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.

A identificação de constituições genéticas de feijão (Phaseolus vulgaris L.) tolerantes à deficiência hídrica (DH) é de grande importância para os programas de melhoramento genético. O objetivo deste trabalho foi caracterizar genótipos de feijão em resposta à DH no estádio reprodutivo por meio de análises fisiológicas, agronômicas e moleculares. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em delineamento de blocos ao acaso com quatro repetições, utilizando 10 cultivares: ANFC 9, ANFP 110, BRS Esplendor, BRSMG Realce, IPR Siriri, IPR Tangará, IPR Tuiuiú, IPR Uirapuru, IAC Imperador e IAC Milênio em duas condições de irrigação: plantas irrigadas durante todo o ciclo, e plantas submetidas a supressão de irrigação no estádio reprodutivo (R7), até o solo atingir 16% da capacidade de campo, quando a irrigação foi reestabelecida. Nos últimos quatro dias de estresse foram analisadas as trocas gasosas. No último dia de estresse foi analisado percentual de estômatos fechados na face abaxial das folhas durante o dia, e coletadas plantas para as seguintes análises: massa fresca e massa seca das folhas, hastes e legumes, e conteúdo de prolina em folhas e raízes. Na maturidade fisiológica foi realizada a colheita e avaliados os componentes do rendimento e estimada a produtividade de grãos. Adicionalmente, visando identificar polimorfismo sequencias gênicas a promotoras relacionadas com a tolerância à DH, foram testados sete pares de primers no grupo de genótipos estudado. O índice de suscetibilidade à seca (ISS) variou de 0,65 a 1,10 no grupo de genótipos, sendo os menores valores observados para IAC Imperador (0,65) e BRS Esplendor (0,87) indicando a capacidade destes dois genótipos em manter a produtividade de grãos na condição de estresse. Todos os genótipos avaliados apresentaram redução nos componentes do rendimento quando estressados pela DH. IAC Imperador (43,4%) e BRS Esplendor (60,6%) apresentaram as menores reduções na produtividade e mantiveram cerca de 50% dos estômatos fechados em todos os horários analisados no último dia de DH. IAC Imperador apresentou maior eficiência no uso da água e taxa de assimilação de CO2 na DH. IPR Tuiuiú, IPR Tangará e IAC Imperador apresentaram as maiores concentrações de prolina nas raízes. Na condição de DH, houve forte correlação positiva significativa entre percentual de estômatos fechados com número de grãos por legume (0,696) e massa fresca da folha (0,731), sendo o percentual máximo de estômatos fechados 73,71% em DH. O caractere acúmulo de prolina na raiz foi o que mais contribuiu para a divergência entre os genótipos na DH, porém, nem sempre os genótipos que mais acumularam prolina foram os mais tolerantes. Os polimorfismos no DNA de sequências codificadoras e promotoras dos fatores de transcrição estudados neste experimento não discriminaram os genótipos tolerantes dos sensíveis à DH. / The identification of genotypes for drought tolerance has a great importance in breeding programs. The aim of this study was to characterize genotypes of beans in response to drought tolerance in different reproductive stages through physiologic, agronomic and molecular analysis. The experiment was conducted in greenhouse, using a randomized block design with four replicates; 10 cultivars: ANFC 9, ANFP 110, BRS Esplendor, BRSMG Realce, IPR Siriri, IPR Tangará, IPR Tuiuiu, IPR Uirapuru, IAC Imperador and IAC Milênio under two conditions of irrigation: plants irrigated during their entire life cycle, and plants under irrigation suppression in the reproductive stage (R7) until 16% of field capacity, when the irrigation was restored. In the last four days of stress, the gas exchanges were analyzed, and in the last day of stress was analyzed the percentage of closed stomata in the abaxial surface of the leaves, collected in different times of the day (9h, 12h, 15h and 18h). Additionally, plant samples were collected for the following analysis: fresh and dry mass of leaves, stems and legumes, and proline content in leaves and roots. The plants were harvested at the physiological maturity and the yield components and grain yield were determined. In addition, in order to identify polymorphisms in the sequences of promoters and genes related to drought, seven pairs of primers were tested on the group of genotypes. The drought susceptibility indexes (ISS) ranged from 0.65 to 1.10 in the group of genotypes, which the lowest values observed were for IAC Imperador (0.65) and BRS Esplendor (0.87), indicating the ability of these two genotypes to maintain grain yield under water stress condition. All genotypes showed reduction in yield components under water stress. IAC Imperador (43.4%) and BRS Esplendor (60.6%) had the lowest reductions in productivity and kept about 50% of the stomata closed during all the different times evaluated at last day of irrigation suppression. IAC Imperador showed greater water use efficiency and CO2 assimilation rate under drought stress. IPR Tuiuiú, IPR Tangará and IAC Imperador had the highest proline concentrations in the roots. Under water stress condition, there was a strong positive correlation (0.696) between the percentage of stomata closed with the number of grains per plant (0.696) and the fresh mass of leaves (0.731), the maximum percentage of stomata closed 73.71% in water stress. The accumulation of proline in the root was the character that most contributed to the divergence between the genotypes under water deficit, but not always the genotypes that have accumulated more proline were the most tolerant. The polymorphisms in DNA of coding and promoting sequences of transcription factors studied in this experiment did not discriminate tolerant genotypes from the sensitive ones to water stress.

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.