Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-05T16:58:43Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 194250 bytes, checksum: 6d7313a6318deaf0efe83ed3c782f7ea (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-05T16:58:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 194250 bytes, checksum: 6d7313a6318deaf0efe83ed3c782f7ea (MD5) Previous issue date: 2005-07-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O feijão é um alimento protéico amplamente consumido pela população brasileira. O Brasil ocupa a posição de maior produtor e consumidor mundial de feijão com produtividade média em torno de 700 Kg/ha. A cultura do feijão tem potencial para produzir acima de 4000 Kg/ha. Apesar de alta, a produção brasileira ainda sofre grandes prejuízos em virtude da indisponibilidade e inacessibilidade de uma tecnologia de plantio e manejo, cultivo em solos de baixa fertilidade, que exigem adubação, além da suscetibilidade de cultivares a diversas pragas e doenças, que constituem os principais fatores para a baixa produtividade nacional. Das estratégias utilizadas para minimizar as perdas na produção, o melhoramento genético do feijoeiro, visando à obtenção de cultivares de interesse econômico, tem se destacado, pois a utilização de tais cultivares é eficiente, segura e acessível a produtores. Atualmente, os programas de melhoramento têm sido grandemente auxiliados pelo uso de técnicas envolvendo marcadores moleculares. Marcadores microssatélites são constituídos de motivos que podem variar de 1 a 6 nucleotídeos repetidos em tandem. São de herança codominate e multialélica, apresentam um elevado conteúdo de informação e são altamente polimórficos. Os marcadores microssatélites são amplificados pela técnica de PCR utilizando pares de primers específicos e são tecnicamente simples desde que existam primers disponíveis. Além disso, a amplificação dos fragmentos de DNA é bastante reprodutível. No mapa genético integrado da espécie, foram posicionados 115 marcadores microssatélites já desenvolvidos. Foi identificado um marcador microssatélite localizado a 7,6 cM associado a um gene de resistência à mancha-angular, e outro localizado dentro da região do terceiro intron do gene que confere resistência ao crestamento bacteriano. O presente trabalho teve como objetivo a construção de primers microssatélites para fornecer ferramentas que auxiliem o desenvolvimento de programas de melhoramento do feijoeiro-comum. Foram seqüenciados fragmentos obtidos de bibliotecas enriquecidas para repetições CCA, AT e GGC. As seqüências foram analisadas e os primers foram desenhados a partir das regiões flanqueadoras dos microssatélites. A análise das seqüências foi realizada com o auxílio dos programas SeqMan 3.57 (DNASTAR, Madison, WI, EUA) e SSRIT (http://www.gramene.org/). Os primers microssatélites foram desenhados com auxílio dos programas Primer3 (http://frodo.wi.mit.edu/cgi- bin/primer3/primer3_www.cgi) e PrimerSelect 3.1 (DNASTAR, Madison, WI, EUA). Os primers que geraram produtos de amplificação nos cultivares Ouro Negro e AND 277, foram utilizados para a validação em 28 variedades diferentes da espécie Phaseolus vulgaris. Algumas dessas variedades são mesoamericanas e outras são andinas. Foram desenhados 34 pares de primers, dos quais 25 se mostraram viáveis quando analisados pelo programa PrimerSelect 3.1. Destes 25, apenas três mostraram-se polimórficos entre as variedades testadas. Foi também determinado o conteúdo de informação de polimorfismo (PIC) para tais primers. Pretende-se, em trabalhos futuros, construir novas bibliotecas para a obtenção de novos primers microssatélites. / Common bean is a popular high-protein food consumed by the Brazilian population. Brazil ranks first worldwide as producer and consumer of common bean with a mean produtivity of around 700 Kg/ha. The crop would have the potential to produce over 4000 Kg/ha. Despite the high production in Brazil, the output is still severely cut back by the lack of available and accessible planting and management technologies, cultivation on low-fertility soils that require fertilization, besides the susceptibility of cultivars to diverse pests and diseases which altogether represent the main factors for the low national productivity. Among the strategies used to mitigate production losses the genetic improvement of common bean, aiming at the establishment of cultivars of economical interest is worth mentioning, since the use of these cultivars is effective, safe and acessible for producers. In the recent past improvement programs have made considerable headway by using techniques that involve molecular markers. Microsatellite markers consist of motifs that can vary from 1 to 6 tandem repeated nucleotides. They have codominate and multiallelic heritability, a high information content and are highly polymorphic. Microsatellite markers are amplified by the PCR technique using specific primer pairs and are xitechically simple if primers are avaliable. Besides, the amplification of the DNA fragments is quite repeatable. One hundred and fifteeen developed microsatellite markers were allocated in the integrated genetic map of the species. One microsatellite marker was identified at 7.6 cM associated to a gene of leaf spot resistance and another one in the region of the third intron of the gene that confers resistance against common bacterial blight. The present study had the objective of constructing microsatellite primers to provide tools that support the developement of common bean improvement programs. Fragments obtained from libraries enriched for the repeats CCA, AT and GGC were sequenced. The sequences were analyzed and the primers designed based on the flanking regions of the microsatellites. The sequence analysis was performed on software SeqMan 3.57 (DNASTAR, Madison, WI, EUA) and SSRIT (http://www.gramene.org/). The primer microsatellites were designed using software Primer3 (http://frodo.wi.mit.edu/cgi- bin/primer3/primer3_www.cgi) and PrimerSelect 3.1 (DNASTAR, Madison, WI, EUA). The primers that generated amplification products in the cultivars Ouro Negro and AND 277 were used to validate 28 different varieties of the species Phaseolus vulgaris. Some of these varieties are Mesoamerican and others Andean. Of the 34 designed primer pairs that were analyzed by PrimerSelect 3.1, twenty-five were viable. Only three of the 25 presented polmorphism among the tested varieties. The polymorphism information content (PIC) for these primers was also determined. New libraries for the establishment of new microsatellite primers are to be constructed in future studies.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-05T17:10:29Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 309233 bytes, checksum: 9e8efff48a55efc0f6b3c979b9f44766 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-05T17:10:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 309233 bytes, checksum: 9e8efff48a55efc0f6b3c979b9f44766 (MD5) Previous issue date: 2003-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O sucesso na condução de um programa de melhoramento de plantas autógamas é dependente de decisões acertadas nas suas etapas iniciais. Um questionamento freqüente é como os genitores deverão ser cruzados para obtenção das populações segregantes. Visto que, na cultura do feijoeiro, existem poucos estudos a esse respeito, o presente estudo teve como objetivos avaliar o comportamento de populações segregantes de feijoeiro oriundas de híbridos simples e duplos, predizer o potencial dessas populações com vista à extração de linhagens com produtividade superior a cultivar Valente e avaliar o efeito da interação genótipos x safras na predição do potencial genético de populações segregantes de feijão. Assim, foram cruzados 40 genitores obtendo-se, inicialmente, 20 híbridos simples, posteriormente, estes foram combinados num esquema de dialelo circulante obtendo-se, 20 híbridos duplos. Os experimentos foram conduzidos na estação experimental de Coimbra/UFV, Minas Gerais. As 40 populações segregantes oram avaliadas nas gerações F 4 , F 5 e F 6 , juntamente com nove testemunhas, nas safras da seca, do inverno e das águas, respectivamente, visando estimar, entre outros efeitos, o efeito da interação populações segregantes safras. O delineamento experimental utilizado foi o látice triplo 7 x 7 com parcelas de quatro linhas de quatro metros. Utilizando dados de produtividade de grãos (gramas/planta) e a variância dentro das populações foi estimada a probabilidade de uma dada população produzir linhagens que supere, em 20%, a produtividade da cultivar Valente segundo a metodologia de JINKS & POONI (1976). Tanto com base nas produtividades de grãos (kg/ha) como na predição do potencial das populações em gerar linhagens promissoras não foram observadas diferenças entre as populações oriundas de híbridos simples e aquelas populações oriundas de híbridos duplos, indicando que o número de genitores envolvidos no cruzamento não foi determinante no desempenho final das populações segregantes. Foi constatado efeito significativo da interação populações segregantes x safras, cuja natureza foi predominantemente complexa, advertindo sobre a necessidade de condução e avaliação das populações segregantes nas diferentes safras da cultura do feijoeiro. / The success in conducting a breeding program of self-pollinated plants depends on the decisions made in its initial steps. A frequent question is how the parents will have to be crossed in order to obtain segregant populations. Since, in common bean, few works exist that can help this decision, this study had as goals to evaluate the performance of segregant populations derived from single-cross and double-cross hybrids, to predict the potencial of that populations for lines extraction with surpass grain yield of Valente cultivar and evalute the effect of segregant populations x sowing dates interaction in the prediction of the genetic potencial of common bean segregant populations. Thus, 40 parents were crossed obtaining 20 single-cross hybrids. These hybrids were intercrossed according to the cycle diallel procedure obtaining, in that way, 20 double-cross hybrids. The experiment was conducted in Coimbra/ UFV experimental station, Minas Gerais. The populations were evaluated in the F 4 , F 5 and F 6 generation, with nine checks, the sowing dates being in dry, winter and wet seasons of 2002, respectively, aiming to study the effects of the interaction of segregant populations x sowing dates. The experimental design used was 7 x 7 triple lattice with plots of four lines, 4m long. Grain yield data (grams/plant) and genetic variance within the populations were used to estimate the probability of a given population to produce lines that could surpass grain yield of Valente cultivar by 20 percent, according to JINKS & POONI (1976) methodology. Based in average grain yield (Kg/ha) and also in the prediction of the populations potential of producing promising lines, any difference between the populations from single-cross hybrids and double-cross hybrids wasn t observed, indicating that the number of parents involved in the crossing to obtain the segregant populations wasn t determinant in the final performance of the segregant populations. The segregant populations x sowing dates interaction was significative, its nature was predominantly complex, warning about the necessity of the conduction and evaluation of segregant populations in the different sowing dates of the common bean culture. / Dissertação importada do Alexandria

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-05T16:47:15Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1609840 bytes, checksum: a3f17f229d5897844df900b98a6be2c6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-05T16:47:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1609840 bytes, checksum: a3f17f229d5897844df900b98a6be2c6 (MD5) Previous issue date: 2005-08-01 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Visando contribuir com a padronização internacional da classificação de raças fisiológicas do fungo Uromyces appendiculatus, agente causal da ferrugem do feijoeiro comum, no presente trabalho foi realizada a caracterização de isolados do patógeno usando a nova série diferenciadora e o sistema binário de nomenclatura propostos no “3rd The Bean Rust Workshop”. Esses isolados, oriundos do estado de Minas Gerais, são utilizados nas avaliações dos genótipos resistentes a ferrugem desenvolvidos pelo programa de melhoramento do feijoeiro conduzido no BIOAGRO/UF V. O procedimento utilizado classificou 12 isolados em sete raças fisiológicas distintas: 21-3, 29-3, 53-3, 53-19, 61-3, 63-3 e 63-19. Espera-se que a adoção desse procedimento possa facilitar o intercâmbio de informações e o uso cooperativo dos resultados obtidos pelos diferentes grupos de pesquisa que, no mundo, estudam 0 U. appendiculatus. Com esta classificação, foram também identificadas fontes com amplo espectro de resistência: Mexico 309, Mexico 235 e PI 181996, as quais se mostraram incompatíveis com todos os isolados caracterizados. Em face à grande variabilidade apresentada por U. appendiculatus, e visando o controle genético eficiente e duradouro desse patógeno, outra meta do presente trabalho foi piramidar os genes de resistência Ur-5 (Mexico 309), Ur-I] (Belmidak RR-3, derivado de PI 181996) e Ur-ON (Ouro Negro) no background genético “carioca” do feijoeiro, utilizando o cultivar Rudá como genitor recorrente. Grãos do tipo carioca possuem maior aceitação pelo consumidor brasileiro. Para viabilizar a piramidação, a estratégia adotada foi o uso de marcadores moleculares, para estudos de fingerprinting e na seleção indireta dos genes. / Aiming to contribute to the international standardization of the classification of physiological races of the fungus Uromyces appendiculatus, the causal agent of common bean rust, this work characterized isolates of the pathogen using the new differential series and the binary nomenclature system recommended in the 3rd Bean Rust Workshop. These isolates were collected in the state of Minas Gerais, Brazil, and are used for the evaluation of bean rust resistant genotypes developed in the BIOAGRO/UF V breeding program. Twelve isolates were classified into seven physiological races: 21-3, 29-3, 53-3, 53-19, 61-3, 63-3 and 63-19. It is expected that the adoption of this classification procedure will facilitate the exchange of information among different research groups interested in common bean rust and its causal agent U. appendiculatus. The classification procedure also allowed the identification of resistance sources with ample resistance spectra: ‘Mexico 309’, ‘Mexico 235’ and ‘PI 181996’. These sources were incompatible with all the isolates analyzed. Considering the high variability of U. appendiculatus, and aiming the durable and efficient genetic control of this pathogen, in this work the following rust resistance genes were associated (pyramided) in the “carioca-type” genetic background Ruda: Ur- 5 (Mexico 309), Ur-I] (Belmidak RR-3, derived from PI 181996) and Ur-ON (Ouro Negro). Cultivars with “carioca-type” grains are preferred by the Brazilian consumer. Molecular markers were used for fingerprinting analyses and indirect selection during the pyramiding process in association with conventional breeding techniques, such as backcrossing and segregating generation advancement with genealogical control. SCAR markers 8119460 and SAE19890, and RAPD marker OPX11630, linked to Ur-5, Ur-I] and Ur-ON, respectively, were used to monitor the resistance alleles along the pyramiding process. The phenotypic selection of these three alleles was not possible because they present the same resistance spectra in relation to the isolates available in the BIOAGRO/UFV breeding program. F 3 seeds with pyramided Ur-5, Ur-I] and Ur-ON rust resistance alleles were obtained from F 2 plants harboring the three molecular markers, and also the “carioca-type” genetic background. Aiming to reach homozygosity for all three resistance loci, the F 3 population and subsequent generations will be conducted by a molecular-marker assisted genealogical breeding process. In addition to the activities already mentioned, the “carioca- type” cultivar BRSMG Talismã, which was recently recommended for commercial use in the Minas Gerais and Parana States, was evaluated as to its reaction to U. appendículatus isolates maintained in the fungal collection of BIOAGRO/UFV. It was also characterized with molecular markers 8119460, SAE19890 and OPXll630. The results demonstrate that ‘BRSMG Talismã” is susceptible to five of the 12 U. appendiculatus isolates tested. The three molecular markers analyzed were polymorphic between “BRSMG Talismã” and the resistance sources harboring the alleles Ur-5, Ur-I] and Ur-ON. That indicates the absence of these resistance alleles in cultivar BRSMG Talismã and that these markers can be used to monitor the possible simultaneous introgression of the resistance alleles in this cultivar.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-02T17:41:45Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 461198 bytes, checksum: 1983c9ff254d751fb9f67e35fbabb1fc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-02T17:41:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 461198 bytes, checksum: 1983c9ff254d751fb9f67e35fbabb1fc (MD5) Previous issue date: 2004-08-03 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Visando piramidar genes de resistência à ferrugem (Uromyces appendiculatus), antracnose (Colletotrichum lindemuthianum) e mancha-angular (Phaeoisariopsis griseola) em cultivar de feijão do tipo carioca, foram intercruzadas quatro isolinhas de feijoeiro-comum. As isolinhas foram obtidas por meio de retrocruzamento nos quais foi utilizado o cv. Rudá como genitor recorrente. As isolinhas continham os seguintes genes de resistência: linha ON-48-99 - genes Co-10 e Ur-ON provenientes do cultivar Ouro Negro, linha AB-74-1-18 - gene Co-6 proveniente do cultivar AB-136, linha TO- 41-5-6-24 - gene Co-4 proveniente do cultivar TO e linha AND-7-2-9-7-10 - gene Phg- 1 proveniente do cultivar AND 277. Após seleção para homozigose e avaliação das características altura de plantas, número de dias para floração, número de dias para maturação, produtividade de grãos, peso de 100 sementes, número de sementes por vagens, número de vagens por plantas, e da reação de resistência aos patótipos de Uromyces appendiculatus, Colletotrichum lindemuthianum e Phaeoisariopsis griseola, as isolinhas foram intercruzadas duas a duas. Em seguida, as plantas F 1 foram intercruzadas para obter os híbridos duplos. Os marcadores moleculares SCAR-F10 1150a , SCAR-BA8 560a , OPX11 550a , OPY20 830a , OPB03 1800r , OPAZ20 940a e OPH13 490a associados aos respectivos genes de resistência Ur-ON, Co-10, Co-6, Co-4 e Phg-1 proveniente foram utilizados para identificar as plantas contendo todos os genes de interesse as quais foram autofecundadas para obtenção de sementes F 2 . As sementes F 2 foram semeada em casa de vegetação, e as plantas F 2 foram genotipadas utilizando-se de marcadores moleculares ligados aos genes de resistência. A resistência das plantas foi também confirmada por inoculação dos patógenos. Na geração F 3 foi feita nova avaliação com os marcadores moleculares, selecionando-se apenas as plantas que apresentavam todas as marcas. Este procedimento foi também utilizado na geração F 4 . No final deste processo foi obtida uma população constituída de 40 famílias F 4 denominadas genericamente por ́Rudá R`. Paralelamente, foi feito o cruzamento de ́Rudá R` com o cv. Pérola, obtendo-se 30 famílias F 4 . Sementes das famílias F 4:5 foram multiplicadas para realização de experimento a campo. As famílias F 4:6 foram testadas quanto ao seu desempenho agronômico em ensaio em condição de campo e foram selecionadas 4 e 3 linhagens F 4:7 de cada população, respectivamente. Estas famílias foram avaliadas quanto à resistência a diferentes patótipos de U. appendiculatus, C. lindemuthianum e P. griseola. As inoculações feitas em famílias F 4:7 mostraram que as famílias R-127-10-14, R-97-13-5, R-97-13-6, R-127-4-13, P-33-5-1, P-49-8-2 e P-49-2- 2 se comportaram como resistentes a todos os patótipos de U. appendiculatus e C. lindemuthianum, e a cinco dos sete patótipos de P. griseola inoculados. As melhores familias serão avaliadas em uma rede de ensaio de Valor de Cultivo e Uso (VCU) para uma possível recomendação de um novo cultivar de feijão tipo carioca. A seleção de linhagens de feijão com grãos do tipo carioca, resistentes à ferrugem, antracnose e mancha-angular confirmam o grande potencial e a importância do uso da seleção assistida por marcadores moleculares em programas de piramidação de genes de resistência. / The objective of this work was to pyramid resistance genes to rust (Uromyces appendiculatus), anthracnose (Colletotrichum lindemuthianum) and angular leaf spot (Phaeoisariopsis griseola) in the "carioca-type" common bean cultivar Rudá. Four isolines were obtained in four backcross programs and intercrossed. The isolines contained the following resistance genes: isoline ON-48-99 - genes Co-10 and Ur-ON from cultivar Ouro Negro (ON), isoline AB-74-1-18 - gene Co-6 from cultivar AB 136, isoline TO-41-5-6-24 - gene Co-4 from cultivar TO and isoline AND-7-2-9-7-10 - gene Phg-1 from cultivar AND 277. After selection for homozygosis and evaluation of different quantitative, morphologic, and molecular characteristics, and for resistance to rust, anthracnose and angular leaf spot, the isolines were intercrossed. The F 1 plants were intercrossed to obtain the double hybrid. The molecular markers SCAR-F10 1150a , SCAR-BA8 560a , OPY20 830a , OPAZ20 940a , OPH13 490a , OPX11 550a and OPB03 1800r associated to the resistance genes were used to identify the plants containing all the genes of interest which were selfed to obtain the F 2 seeds. The F 2 seeds were sown, and the corresponding plants were selected with molecular markers linked to the resistance genes and resistance was confirmed by inoculation of the pathogens. The selection based on molecular markers was repeated in the F 3 and F 4 generations, only plants containing all the markers were selected. At the end of this process a population of 40 families was obtained and designated ́Rudá R`. In a parallel procedure, ́Rudá R` were crossed with cv. Pérola. Thirty F 4 families ( ́Rudá R` x Pérola) were obtained. Seeds of the F 4:5 families were multiplied and used for agronomic evaluation in preliminary field tests. Four and three lines were selected from populations ́Rudá R` and ́Rudá R` x Pérola, respectively. These lines were tested against different pathotypes of U. appendiculatus, C. lindemuthianum and P. griseola. The inoculations done in F 4:7 lines showed that the lines R-127-10-14, R-97-13-5, R-97-13-6, R-127-4-13, P-33-5-1, P-49- 8-2 and P-49-2-2 were resistant to all pathotypes of U. appendiculatus and C. lindemuthianum, and to five of the seven pathotypes of P. griseola tested. The lines are xstill being analyzed for quantitative characteristics in field trials. The best lines will be tested in an official trial to be released as new varieties of "carioca-type" bean. The selection of bean lines with "carioca-type" grains, resistant to rust, anthracnose and angular leaf spot confirm the power and importance of the use of marker assisted selection in breeding programs aiming to pyramid disease resistance genes.