Nos últimos anos, o aumento na produção de plantas em sistemas de cultivo hidropônico ou em substratos comerciais, além da proibição do uso de brometo de metila, resultou em uma maior incidência de doenças radiculares causadas por patógenos de solo como Pythium spp.. A caracterização dos mecanismos de patogênese de espécies do gênero Pythium que causam danos às culturas poderia promover maiores possibilidades de controle. O objetivo do presente estudo foi caracterizar a resposta de tomate (Solanum lycopersicum) à infecção de isolados de diferentes espécies do gênero Pythium. A incidência da doença em plântulas, causada pela inoculação com cinco isolados do gênero Pythium, foi avaliada quanto à ocorrência de mortalidade, enquanto a severidade foi avaliada quanto a alterações no comprimento da parte aérea e das raízes. O efeito da temperatura e da concentração do inóculo na severidade da doença também foi avaliado. A fim de caracterizar a ação de alguns compostos químicos na ocorrência da doença, foi avaliada a aplicação de ácido abscísico, ácido salicílico (AS), etefon (ET), aminoetoxivinilglicina e um surfactante sintético. Por fim, a técnica de quantificação relativa por PCR em tempo real foi utilizada para avaliar o acúmulo de mRNA de genes de defesa em resposta à inoculação. Na caracterização biológica, verificou-se que todos os isolados foram patogênicos a tomate, apresentando variações na severidade da doença causada. A severidade da doença provocada por P. inflatum é baixa, quando comparada com os outros isolados. Já P. ultimum causa sintomas inicialmente pouco severos, mas que evoluem rapidamente. A adição de ET, AS e do surfactante reduziu significativamente a severidade da doença. Na caracterização molecular, observou-se que um maior acúmulo de mRNAs dos genes LOXD, PR-1A1 e PR-5 depende da interação em questão. A diversidade observada nos resultados reflete a complexidade das respostas de S. lycopersicum induzidas pelos patógenos. A análise funcional in vivo desses e de outros genes poderá contribuir para utilização dos mesmos na obtenção de resistência contra Pythium spp.. / In recent years, the increase in plant production in hydroponic culture systems or in commercial soil media, in addition to the ban on the use of methyl bromide, resulted in a higher incidence of root diseases caused by soil pathogens like Pythium spp.. The characterization of the pathogenesis mechanisms of species of the genus Pythium that cause damage to crops could promote greater opportunities for control. The objective of this study was to characterize the response of tomato (Solanum lycopersicum) to the infection with isolates of different species of the genus Pythium. The disease incidence in seedlings caused by inoculation with five isolates from the genus Pythium was evaluated according to the occurrence of death, while the severity was assessed by changes in the length of shoots and roots. The effect of temperature and inoculum concentration in disease severity was also assessed. In order to characterize the action of some chemical compounds in the disease occurrence the application of abscisic acid, salicylic acid (SA), ethephon (ET), aminoethoxyvinilglycine and a synthetic surfactant was evaluated. Finally, the technique of relative quantification by realtime PCR was used to assess the accumulation of mRNA from defense genes in response to the inoculation. In the biological characterization, it was found that all isolates were pathogenic to S. lycopersicum, although they have induced variable disease severity. The disease severity caused by P. inflatum is low when compared with the other isolates. On the other hand, P. ultimum initially causes less severe symptoms which progress very rapidly. The addition of ET, AS, and the surfactant, significantly reduced the severity of the disease. In the molecular characterization, it was observed that the accumulation of mRNAs of genes LOXD, PR-1A1, and PR-5 depends on the species of Pythium in the interaction. The diversity observed in the results reflects the complexity of the responses of S. lycopersicum induced by pathogens. In vivo functional analysis of these and other genes could contribute to the use of them in obtaining resistance against Pythium spp..

A ferrugem da folha é a principal doença da cultura da aveia. Sua ocorrência anual associada à grande variabilidade do patógeno predispõe à epidemias severas e a rápida superação da resistência nas cultivares disponíveis. O objetivo deste trabalho foi identificar os mecanismos de resistência a esta doença em genótipos contrastantes. Para isso foram avaliados componentes epidemiológicos e histológicos da resistência à doença em plântulas de genótipos com resistência durável ou com potencial uso como novas fontes de resistência. Dentre os componentes avaliados, a eficiência de infecção apresentou efeito mais claro na resistência observada, enquanto que o período latente não mostrou ser um componente importante. Os processos de infecção e colonização ocorrem de forma semelhante tanto em genótipos suscetíveis quanto em resistentes, porém, após o estabelecimento das colônias, ocorrem eventos chaves que diferenciam os resistentes dos suscetíveis. A morte celular associada com o acúmulo de compostos autofluorescentes e fenólicos foi um evento comum dentre os genótipos resistentes. No entanto, a ocorrência destes eventos é temporalmente distinta. O genótipo Pc68/5*Starter apresenta um mecanismo de hipersensibilidade com aborto precoce das colônias. Contrariamente, URS 21, 04B7113-1 e 04B7119-2 apresentam um mecanismo tardio de hipersensibilidade com aborto das colônias já estabelecidas, associado ao acúmulo de compostos autofluorescentes e fenólicos. Os demais genótipos apresentaram um desenvolvimento normal de colônias contendo tecido esporogênico cinco dias após a inoculação. Os dados obtidos sugerem que os mecanismos de resistência atuantes nos genótipos resistentes, particularmente morte celular e produção de compostos fenólicos, são semelhantes entre si, porém, diferencialmente expressos. A expressão temporal destes dois mecanismos reflete o nível de resistência que estes genótipos apresentam no campo. / Crown rust is the main disease of oat crop. Its annual occurrence associated with the great variability of the pathogen predisposes severe epidemics and may quickly overcome the resistance in the available cultivars. The objective of this study was to identify the mechanisms of resistance to this disease in contrasting genotypes. For that it was evaluated some epidemiological and histological components of the disease in seedlings of genotypes with durable resistance or with potential use as new sources of resistance. Among the components evaluated, the efficiency of infection had a more clear effect in the resistance observed, while the latent period did not represent an important component. The processes of colonization and infection occur similarly on both genotypes resistant and susceptible, but after the establishment of the colonies, there are key events that differentiate resistant from susceptible. Host cell death associated with the accumulation of autofluorescent and phenolic compounds was a common event among the resistant genotypes. However, the occurrences of these events are temporally distinct. The genotype Pc68/5* Starter shows a mechanism of hypersensitivity associated to early aborted colonies. In contrast, URS 21, 04B7113-1 and 04B7119-2 show a late mechanism of hypersensitivity with abortion of the colonies already established, associated with accumulation of phenolic compounds. The other genotypes showed a normal development of colonies containing sporogenic tissue five days after inoculation. The data suggest that the mechanisms of resistance acting on resistant genotypes, particularly hypersensitivity and production of phenolic compounds, are similar among themselves, but differentially expressed. The temporal expression of these two mechanisms reflects the level of resistance that these genotypes have on the field.

O aumento na freqüência e intensidade da mancha-negra (Pyrenophora chaetomioides Speg.) em lavouras de aveia branca na região produtora do Brasil, tem demandado um esforço coletivo por parte de melhoristas e fitopatologistas, na busca por genótipos com níveis mais elevados de resistência a essa moléstia, o mais rapidamente possível. O uso de alguns critérios para a comparação e avalição dos genótipos podem ser de auxílio para a pré-seleção de inúmeras linhagens em programas de melhoramento para que tal meta seja atingida. Desta forma, a quantificação de alguns dos componentes da resistência sob condições controladas, permite que o trabalho seja realizado ao longo de todo o ano, possibilitando o descarte de linhagens suscetíveis antes de ocuparem espaços nos campos experimentais. Deve-se determinar, contudo, quais os componentes que possuem associação com a intensidade da doença no campo, representada pela área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD). Desta forma, o presente trabalho objetivou determinar alguns componentes da resistência à P. chaetomioides, em plantas de 26 genótipos, entre cultivares recomendadas e linhagens elite de aveia branca, sob condições controladas, e verificar sua associação com a AACPD, obtida pela avaliação dos mesmos genótipos em condições de campo, indicando quais componentes poderão ser úteis na préseleção para resistência. Utilizou-se um paquímetro digital com precisão de 0,1 mm, para a mensuração do comprimento e da largura das manchas provocadas por um isolado de P. chaetomioides, na segunda folha de plantas mantidas em sala climatizada (25 ± 3 ºC e fotoperíodo de 14 h). As avaliações foram realizadas a cada três dias, a partir do terceiro após a inoculação e, estenderam-se até 12 dias após a inoculação. Com esses dados, foi possível estimar os componentes de resistência: tamanhos inicial (TI) e final (TF) das lesões, taxa de expansão das lesões (Tx) e área normalizada corrigida abaixo da curva de expansão das lesões (AACEL*c). Todos os coeficientes de correlação foram positivos e significativos ao nível de 1% de probabilidade e, situaram-se entre as classes moderada (0,5 < r < 0,8) e elevada (0,8 ≤ r < 1). Os componentes AACEL*c, TI e TF, foram os que apresentaram as maiores associações com o desenvolvimento da epidemia a campo (AACPD), com coeficientes de correlação médios de 0,827, 0,801 e 0,801, respectivamente. Dentre esses, indica-se a utilização do TF, pois é menos laborioso de ser obtido, tornando mais ágil o processo de seleção para a resistência. / The increase in frequency and intensity of black spot (Pyrenophora chaetomioides Speg.) on cultivated oat crops in the producing region of Brazil, has demanded a collective effort on the part of breeders and plant pathologists in the searching for genotypes with higher levels of resistance to this disease as soon as possible. The use of some criteira to compare and evaluate genotypes are of help to screen a large number of lines in breeding programs for such goal is to be achieved. Therefore, the quantification of some components of resistance under controlled conditions allows that the work is done throughout the year, enabling the disposal of susceptible lines before taking up space in the experimental fields. However, it should be determined which components have association with the intensity of the disease in the field, represented by the area under the disease progress curve (AUDPC). Thus, this study aimed to determine some components of resistance to P. chaetomioides in seedlings of 26 genotypes among the recommended varieties and elite breeding lines of white oats under controlled conditions and the occurrence of association with the AUDPC, obtained by evaluating these genotypes in the field and indicating which components may be useful in screening for resistance. It was used a digital caliper with precision of 0.1 mm for the measurement of the length and width of the spots caused by an isolate of P. chaetomioides in the second leaf of seedlings, which were maintained in a heated room (25 ± 3 ºC) with a photoperiod of 14 h. From the third day after inoculation, the evaluations were performed every three days, extended up to 12 days after. With these data, it was possible to estimate the components of resistance: initial (ILS) and final (FLS) lesion sizes, the rate of lesion expansion (r) and area under the lesion expansion curve normalized and corrected (AAELC*c). All correlations were positive and significant at 1% probability, and were between the classes of moderate (0,5 < r < 0,8) and strong (0,8 U<U r < 1) correlation. The components AAELC*c, IS and FS were those who had the highest correlation, with average rates of 0,827, 0,801 and 0,801, respectively. Among these, it is suggested the use of FS, since it is less laborious to be obteined and speeds the selection process to find resistance.

A ferrugem da folha, causada pelo fungo Puccinia triticina, é umas das principais doenças do trigo. As condições ambientais presentes na região do Cone Sul da América do Sul, associadas à grande variabilidade genética para virulência do patógeno, favorecem a ocorrência de epidemias anuais. Desta forma, é comum a superação da resistência em variedades com genes específicos à raças de ferrugem. Neste contexto, a identificação de mecanismos de resistência potencialmente duráveis é de extrema importância. O objetivo deste trabalho foi caracterizar os eventos histológicos responsáveis pela reação de resistência em interações de hospedeiros (trigo suscetível (BRS 194), com resistência específica (Lr9) e não-específica à raças (Toropi)) e não-hospedeiros (cevada (BRS 195), aveia (URS 22) e arroz (Irga 417 e Nippon Bare)) à Puccinia triticina. Para isso, as plantas foram inoculadas com a raça B56 de P. triticina e foram feitas coletas de segmentos foliares de 1,5 cm de cada espécie em diferentes horários após a inoculação, onde foram quantificadas as estruturas infectivas formadas, bem como, as reações de resistência apresentadas pelos genótipos, nas fases de plântula e planta adulta. Os genótipos testados apresentaram diferentes mecanismos de resistência, ativos em momentos distintos do processo infecioso. Em aveia a resistência foi pré-haustorial e envolveu a formação de papila. Em arroz a resistência foi pré-haustorial, com produção de compostos autofluorescentes e formação de H202. Em cevada houve a combinação de mecanismos de resistência pré e póshaustoriais, o que também foi verificado no genótipo de trigo com resistência parcial, não específica à raças, Toropi. A linhagem isogênica de trigo Lr9 apresentou resistência do tipo pós-haustorial, induzindo a morte celular por hipersensibilidade. Os resultados sugerem que a resistência parcial à P. triticina se assemelha à resistência de nãohospedeiros observada. Ambas são ativas e envolvem a combinação de diferentes mecanismos de defesa. O conhecimento a respeito dos mecanismos de resistência atuantes em espécies não-hospedeiras pode auxiliar no entendimento das relações patógeno-hospedeiro, visando à obtenção de variedades comerciais com formas mais duráveis de resistência. A combinação de diferentes mecanismos de resistência em Toropi pode ser responsável pela manutenção da resistência, bem como, pela baixa severidade da doença observada no campo. / Leaf rust, caused by the fungus Puccinia triticina, is one of the major diseases of wheat. The environmental conditions present in the Southern Cone of South America, associated with a high genetic variability for virulence of the pathogen, favoring the occurrence of annual epidemics. Thus, it is common the overcome of resistance in varieties with specific resistance genes. In this context, the identification of potentially durable resistance mechanisms is of utmost importance. The objective of this study was to characterize the histological events responsible for the resistance reaction in host interactions (susceptible wheat (BRS 194), with specific resistance (Lr9) and nonspecific resistance (Toropi)) and non-host (barley (BRS 195), oat (URS 22) and rice (IRGA 417 and Nippon Bare)) to Puccinia triticina. For this, plants were inoculated with race B56 of P. triticina and collections were made from 1.5 cm leaf segments of each species at different times after inoculation, which were quantified for infective structures formed, as well as the reactions of resistance displayed by genotypes at the stage of seedling and adult plant. The genotypes showed different resistance mechanisms, active at different times of the infectious process. In oat resistance has been pre-haustorial and involved the formation of papillae. Resistance in rice has been pre-haustorial, with production of autofluorescent compounds and the formation of H202. In barley there was a combination of pre and post-haustorial mechanisms. The same was found in wheat genotype with partial resistance, Toropi. The isogenic line Lr9 showed post-haustorial resistance, inducing hypersensitive cell death. The results suggest that partial resistance to P. triticina resembles the non-host resistance observed. Both are active and involve a combination of different defense mechanisms. Knowledge about the resistance mechanisms operating in non-host species may assist in understanding the pathogen-host relationships, towards to obtain commercial varieties with more durable forms of resistance. The combination of different mechanisms of resistance in Toropi may be responsible for maintaining the resistance, as well as by the low disease severity observed in the field.

As plantas estão expostas a uma gama de patógenos que utilizam diversas estratégias para infectar seus hospedeiros. Em resposta, as plantas expressam diferentes mecanismos de defesa, onde ocorre o reconhecimento de moléculas conservadas do patógeno por receptores específicos das plantas, desencadeando as respostas de defesa. A descoberta de sinais endógenos e exógenos que regulam a expressão de genes de defesa em Arabidopsis thaliana tem auxiliado a compreensão dos mecanismos de defesa. O desenvolvimento de uma estratégia de superexpressão para avaliação do papel do peptídeo endógeno AtPep1 na resistência a isolados de diferentes espécies do gênero Pythium é importante para a compreensão do mecanismo de defesa e a futura utilização do mesmo em cultivares resistentes ao patógeno. Nesse sentido, foram realizados experimentos que consistiram da inoculação de A. thaliana com isolados das espécies de P. graminicola, P. inflatum, P. deliense e P. ultimum. As plantas foram avaliadas quanto à presença de sintomas da doença. Paralelamente, o gene codificante do peptídeo AtPep1, PROPEP1, foi isolado de A. thaliana, ligado nos vetores binários pGSA1427 ou pEGAD, e transformados em Agrobacterium tumefaciens. Células de A. tumefaciens contendo os plasmídeos com e sem PROPEP1 foram usadas para transformação floral de A. thaliana. As plantas transformadas foram selecionadas pela presença do gene que confere tolerância ao herbicida glufosinato de amônio e, no caso da planta transformada com o vetor pEGAD, também pela presença da GFP (proteína verde fluorescente). A presença dos genes inseridos foi confirmada por PCR seguido de seqüenciamento. As plantas transformadas foram avaliadas quanto ao acúmulo de mRNA de PROPEP1 e a resistência aos isolados do gênero Pythium. Os resultados indicam que plantas tipo selvagem de A. thaliana são suscetíveis aos isolados das diferentes espécies do gênero Pythium. As plantas pEGAD-AtPep apresentaram um aumento na expressão relativa de PROPEP1 de até 4.000 vezes a encontrada nas plantas controle. Este alto acúmulo de PROPEP1 nas plantas pEGAD-AtPep e pGSAAtPep revelou ser importante na resistência ao isolado de P. deliense. As evidências suportam o papel do peptídeo AtPep1 como um elicitor endógeno que é gerado em resposta aos patógenos e suas PAMPs. / Plants are exposed to a range of pathogens that use several strategies to infect their host. In response, the plants express different mechanisms of defense, in which the recognition of conserved pathogen molecules by plant specific receptors triggers the defence responses. The discovery of exogenous and endogenous signals that regulate the expression of defense genes in Arabidopsis thaliana has helped the understanding of the mechanisms of defense. The development of a strategy of overexpression for evaluating the role of endogenous peptide AtPep1 in resistance to isolates of different species of the genus Pythium is important for understanding the mechanism of defense and its future use in resistant cultivars to the pathogen. Therefore, experiments that were performed consisted in the inoculation of A. thaliana with isolates of the of P. graminicola, P.inflatum, P. deliense, and P. ultimum species. The plants were evaluated for the presence of disease symptoms. In addition to that, the gene coding the peptide AtPep1, PROPEP1 was isolated from A. thaliana, ligated in the binary vectors pGSA1427 or pEGAD, and transformed in Agrobacterium tumefaciens. Cells of A. tumefaciens containing the plasmids with or without PROPEP1 were used to floral transformation of A. thaliana. The transformed plants were selected for the presence of the gene that confers tolerance to the herbicide ammonium glufosinate and, in the case of plants transformed with the vector pEGAD, they were also selected for the presence of GFP (green fluorescent protein). The presence of the inserted gene was confirmed by PCR followed by sequencing. The transformed plants were evaluated on the accumulation of mRNA from PROPEP1 and resistance to isolates of the genus Pythium. The results indicate that A. thaliana wild type plants are susceptible to isolates from various species of the genus Pythium. The pEGAD-AtPep plants showed an increase in the expression of PROPEP1 of up to 4.000 times more than that was found in control plants. Such high accumulation of PROPEP1 in pEGAD-AtPep and pGSA-AtPep plants was shown to be important in resistance to the isolate of P. deliense. The evidences support the role of the peptide AtPep1 as an endogenous elicitor that is generated in response to pathogens and their PAMPs.

Observou-se recentemente a morte de flores de pereiras europeias (Pyrus communis L.) em pomares de Vacaria, RS. Pseudomonas syringae pv. syringae tem sido associada a este sintoma em vários países, entretanto, não há registros deste patógeno associado a flores de pereiras no Brasil. Além disso, P. syringae pv. syringae possui uma fase epifítica, não bastando a detecção da bactéria para caracterizá-la como agente causal da doença, no caso de primeiro registro no país. Assim, se faz necessário um estudo etiológico e epidemiológico da morte de flores de pereiras europeias no Rio Grande do Sul. Objetivou-se com este trabalho (i) identificar o agente causal; (ii) conhecer as condições de ambiente e hospedeiro que favorecem a doença; (iii) monitorar a presença de bactérias em gemas ao longo do ano; (iv) quantificar a doença a campo; (v) verificar a ocorrência da doença em pomares de Vacaria, RS. Os resultados dos testes bioquímicos e fisiológicos, PCR e sequenciamento do gene rRNA 16S de dois isolados patogênicos (Pack9 e Pack10) indicaram tratar-se de Pseudomonas sp., mas não P. syringae pv. syringae. O estádio fenológico, no momento da inoculação, não interferiu na intensidade da doença; temperaturas de 15 e 20 °C favoreceram a doença. A incidência média de flores necrosadas no estádio de plena floração foi de 3,8%. A presença de Erwinia amylovora e Pantoea agglomerans em gemas de pereiras europeias não foi detectada. A freqüência de P. syringae pv. syringae e Pseudomonas sp. nas gemas foi de 0,7 e 16,3%, respectivamente, sendo que a última teve um pico em outubro (30%). A ocorrência da morte de flores foi registrada nos três pomares de pereiras europeias vistoriados em Vacaria, RS. / Blossom death has been lately observed in European pear (Pyrus communis L.) orchards in Vacaria, RS. Pseudomonas syringae pv. syringae has been associated with this symptom in several countries. However, there is no report of this pear disease etiology in Brazil. Furthermore, P. syringae pv. syringae has an epiphytic phase, that is, its detection is not enough evidence to characterize it as the causal agent of the disease in case of the first record for the country. Thus, it is necessary to perform an etiological and epidemiological studies of the European pear blossom blast in Rio Grande do Sul. The objective of this work was (i) to identify the causal agent; (ii) to know the environmental and the host conditions that favor the disease; (iii) to monitor, through detection in buds, the presence of bacteria throughout the year; (iv) to quantify the disease in fields; (v) to verify the occurrence of the disease in orchards in Vacaria, RS. Two pathogenic isolates were obtained (Pack9 and Pack10) and the identification by physiological and biochemical tests, PCR and rRNA 16S gene sequencing showed they belong to the genus Pseudonomas but not P. syringae pv. syringae. The phenological stage at the time of inoculation did not affect the intensity of the disease; temperatures of 15 and 20 °C favor the disease. The average incidence of necrotic flowers at the full bloom stage was 3.8%. There was no detection of Erwinia amylovora or Pantoea agglomerans in European pear buds. P. syringae pv. syringae was detected in low frequency (0.7%) and Pseudomonas sp. mean frequency was 16.3%, while there was a higher frequency (30%) in October. The disease was observed in all three European pear orchards visited in Vacaria, RS.

Nos últimos anos, o aumento na produção de plantas em sistemas de cultivo hidropônico ou em substratos comerciais, além da proibição do uso de brometo de metila, resultou em uma maior incidência de doenças radiculares causadas por patógenos de solo como Pythium spp.. A caracterização dos mecanismos de patogênese de espécies do gênero Pythium que causam danos às culturas poderia promover maiores possibilidades de controle. O objetivo do presente estudo foi caracterizar a resposta de tomate (Solanum lycopersicum) à infecção de isolados de diferentes espécies do gênero Pythium. A incidência da doença em plântulas, causada pela inoculação com cinco isolados do gênero Pythium, foi avaliada quanto à ocorrência de mortalidade, enquanto a severidade foi avaliada quanto a alterações no comprimento da parte aérea e das raízes. O efeito da temperatura e da concentração do inóculo na severidade da doença também foi avaliado. A fim de caracterizar a ação de alguns compostos químicos na ocorrência da doença, foi avaliada a aplicação de ácido abscísico, ácido salicílico (AS), etefon (ET), aminoetoxivinilglicina e um surfactante sintético. Por fim, a técnica de quantificação relativa por PCR em tempo real foi utilizada para avaliar o acúmulo de mRNA de genes de defesa em resposta à inoculação. Na caracterização biológica, verificou-se que todos os isolados foram patogênicos a tomate, apresentando variações na severidade da doença causada. A severidade da doença provocada por P. inflatum é baixa, quando comparada com os outros isolados. Já P. ultimum causa sintomas inicialmente pouco severos, mas que evoluem rapidamente. A adição de ET, AS e do surfactante reduziu significativamente a severidade da doença. Na caracterização molecular, observou-se que um maior acúmulo de mRNAs dos genes LOXD, PR-1A1 e PR-5 depende da interação em questão. A diversidade observada nos resultados reflete a complexidade das respostas de S. lycopersicum induzidas pelos patógenos. A análise funcional in vivo desses e de outros genes poderá contribuir para utilização dos mesmos na obtenção de resistência contra Pythium spp.. / In recent years, the increase in plant production in hydroponic culture systems or in commercial soil media, in addition to the ban on the use of methyl bromide, resulted in a higher incidence of root diseases caused by soil pathogens like Pythium spp.. The characterization of the pathogenesis mechanisms of species of the genus Pythium that cause damage to crops could promote greater opportunities for control. The objective of this study was to characterize the response of tomato (Solanum lycopersicum) to the infection with isolates of different species of the genus Pythium. The disease incidence in seedlings caused by inoculation with five isolates from the genus Pythium was evaluated according to the occurrence of death, while the severity was assessed by changes in the length of shoots and roots. The effect of temperature and inoculum concentration in disease severity was also assessed. In order to characterize the action of some chemical compounds in the disease occurrence the application of abscisic acid, salicylic acid (SA), ethephon (ET), aminoethoxyvinilglycine and a synthetic surfactant was evaluated. Finally, the technique of relative quantification by realtime PCR was used to assess the accumulation of mRNA from defense genes in response to the inoculation. In the biological characterization, it was found that all isolates were pathogenic to S. lycopersicum, although they have induced variable disease severity. The disease severity caused by P. inflatum is low when compared with the other isolates. On the other hand, P. ultimum initially causes less severe symptoms which progress very rapidly. The addition of ET, AS, and the surfactant, significantly reduced the severity of the disease. In the molecular characterization, it was observed that the accumulation of mRNAs of genes LOXD, PR-1A1, and PR-5 depends on the species of Pythium in the interaction. The diversity observed in the results reflects the complexity of the responses of S. lycopersicum induced by pathogens. In vivo functional analysis of these and other genes could contribute to the use of them in obtaining resistance against Pythium spp..

A mancha parda do arroz irrigado (MP), causada pelo fungo Bipolaris oryzae, é uma doença importante e que pode ter a semente como fonte de inóculo inicial. Os objetivos deste estudo foram: (1) avaliar o efeito de níveis de incidência de B. oryzae em sementes de arroz no desenvolvimento da cultura e epidemias de MP; (2) avaliar o padrão espacial de lesões de MP nas folhas por meio de análise digital; (3) elaborar e validar escalas diagramáticas para auxiliar estimativas visuais de severidade. Onze ensaios de campo com tratamentos de níveis de incidência de B. oryzae nas sementes (0, 3, 6, 12, 24 e 48%) foram instalados em Bagé e Cachoeirinha, RS, durante as safras 2008/09, 2009/10 e 2010/11. As variáveis avaliadas foram: estande de plantas, incidência e severidade da MP, produtividade e incidência de B. oryzae nos grãos colhidos nos ensaios. Nas parcelas experimentais da safra 2009/10, em Cachoeirinha, 350 folhas-bandeira com sintomas de MP foram coletadas e digitalizadas, retocadas e analisadas quanto à severidade da MP, e número e tamanho de lesões. O padrão espacial de distribuição de lesões na folha também foi determinado por análises específicas. Quatro escalas diagramáticas com dois incrementos (linear ou exponencial) e duas de coloração (preto e branco e imagens reais) foram elaboradas. A validação foi realizada, onde avaliou-se a repetibilidade, a reprodutibilidade, a acurácia e a precisão das estimativas por análise de correlação, regressão e concordância. Houve efeito dos níveis de incidência de B. oryzae na semente no estande de plantas em 8 ensaios, com redução do número de plantas em função do inóculo na semente, bem como na incidência da MP em três ensaios da safra 2009/10, com aumento da incidência em função da incidência de B. oryzae nas sementes. Contudo, não se observou efeito na severidade, produtividade e infecção de sementes para as condições dos experimentos instalados. A severidade das folhas coletadas foi majoritariamente baixa, com 55% dos casos apresentando severidades menores de 2%. As lesões de mancha parda ocorrem de maneira predominantemente aleatória, com tendência de agregação em severidades mais altas. Houve tendência geral entre os avaliadores de superestimarem a severidade observada quando sem auxílio. No entanto, com o uso das escalas diagramáticas, seja linear ou exponencial, houve melhora da qualidade das estimativas feitas pelos avaliadores, com destaque para as escalas em cores que melhorou a reprodutibilidade e repetibilidade das estimativas. / Rice brown spot (BS), caused by Bipolaris oryzae, is a fungal disease in which epidemics may originate from seedborne inoculum. The objectives of this study were to: (1) evaluate the effect seed-borne B. oryzae inoculum on crop development and BS epidemics; (2) determine the spatial distribution of BS lesions on leaves using digital analysis; and (3) develop and validate diagrammatic scales to aid visual estimates of BS severity. Eleven field trials were carried out in two locations in RS State (Bagé and Cachoeirinha) and three growing seasons (2008/09, 2009/10 and 2010/11) using cv. IRGA424. Treatments consisted of incremental incidence levels of B. oryzae in a seed lot (0, 3, 6, 12, 24 and 48%). The variables evaluated were: crop stand (number of seedlings per area unit), BS incidence and severity, rice yield and B. oryzae incidence in mature grains. In the experimental plots of the 2009/10 growing season, in Cachoeirinha, 350 symptomatic flag leaves were collected, scanned, retouched and analyzed for the severity of the BS, and number and size of lesions. The pattern of the distribution of lesions in a rice flagleaf was also determined by spatial analysis. Four diagrammatic scales varying in severity scale (linear or exponential) and color (black and white or true color) were prepared. In the scale validation, repeatability, reproducibility, accuracy and precision of the estimates were assessed by correlation, linear regression and concordance analysis. A significant effect was observed for the incidence of B. oryzae on the crop stand in eight trials; the number of plants was reduced with the increase of fungal incidence on the seeds. Also, BS incidence at the vegetative stages (for three trials analyzed) increased linearly with the increase of fungal incidence levels. No significant effect was found in BR severity, rice yield and seed infection. The BS severity values in the sampled leaves were mostly low (55% of 350 leaves were <2% severity). The distribution pattern of brown spot lesions was predominantly random, with a tendency to aggregate with the increase in severity (>8%). In the validation of the diagrammatic scales, there was an overall tendency of raters to overestimate severity when estimates were made unaided. However, the use of the diagrammatic scales, either with an exponential or linear severity increase, improved accuracy and precision of the estimates made by the raters, especially when using the color scales as an aid which led to improved reliability of the estimates.

A giberela é uma das principais doenças do trigo devido à contaminação dos grãos com micotoxinas produzidas pelo patógeno. A doença é causada principalmente por populações do complexo de espécies Fusarium graminearum (CEFG), o qual é composto por várias espécies filogenéticas com estrutura biogeográfica. Num primeiro estudo, a incidência (I) e a severidade (S) de giberela foram quantificadas em 160 lavouras de trigo no Estado do Rio Grande do Sul. Um modelo log-log complementar foi ajustado para a relação I-S aos dados de todos os campos (coeficiente angular= 1,13; intercepto= -2,76). Análises de heterogeneidade baseadas no índice de dispersão, teste C(α) e lei da potência binária, mostraram um predomínio (82%) do padrão aleatório da doença nas lavouras. Num segundo estudo, 455 isolados do patógeno, das mesmas lavouras, foram identificados por métodos moleculares quanto à espécie filogenética e ao potencial toxigênico. A genotipagem multilocus ou sequenciamento do gene TEF1-α mostrou que F. graminearum (Fgra) foi a espécie predominante em trigo (407/455), seguido por F. meridionale (Fmer, 25/455), F. cortaderiae (Fcor, 17/455), F. austroamericanum (Faus, 3/455) e F. asiaticum (Fasi, 3/455). Todos os isolados Fgra apresentaram genótipo tricoteceno 15-ADON, 24 isolados Fmer apresentaram genótipo NIV. Todos os isolados Fasi apresentaram genótipo NIV, enquanto isolados Fcor e Faus apresentaram tanto o genótipo NIV como 3-ADON. A identificação e análise de frequência de 189 isolados obtidos da resteva de milho (população saprofítica, n = 54), da atmosfera durante o florescimento do trigo no dossel da cultura (população aérea, n = 34) e de grãos giberelados (população patogênica, n = 101) em três áreas experimentais de trigo mostrou que a frequência das espécies diferiu nessas populações. Fgra predominou na população patogênica, e Fmer e Fcor na população saprofítica. Em estudo de competitividade das espécies, quando uma mistura de Fgra + Fmer foi inoculada em quatro cultivares de trigo, Fgra apresentou maior fitness patogênico que Fmer. Num terceiro estudo, cinquenta isolados de Fgra obtidos de trigo do estado americano de Nova York (NY), em 2011, incluindo 25 isolados 15-ADON e 25 isolados 3-ADON, foram caracterizados e comparados por 14 atributos do fitness saprofítico e patogênico. Os isolados dos dois genótipos não puderam ser discriminados para a maioria das características. Na população contemporânea de Fgra causando giberela em trigo em NY, isolados 3-ADON não apresentaram nenhuma vantagem detectável sobre isolados 15-ADON no fitness saprofítico ou patogênico. / Fusarium head blight is a major disease of wheat due to contamination of grain with mycotoxins produced by the pathogenic fungus. The disease is primarily caused by Fusarium graminearum species complex (FGSC), which includes several phylogenetic species biogeographically structured. In a first study, the incidence (I) and severity (S) of FHB epidemics were quantified in 160 wheat fields in Rio Grande do Sul State. A complimentary log-log model was fit to I-S relationship data from all fields (slope= 1.13; intercept= -2.76). Heterogeneity analysis based on dispersion index, C(α) test, and binary power law model, suggested a predominant (82%) random pattern of the disease in the fields. In a second study, 455 isolates of the pathogen were obtained from the surveyed fields and were molecularly identified to phylogenetic species and toxigenic potential. Multilocus genotyping assay or sequencing of TEF1-α gene showed that F. graminearum (Fgra) was the dominant species (407/455), followed by F. meridionale (Fmer, 25/455), F. cortaderiae (Fcor, 17/455), F. austroamericanum (Faus, 3/455), and F. asiaticum (Fasi, 3/455). All Fgra isolates were of the 15-ADON trichothecene genotype and 24 Fmer isolates were of the NIV genotype. All Fasi isolates were of the NIV, while Fcor and Faus were of either 3-ADON or the NIV genotype. The identification and frequency analysis of 189 isolates from corn stubble (saprophytic population, n=54), isolates collected during wheat flowering for the air above the canopy (airborne population, n = 34) and from Fusarium-damaged kernels (pathogenic population, n = 101) in three wheat fields showed diferences in species frequency among these populations. Fgra was dominant in the pathogenic population while Fmer and Fcor were dominant in the saprophytic population. In a species competition assay, when a mixture of Fgra + Fmer inoculum was inoculated onto four wheat varieties, Fgra showed higher pathogenic fitness than Fmer. In a third study, fifty isolates of Fgra obtained from wheat spikes in New York State (NY), 2011 year, including 25 isolates each of the 15-ADON and 3-ADON genotype, were characterized and compared for 14 different attributes of saprophytic and pathogenic fitness. Isolates of the two genotypes could not be differentiated for most of these traits, thus suggesting that 3-ADON isolates did not possess any detectable advantage over 15-ADON isolates of the contemporary population of Fgra from NY.

As plantas estão expostas a uma gama de patógenos que utilizam diversas estratégias para infectar seus hospedeiros. Em resposta, as plantas expressam diferentes mecanismos de defesa, onde ocorre o reconhecimento de moléculas conservadas do patógeno por receptores específicos das plantas, desencadeando as respostas de defesa. A descoberta de sinais endógenos e exógenos que regulam a expressão de genes de defesa em Arabidopsis thaliana tem auxiliado a compreensão dos mecanismos de defesa. O desenvolvimento de uma estratégia de superexpressão para avaliação do papel do peptídeo endógeno AtPep1 na resistência a isolados de diferentes espécies do gênero Pythium é importante para a compreensão do mecanismo de defesa e a futura utilização do mesmo em cultivares resistentes ao patógeno. Nesse sentido, foram realizados experimentos que consistiram da inoculação de A. thaliana com isolados das espécies de P. graminicola, P. inflatum, P. deliense e P. ultimum. As plantas foram avaliadas quanto à presença de sintomas da doença. Paralelamente, o gene codificante do peptídeo AtPep1, PROPEP1, foi isolado de A. thaliana, ligado nos vetores binários pGSA1427 ou pEGAD, e transformados em Agrobacterium tumefaciens. Células de A. tumefaciens contendo os plasmídeos com e sem PROPEP1 foram usadas para transformação floral de A. thaliana. As plantas transformadas foram selecionadas pela presença do gene que confere tolerância ao herbicida glufosinato de amônio e, no caso da planta transformada com o vetor pEGAD, também pela presença da GFP (proteína verde fluorescente). A presença dos genes inseridos foi confirmada por PCR seguido de seqüenciamento. As plantas transformadas foram avaliadas quanto ao acúmulo de mRNA de PROPEP1 e a resistência aos isolados do gênero Pythium. Os resultados indicam que plantas tipo selvagem de A. thaliana são suscetíveis aos isolados das diferentes espécies do gênero Pythium. As plantas pEGAD-AtPep apresentaram um aumento na expressão relativa de PROPEP1 de até 4.000 vezes a encontrada nas plantas controle. Este alto acúmulo de PROPEP1 nas plantas pEGAD-AtPep e pGSAAtPep revelou ser importante na resistência ao isolado de P. deliense. As evidências suportam o papel do peptídeo AtPep1 como um elicitor endógeno que é gerado em resposta aos patógenos e suas PAMPs. / Plants are exposed to a range of pathogens that use several strategies to infect their host. In response, the plants express different mechanisms of defense, in which the recognition of conserved pathogen molecules by plant specific receptors triggers the defence responses. The discovery of exogenous and endogenous signals that regulate the expression of defense genes in Arabidopsis thaliana has helped the understanding of the mechanisms of defense. The development of a strategy of overexpression for evaluating the role of endogenous peptide AtPep1 in resistance to isolates of different species of the genus Pythium is important for understanding the mechanism of defense and its future use in resistant cultivars to the pathogen. Therefore, experiments that were performed consisted in the inoculation of A. thaliana with isolates of the of P. graminicola, P.inflatum, P. deliense, and P. ultimum species. The plants were evaluated for the presence of disease symptoms. In addition to that, the gene coding the peptide AtPep1, PROPEP1 was isolated from A. thaliana, ligated in the binary vectors pGSA1427 or pEGAD, and transformed in Agrobacterium tumefaciens. Cells of A. tumefaciens containing the plasmids with or without PROPEP1 were used to floral transformation of A. thaliana. The transformed plants were selected for the presence of the gene that confers tolerance to the herbicide ammonium glufosinate and, in the case of plants transformed with the vector pEGAD, they were also selected for the presence of GFP (green fluorescent protein). The presence of the inserted gene was confirmed by PCR followed by sequencing. The transformed plants were evaluated on the accumulation of mRNA from PROPEP1 and resistance to isolates of the genus Pythium. The results indicate that A. thaliana wild type plants are susceptible to isolates from various species of the genus Pythium. The pEGAD-AtPep plants showed an increase in the expression of PROPEP1 of up to 4.000 times more than that was found in control plants. Such high accumulation of PROPEP1 in pEGAD-AtPep and pGSA-AtPep plants was shown to be important in resistance to the isolate of P. deliense. The evidences support the role of the peptide AtPep1 as an endogenous elicitor that is generated in response to pathogens and their PAMPs.