAS4 and DAS3) and two susceptible inbred lines (DAS6 and DAS22). The experimental design consisted of randomized blocks containing split-plots, with three replicates, where the plots were represented by crosses and the subplots were the generations. The plants were inoculated artificially and evaluated in two experiments by means of a rating scale from 1 to 6. The hypothesis testing to select the genetic inheritance model and parameter estimates were obtained by the maximum likelihood method. The results from the mixed models analysis indicated that resistance is controlled by a major gene in all crosses and experiments evaluated, and also by polygenes in at least one experiment. The genetic action is additive and dominant, with predominance of additive genetic effects. QRL mapping was performed using 141 F1RC1 individuals from the (DAS6 × DAS4) × DAS6 cross, based on the phenotypic evaluation of their families, in two experiments. The experimental design was a 12 × 12 lattice which included the families, parents, and the hybrid, with 3 replicates. The plants were inoculated artificially and evaluated by means of a rating scale from 1 to 6. QRL mapping, using microsatellites and AFLPs markers, and bulked segregant analysis to detect candidate markers was performed by multiple linear regression analysis (MLR) and by composite interval mapping (CIM). Both methodologies of analysis identified at least one QRL in chromosome 10 in each experiment. QRLs were also detected, by MLR only, in chromosomes 2, 3 and 5. The QRLs identified by MLR explained 25.7%, 23.3%, and 24.5% of the phenotypic variation in the experiment 1, in the experiment 2 and in the joint analysis, respectively. The QRLs identified by CIM, however, explained 28.9%, 32.3%, and 31.0% of the phenotypic variation in the experiment 1, in the experiment 2 and in the joint analysis, respectively. The bulked segregant analysis only allowed the detection of QRLs that showed the more expressive phenotypic effects located in chromosome 10. In most detected QRLs, the resistance alleles came from the resistant parent. The identification of these QRLs offers a significant contribution to an understanding of resistance to anthracnose leaf blight in maize, and could lead to the identification of genes and to an elucidation of the mechanisms involved in the expression of resistance.

O amendoim (Arachis hypogaea) é a quarta oleaginosa mais consumida no mundo. O Brasil produziu, em 2002, aproximadamente 190 mil toneladas, sendo que 80% da área plantada situa-se no Estado de São Paulo. O principal problema da cultura neste Estado e no mundo são as doenças fúngicas de parte aérea. Diversas espécies do gênero Arachis são consideradas resistentes a várias pragas e doenças. Os objetivos dessa pesquisa foram: 1) identificar espécies silvestres pertencentes à Secção Arachis resistentes à mancha castanha (Cercospora arachidicola), mancha preta (Cercosporidium personatum) e ferrugem (Puccinia arachidis); 2) realizar cruzamentos entre espécies de genoma "A" e "B" resistentes a, pelo menos, uma doença fúngica; 3) duplicar os cromossomos dos híbridos estéreis; 4) realizar cruzamentos entre A. hypogaea e os anfidiplóides sintéticos; 5) obter a geração F1 que tivesse 50% do genoma do amendoim cultivado, 50% do genoma das espécies silvestres. Os experimentos foram conduzidos, em condições de telado, no Departamento de Genética da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz". Para a identificação de genótipos resistentes às doenças fúngicas, utilizou-se a técnica de folhas destacadas, em laboratório, com inoculação artificial, condições controladas de temperatura a 25°C e luz alternada (10h luz). Os cruzamentos entre espécies silvestres, de genoma "B" com as de genoma "A", resistentes a pelo menos uma doença foram realizados em condições de telado, com emasculação realizada ao final da tarde e polinização na manhã do dia seguinte. A duplicação de cromossomos de células somáticas de híbridos com genoma "AB", foi obtida mediante o tratamento de estacas com colchicina a 0,2%, por aproximadamente 12h, em condições de luz e com temperatura entre 25-30°C. Os cruzamentos entre A. hypogaea e os anfidiplóides sintéticos foram realizados em condições de telado, na Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia. Observou-se que várias espécies silvestres foram altamente resistentes a, pelo menos, uma das três doenças estudadas. Foi possível selecionar, como genitores masculinos, 12 acessos de genoma "A" e, como femininos, seis acessos de genoma "B". A partir de 26 cruzamentos distintos (3633 hibridações), foi possível obter 17 híbridos interespecíficos distintos com genoma "AB". Após o tratamento com colchicina de todos os 17 tipos de híbridos, foram obtidas cinco combinações híbridas que produziram flores tetraplóides (A. hoehnei x A. helodes, A. ipaënsis x A. duranensis, A. hoehnei x A. cardenasii, A. aff. magna x A. villosa, A. aff. magna x A. aff. diogoi). Foram realizados 21 cruzamentos entre A. hypogaea e os anfidiplóides sintéticos. Foram obtidos 13 tipos de híbridos: A. hypogaea (cvs. IAC-Tatu-ST, Br-1, IAC-Caiapó, IAC-Runner) x [A. hoehnei x A. cardenasii]; A. hypogaea cv. Br-1 x [A. aff. magna x A. villosa] ; A. hypogaea (acessos V 12548, V 12549, Mdi 1560, Mdi 1538, cvs. BR-1, IAC-Tatu-ST, IAC-Caiapó, IAC-Runner) x [A. ipaënsis x A. duranensis]. Os resultados obtidos confirmam que é possível a introgressão de genes de resistência a partir de espécies silvestres no amendoim cultivado, via cruzamentos, expandindo-se a lista de espécies silvestres utilizadas e ampliando a variabilidade genética liberada para seleção nos programas de melhoramento de amendoim. / Groundnut (Arachis hypogaea) is one of the most important oil species in the world. In 2002, Brazil produced about 190 thousand tonelades, with 80 per cent of cultivated area concentrated in the State of São Paulo. The main problem in crop management in this State and in many other growing areas in the world is represented by fungal diseases. Several species of the genus Arachis are considered resistant to main pests and diseases. This research was developed to take advantage of the genetic variability present in the Arachis genus, and has the following objectives: 1) to identify accessions of wild species belonging to Section Arachis that are resistant to early leaf spot (Cercospora arachidicola), late leaf spot (Cercosporidium personatum) and rust (Puccinia arachidis); 2) to cross resistant species having B and A genomes; 3) to duplicate chromosomes of sterile hybrids; 4) to cross A. hypogaea with synthetic amphiploids; 5) to obtain an F1 generation with 50% of the cultivated groundnut genome and 50% of wild species genomes. Experiments were developed under greenhouse conditions, in the Department of Genetics, faculty of Agriculture "Luiz of Queiroz". Detached leaves technique was used, in laboratory conditions, with artificial inoculation, controlled temperature of 25°C and alternate light (10h light) for the identification of genotypes resistant to fungal diseases. Crosses among wild resistant species with B and A genome genotypes were carried out in greenhouse conditions. Emasculation were hand-made at the end of the afternoon and pollination was made in the following morning. Chromosome duplication of somatic cells in AB genome interspecific hybrids was obtained by treating cuttings with 0.2% colchicine for approximately 12h, in daylight conditions, maintaining the temperature in range of 25-30°C. Crosses between A. hypogaea and synthetic amphyploids were done in greenhouse conditions, at Embrapa Genetic Resources and Biotechnology. It was observed that several wild species were highly resistant to one or more of the studied diseases. Selection of 12 A genome accessions for use as male parents was possible as well as six B genome species as female parents. From 26 different combinations, it was possible to obtain 17 interspecific AB genome hybrids. After colchicine treatment of all 17 hybrid types, five hybrid combinations that produced tetraploid flowers were obtained (A. hoehnei x A. helodes, A. ipaënsis x A. duranensis, A. hoehnei x A. cardenasii, A. aff. magna x A. villosa, A. aff. magna x A. aff. diogoi). Twenty-one different crosses were done between A. hypogaea and synthetic amphyploids. Thirteen different hybrid types were obtained: A. hypogaea (cvs. IAC-Tatu-ST, Br-1, IAC-Caiapó, IAC-Runner) x [A. hoehnei x A. cardenasii]; A. hypogaea cv. BR-1 x [A. aff. magna x A. villosa]; A. hypogaea (accessions V 12548, V 12549, Mdi 1560, Mdi 1538, cvs. Br-1, IAC-Tatu-ST, IACCaiapó, IAC-Runner) x [A. ipaënsis x A. duranensis]. Results confirmed the possibility of introgression of resistance genes from wild species into cultivated groundnut, by manual crosses, increasing the number of wild species used, and thus to enhance the genetic variability released for applying selection in breeding groundnut programs.

Os objetivos do presente trabalho foram estudar a herança da resistência à antracnose foliar em milho, estimar os parâmetros genéticos e identificar marcadores moleculares ligados a genes de resistência a esta doença. Parâmetros genéticos foram estimados com base na análise de modelos de herança mista de seis gerações de quatro cruzamentos entre duas linhagens resistentes (DAS4 e DAS3) e duas linhagens suscetíveis (DAS6 e DAS22). O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com parcelas subdivididas, com três repetições, sendo as parcelas constituídas pelos cruzamentos e as subparcelas, pelas gerações. As plantas foram inoculadas artificialmente e avaliadas em dois experimentos através de uma escala de notas de 1 a 6. Os testes de hipóteses para selecionar o modelo de herança genética e as estimativas dos parâmetros foram realizados pelo método da máxima verossimilhança. Os resultados da análise de modelos mistos indicaram que a resistência é controlada por um gene de efeito maior em todos os cruzamentos e experimentos avaliados e também por poligenes, em pelo menos um dos experimentos. A ação gênica é aditiva e dominante, com predominância de efeitos genéticos aditivos. O mapeamento de QRLs foi realizado utilizando 141 indivíduos F1RC1 do cruzamento (DAS6 x DAS4) x DAS6, com base na avaliação fenotípica das suas famílias, em dois experimentos. O delineamento experimental foi o látice 12 x 12, incluindo as famílias, genitores e híbrido, com 3 repetições. As plantas foram inoculadas artificialmente e avaliadas através de uma escala de notas de 1 a 6. O mapeamento de QRLs, utilizando marcadores microssatélites e AFLPs e análise de bulks segregantes para detecção de marcadores candidatos, foi realizado pela análise de regressão linear múltipla (RLM) e pelo mapeamento por intervalo composto (MIC). Ambas metodologias de análise identificaram pelo menos um QRL no cromossomo 10 em cada experimento. Também foram detectados QRLs nos cromossomos 2, 3 e 5, apenas pela RLM. Os QRLs identificados pela RLM explicaram 25,7%, 23,3% e 24,5% da variação fenotípica no experimento 1, no experimento 2 e na análise conjunta, respectivamente. Já os QRLs identificados pelo MIC explicaram 28,9%, 32,3% e 31,0% da variação fenotípica no experimento 1, no experimento 2 e na análise conjunta, respectivamente. A análise de bulks segregantes permitiu a detecção apenas dos QRLs de efeitos fenotípicos mais expressivos localizados no cromossomo 10. Na maioria dos QRLs detectados, os alelos de resistência provieram do genitor resistente. A identificação destes QRLs oferece uma significativa contribuição para o entendimento da resistência de milho à antracnose foliar, podendo levar à identificação de genes e elucidação dos mecanismos envolvidos na expressão da resistência. / The objectives of this work were to study the inheritance of resistance to anthracnose leaf blight, estimate the genetic parameters, and identify molecular markers associated with resistance genes to this disease. Genetic parameters were estimated based on the analysis of mixed inheritance models in six generations of four crosses between two resistant (DAS4 and DAS3) and two susceptible inbred lines (DAS6 and DAS22). The experimental design consisted of randomized blocks containing split-plots, with three replicates, where the plots were represented by crosses and the subplots were the generations. The plants were inoculated artificially and evaluated in two experiments by means of a rating scale from 1 to 6. The hypothesis testing to select the genetic inheritance model and parameter estimates were obtained by the maximum likelihood method. The results from the mixed models analysis indicated that resistance is controlled by a major gene in all crosses and experiments evaluated, and also by polygenes in at least one experiment. The genetic action is additive and dominant, with predominance of additive genetic effects. QRL mapping was performed using 141 F1RC1 individuals from the (DAS6 × DAS4) × DAS6 cross, based on the phenotypic evaluation of their families, in two experiments. The experimental design was a 12 × 12 lattice which included the families, parents, and the hybrid, with 3 replicates. The plants were inoculated artificially and evaluated by means of a rating scale from 1 to 6. QRL mapping, using microsatellites and AFLPs markers, and bulked segregant analysis to detect candidate markers was performed by multiple linear regression analysis (MLR) and by composite interval mapping (CIM). Both methodologies of analysis identified at least one QRL in chromosome 10 in each experiment. QRLs were also detected, by MLR only, in chromosomes 2, 3 and 5. The QRLs identified by MLR explained 25.7%, 23.3%, and 24.5% of the phenotypic variation in the experiment 1, in the experiment 2 and in the joint analysis, respectively. The QRLs identified by CIM, however, explained 28.9%, 32.3%, and 31.0% of the phenotypic variation in the experiment 1, in the experiment 2 and in the joint analysis, respectively. The bulked segregant analysis only allowed the detection of QRLs that showed the more expressive phenotypic effects located in chromosome 10. In most detected QRLs, the resistance alleles came from the resistant parent. The identification of these QRLs offers a significant contribution to an understanding of resistance to anthracnose leaf blight in maize, and could lead to the identification of genes and to an elucidation of the mechanisms involved in the expression of resistance.