Este trabalho objetivou investigar a existência de polimorfismos de seqüência nucleotídica (SNPs "single nucleotide polymorphisms") em fragmentos genômicos de cana-de-açúcar homólogos a genes de resistência. Para tal, iniciadores sintéticos homólogos às extremidades de uma seqüência expressa identificada (ESTs "expressed sequence tag") como homóloga ao gene Xa1 de arroz (EST SCCCCL3080E03.g) e outra ao gene Rp1-D de milho (EST SCCCCL3080B03.g) foram utilizados para amplificar, em duplicata, fragmentos genômicos de variedades de cana-de-açúcar. Em seguida, os fragmentos foram clonados e seqüenciados. No caso do primeiro EST, foram obtidas seqüências de 119 insertos de uma variedade resistente (SP804966) e 156 de uma variedade suscetível (SP80180) a Xanthomonas albilineans. No segundo caso, foram obtidas seqüências de 167 insertos de uma terceira variedade resistente (R570) e 135 de outra suscetível (SP811763) a Puccinia melanocephala. Para cada EST considerado, as seqüências foram comparadas por meio do programa DNA Sequencher 3.0 (Gene Codes Corporation, Ann Arbor, MI). Nesta análise, somente foram consideradas seqüências reproduzíveis, isto é, que ocorreram nas duas repetições. No caso de ambos ESTs, a comparação de seqüências entre variedades possibilitou a identificação de quatro a seis fragmentos distintos. A comparação entre variedades, por sua vez, revelou a existência de até duas seqüências comuns. Presume-se que estas seqüências reproduzíveis e confirmadas por meio de digestões de clones representativos de cada uma com enzimas de restrição, correspondam a seqüências alélicas. Iniciadores foram sintetizados com base em polimorfismos encontrados entre os diferentes alelos. No entanto, tentativas de amplificar alelos específicos por meio destes iniciadores se revelaram infrutíferas. Tal insucesso deve-se possivelmente à condição polialélica da cana-de-açúcar, que faz com que polimorfismos entre dois alelos sejam compensados por monomorfismos entre estes e os demais alelos. Assim, a utilização de SNPs como marcadores moleculares baseados em PCR em cana-de- açúcar mostra-se mais complexa quando comparada a plantas diplóides. / The objective of this work was to investigate the existence of single nucleotide polymorphisms (SNPs) in genomic fragments homologous to resistance genes in sugarcane. For this purpose, primers were designed based on the sequence of the extremities of an identified expressed sequence tag (ESTs) similar to the Xa1 gene of rice (EST SCCCCL3080E03.g) and another to the maize Rp1-D gene (EST SCCCCL3080B03.g). These primers were used to amplify genomic fragments of sugarcane varieties in duplicate. The fragments were then cloned and sequenced. In the case of first EST, sequences of 119 inserts from a resistant variety (SP804966) and 156 from a susceptible variety (SP80180) to Xanthomonas albilineans were analyzed. In the case of the second EST, sequences of 167 inserts from a third variety (R570) and 135 of a fourth one (SP811763), resistant and susceptible respectively to Puccinia melanocephala, were analyzed. Sequences were compared using the program DNA Sequencher 3.0 (Gene Codes Corporation, Ann Arbor, MI). In this analysis, only reproducible sequences were considered, that is, sequences that occurred in both replicates. Four to six different sequences were identified within varieties whereas comparisons among varieties revealed the existence of up to two sequences in common. These reproducible sequences, which were further confirmed through digestion of representative clones with appropriate restriction enzymes, could correspond to allelic sequences. Primers were designed based on the SNPs detected among these so-called alleles. However, attempts to amplify specific alleles using these primers were unsuccessful. This could be due to the polyallelic condition of sugarcane in which polymorphisms between two alleles could be compensated by monomorphisms between these and other alleles. Thus the use of SNPs as PCR-based molecular markers is not as straightforward in sugarcane as in diploid species.

Entre as principais culturas do Brasil, a cana-de-açúcar é afetada por doenças responsáveis por reduções na produção. Entre elas, a ferrugem alaranjada, causada por Puccinia kuehnii relatada recentemente no país, tem merecido atenção dos Programas de Melhoramento Genético da cultura. Neste trabalho avaliaram-se parâmetros epidemiológicos monocíclicos da ferrugem alaranjada em duas variedades de cana, sob duas condições de temperatura. Plantas com 40 dias de idade das variedades SP891115 e RB855156, que se comportam como suscetível e medianamente resistente respectivamente, foram inoculadas com urediniósporos coletados de plantas com sintomas típicos da doença e colocadas em condições de alta umidade e 22 °C por 24 horas. Em seguida, as plantas foram transferidas para câmaras de crescimento com temperaturas de 18 oC e 25°C. Dois experimentos idênticos foram conduzidos, sendo que no primeiro o inóculo foi proveniente de plantas do campo, no segundo foi obtido em condições controladas. Avaliaram-se período de incubação, período de latência, germinação de esporos e formação de apressórios, freqüência de infecção, tamanho de pústula, severidade, esporulação e viabilidade dos esporos produzidos. O uso de inóculo produzido em condições controladas mostrou-se mais adequado para estudos dos parâmetros monocíclicos. A temperatura de 25 oC foi mais adequada para a manifestação da doença, em todas as variáveis avaliadas. A variedade RB 855156 mostrou maior nível de resistência poligênica que a variedade SP 891115, revelada por períodos de incubação e latência mais longos, menor frequência de infecção e menor área das pústulas. No caso das variáveis frequência de infecção e área das pústulas, a variedade RB 855156 mostrou menores valores somente a 18 oC, revelando que a resistência é influenciada pela temperatura. Não houve efeito da variedade de cana na esporulação ou na viabilidade dos esporos produzidos. / Among the main crops in Brazil, sugar cane is affected by several diseases responsible for reductions in yield. Among them, orange rust caused by Puccinia kuehnii, which was recently reported in the country, has deserved special attention by the breeding programs. In this work it were evaluated the monocyclic parameters of orange rust on two different varieties, under two conditions of temperature. Fortydays plants of SP891115 and RB855156 varieties, which are considered respectively susceptible and moderately resistant were inoculated with urediniospores collected from infected plants and kept in wet chamber at 22 °C for 24 hours. Then the plants were transferred to growth chambers with temperatures of 18 °C and 25 °C. Two identical experiments were conducted. Inoculum used in the first experiment was collected on naturally infected plants in the field while for the second experiment it was obtained through artificial inoculations. It were evaluated incubation and latency periods, spores germination and appressoria formation, frequency of infection, pustules size, severity, sporulation and viability of spores produced on each condition. The use of artificially obtained inoculums proved to be more suitable for monocyclic parameters study. Temperature of 25 °C was more suitable for disease development in all variables evaluated. Variety RB 855156 showed higher level of polygenic resistance than variety SP 891115 as revealed by longer incubation and latency periods, as well as by higher infection frequency and pustules area. Variety RB 855156 showed lower levels of infection frequency and pustules area only at 18 °C, revealing that its resistance is influenced by temperature. No effects of sugarcane variety on sporulation or spores viability were observed.

A soja é a cultura agrícola com maior extensão de área plantada no Brasil, país que se destaca no cenário mundial como o segundo maior produtor e exportador desta oleaginosa. A ferrugem asiática (FA), causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi, apresenta-se como um dos mais graves problemas fitossanitários da cultura da soja no Brasil, principalmente por não existirem, até o presente momento, cultivares com níveis de resistência satisfatórios. Com o objetivo de melhor se conhecer a biologia de Phakopsora pachyrhizi e alguns fatores relacionados ao processo infeccioso em soja, no presente trabalho foram avaliados: (1) Métodos de preservação de urediniósporos; (2) Influência da descontinuidade do molhamento foliar no processo infeccioso dos urediniósporos; (3) Influência da luminosidade e da superfície foliar no processo infeccioso de urediniósporos de P. pachyrhizi; (4) Influência do estádio fenológico da soja na infecção de P. pachyrhizi. Os resultados obtidos mostraram que a desidratação dos esporos proporcionou maior viabilidade destes ao longo do tempo, para todas as condições de armazenamento testadas. No deep freezer foi possível preservar os esporos por até 231 dias, independente da sua condição de hidratação. No ambiente, os esporos não desidratados e desidratados permaneceram viáveis por 16 e 22 dias, respectivamente. A reversão de dormência dos esporos foi efetiva ao empregar hidratação (24h de câmara úmida) seguida ou não por choque térmico (40°C/5 minutos). Em todos os tratamentos onde se aplicou molhamento foliar descontínuo, a severidade de FA foi sempre inferior quando comparada ao molhamento contínuo, principalmente quando a interrupção do molhamento se deu após 4 horas de câmara úmida inicial. A interrupção temporária do molhamento afetou os esporos que haviam germinado, pois os mesmo não foram aptos a infectar após novo período de molhamento. Com relação à luminosidade, os urediniósporos foram aptos a infectar plantas de soja tanto na luz quanto no escuro. Porém, severidade maior foi observada quando se inoculou a superfície adaxial, com posterior incubação das plantas no escuro. Os experimentos in vitro mostraram que, na ausência de luz, houve maior germinação e maior formação de apressórios. O teor de cera epicuticular e o seu aspecto ultra-estrutural não apresentaram diferenças entre as superfícies adaxial e abaxial no cultivar BRS 154. Os cultivares BRS 154 e BRS 258, no estádio fenológico reprodutivo, R5, apresentaram menor severidade em relação aos estádios V3 e R1. O período latente médio (PLM) da FA foi 8 e 9 dias para os cultivares BRS 154 e BRS 258, respectivamente. O PLM não se diferenciou em função do estádio fenológico para ambos cultivares. Quanto à influência da idade da folha na suscetibilidade à FA, a folha 1, considerando-se o sentido base-ápice da planta, mostrou maior suscetibilidade e freqüência de infecção de P. pachyrhizi . Os resultados apresentados são essenciais, tanto por disponibilizarem informações sobre a biologia e epidemiologia do fungo, quanto por servirem como base para novos estudos, nas mais diversas áreas sobre este importante patossistema. / Soybean is the agricultural crop with the largest planted area in Brazil. The country stands out in the world scenario as the second-largest producer and exporter of this oilseed crop. The Asian rust (AR), caused by the fungus Phakopsora pachyrhizi, is one of the most serious phytosanitary problems of soybean in Brazil, especially because no cultivars exist so far with satisfactory resistance levels. In order to acquire better knowledge about the biology of Phakopsora pachyrhizi and some factors related to its infectious process in soybean, the following were evaluated in the present work: (1) Uredospore preservation methods; (2) Influence of leaf wetness discontinuity on the infectious process of uredospores; (3) Influence of luminosity and leaf surface on the infectious process of P. pachyrhizi uredospores; (4) Influence of phenological stage of soybean on infection by P. pachyrhizi . The results obtained showed that spore dehydration provided greater spore viability with time, in all storage conditions tested. Spores could be preserved for up to 231 days in the deep freezer, regardless of their hydration condition. At room temperature, non-dehydrated and dehydrated spores remained viable for 16 and 22 days, respectively. Spore dormancy reversion was effective when hydration was used (24h in humid chamber), followed or not by thermal shock (40°C/5 minutes). In all treatments where discontinuous leaf wetting was applied, AR severity was always lower when compared with continuous wetting, especially when wetting was interrupted after 4 hours of initial treatment in the humid chamber. Temporary wetness interruption affected spores that had already germinated, as these were not able to infect after a new wetness period. As to luminosity, uredospores were capable of infecting soybean plants both in the light and in the dark. However, higher severity was observed when the adaxial surface was inoculated, with later incubation of the plants in the dark. The in vitro experiments showed that there was greater germination and greater formation of appressoria in the absence of light. Epicuticular wax content and its ultrastructural aspect did not show differences between the adaxial and abaxial surfaces in cultivar BRS 154. At the R5 reproductive phenological stage, cultivars BRS 154 and BRS 258 showed smaller severity in relation to stages V3 and R1. The AR mean latent period (MLP) was 8 and 9 days for cultivars BRS 154 and BRS 258, respectively. MLP differences due to phenological stage were not detected in any of the cultivars. As to the influence of leaf age on AR susceptibility, leaf 1 showed greater susceptibility and frequency of infection by P. pachyrhizi, considering the plant base-apex direction. The results herein presented are essential, either because they make information available on the biology and epidemiology of the fungus, or because they serve as a foundation for new studies on the most diverse areas about this important pathosystem.

A ferrugem da soja (Phakopsora pachyrhizi Sydow e Sydow) foi constatada pela primeira vez no Brasil na safra 2000/01, e representa até o momento, um importante desafio para os programas de melhoramento genético de soja. As cultivares e linhagens inicialmente identificadas como resistentes, tiveram sua resistência quebrada já na safra 2002/03, pela ocorrência de prováveis novas raças do patógeno. Por consequência, a longevidade da resistência genética vertical foi colocada em risco, e o desenvolvimento de trabalhos através da utilização da tolerância é a alternativa. Como suporte para a manutenção da longevidade do controle genético da ferrugem, este trabalho objetivou testar estratégias de seleção de genótipos de soja para tolerância à ferrugem, na ausência de genes principais de resistência. Os experimentos foram conduzidos durante os anos agrícolas 2004/05 e 2005/06 em diferentes locais administrados pelo Departamento de Genética, ESALQ/USP, município de Piracicaba, SP. Foi utilizado o delineamento experimental de blocos casualizados com repetições estratificadas em conjuntos experimentais e testemunhas comuns aos conjuntos experimentais. Em 2004/05, no local Anhembi, 60 linhagens experimentais mais quatro testemunhas suscetíveis à ferrugem (BR-16, FT-2000, Conquista e IAC-100), foram avaliadas em três experimentos com e sem fungicidas (Controle, Derosal e Impact). Em 2005/06, as 26 melhores linhagens para tolerância à ferrugem, selecionadas em 2004/05, foram novamente avaliadas através dos três experimentos (Controle, Derosal e Impact) juntamente com as testemunhas (BR-16, IAC-100 e BRS-232), nos locais Anhembi, ESALQ e Areão. Contrastes das médias de produtividade de grãos entre os experimentos de fungicidas, e uma adaptação do modelo de regressão de Eberhart e Russel, foram utilizados para medir a ação da ferrugem e das doenças de final de ciclo (DFC) sobre as linhagens, com o intuito de realizar seleção de linhagens tolerantes. A ferrugem reduziu a produtividade de grãos mas não alterou significativamente o ciclo e o peso de mil sementes, bem como não alterou as outras características agronômicas estudadas. As duas estratégias de seleção propostas e utilizadas neste trabalho, foram eficientes para separar os efeitos das doenças (ferrugem e DFC), e identificar e selecionar genótipos tolerantes na ausência de genes principais de resistência, viabilizando a seleção de linhagens tolerantes. Houve associação entre tolerância à ferrugem, DFC e resistência ao nematóide de cisto da soja. / Soybean rust (Phakopsora pachyrhizi Sydow and Sydow) was first recorded in Brazil during the 2000/01 season and, even today, represents an important challenge to soybean breeding. The cultivars and lines initially identified as resistant had their resistance breakdown on the 2002/03 season, probably by the occurrence of new races of the pathogen. Consequently, the longevity of the vertical genetic resistance was put in risk and the development of works through the use of tolerance is the alternative. As support for the maintenance of the longevity of the genetic control of rust, this work aimed to evaluate strategies for selection of genotypes to rust tolerance in the absence of major resistance genes. The experiments were conducted during the agricultural years of 2004/05 and 2005/06 in different locations administered by the Department of Genetics ESALQ/USP, Piracicaba, SP. It was used the randomized complete-block design with replications stratified in experimental sets with common checks. In 2004/05 at Anhembi, 60 experimental lines and four rust-susceptible checks (BR-16, FT-2000, Conquista and IAC- 100), were evaluated in three experiments with and without fungicides (Control, Derosal and Impact). In 2005/06, the 26 best lines for rust tolerance, selected in 2004/05, were evaluated again through the three experiments (Control, Derosal and Impact) together with the checks (BR-16, IAC-100 and BRS-232), in the locations Anhembi, ESALQ and Areão. Contrasts of seed yield means among the fungicide experiments, and an adaptation of the regression model of Eberhart and Russel, were used to measure the action of rust and late season leaf diseases (LSLD) on the lines, with the intention of selecting tolerant lines. Rust reduced the seed yield but did not significantly alter the cycle or the weight of one thousand seeds, just as there was no significant change in other agronomical traits studied. Both selection methodologies were efficient to separate the effects of the diseases (rust and LSLD) and identify and select tolerant genotypes at the absence of major resistance genes, enabling the selection of tolerant lines. There was an association between rust, LSLD tolerance and soybean cyst nematode resistance.

O objetivo desse estudo foi caracterizar e selecionar linhagens de soja, considerando sua reação à ferrugem asiática (FAS) e a produtividade de grãos (PG). O presente trabalho foi desenvolvido no Setor de Genética Aplicada às Espécies Autógamas, no Departamento de Genética da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, localizada no município de Piracicaba, SP, Brasil. No ano agrícola 2004/2005 (A1), foram conduzidos três experimentos com fungicidas (impact, derosal e controle) com genótipos de ciclo médio (EGM) e três com genótipos tardios (EGT), totalizando seis experimentos delineados em blocos casualizados, com quatro repetições. As parcelas experimentais foram representadas por quatro fileiras de 5 m x 0,5 m, sendo que a área útil de 4 m2 constituiu-se pelas duas fileiras centrais, eliminando-se 0,5 m em cada extremidade da parcela. Os três experimentos, para cada ciclo, foram utilizados para possibilitar a caracterização dos genótipos quanto a RFA: (i) Experimento I: três aplicações de Impact (Flutriafol, Cheminova): fungicida eficiente para o controle das doenças de final de ciclo (DFC), incluindo-se a FAS; (ii) Experimento II: três aplicações de Derosal (Carbendazim, Bayer): fungicida eficiente para o controle das DFC, exceto a FAS; (iii) Experimento III: controle: sem aplicação de fungicidas. Os EGM envolveram duas testemunhas (BR-16 e IAS-5) e 12 linhagens de ciclo médio, selecionadas pelo diferencial positivo de 4% a 221% sobre a PG da melhor testemunha, na presença da FAS. Na seleção das linhagens experimentais utilizadas nesse trabalho, além do ciclo e da PG, também foi considerada a presença de ancestrais tolerantes a FAS em suas genealogias, que contribuiram como fontes de genes para resistência a FAS, com destaque para : FT-2, IAC PL1, TN#4 (Taiwan) e PI 230970 (Taiwan). Tal fato aumentou a probabilidade de se encontrar genótipos tolerantes (T) ou moderadamente resistentes (MR) dentre as linhagens avaliadas. Foram realizadas avaliações experimentais para FAS e PG. A FAS foi avaliada através de três notas (NF1, NF2 e NF3), usando-se uma escala diagramática, com notas variando de 1 (0,2% de área doente) a 9 (78,5% de área doente ou mais). A PG de cada linhagem foi estimada por meio da pesagem das parcelas. A linhagem de ciclo médio USP 97-08.135 mostrou-se MR. Já as linhagens BULK USP 01-28, USP 04-18.029 e USP 04-18.074 mostraramse T a FAS. Os EGT também envolveram duas testemunhas (FT-2000 e Conquista) e 12 linhagens com diferencial positivo de PG de 87% a 177%. As linhagens tardias USP 191-102-03, USP 191-103-12, USP 191-108-05, USP 98-13.035, USP 98-13.049 e USP 98-13.102 foram classificadas como MR e as demais linhagens como não-tolerantes (NT) ou suscetíveis (S). Dentre as linhagens testadas no A1 foram selecionadas 12, para compor os experimentos do ano agrícola 2005/2006 (A2) e mais as duas testemunhas de ciclo médio e as duas tardias. Em A2 todas as linhagens e testemunhas foram classificadas como NT ou S, porém, a linhagem que mais se aproximou do comportamento T foi USP 97-08.135. / This research aimed to characterize and select soybean genotypes, considering their reaction to Asian soybean rust (FAS) and grain yield (PG). This work was developed in the Sector of Applied Genetics to Self-Pollinated Crops, Department of Genetics, Faculty of Agriculture Luiz de Queiroz, University of São Paulo located in Piracicaba city, State of São Paulo, Brazil. In 2004/2005 agricultural year (A1) were conducted three experiments with intermediate cycle genotypes (EGM) and three with late cycle genotypes (EGT) outlined in random blocks, with four repetitions. Then, in A1 were conducted six experiments in the total (Impact, Derosal and Control for each cycle). The plots were represented by four rows of 5 m x 0,5 m. The useful plot (4 m2) were the two central rows, eliminating up 0,5 m at each end of the plot. Were used three experiments for the genotypes characterization about their reaction to rust in each cycle: (i) Experiment I: three applications of Impact (Flutriafol, Cheminova): effective to control the end of cycle diseases (DFC), including FAS; (ii) Experiment II: three applications of Derosal (Carbendazim, Bayer): effective to control the DFC, except the FAS; (iii) Experiment III: control: no application of fungicides. The EGM involved two soybean cultivars (BR-16 and IAS- 5) and 12 lines selected by the positive differential of 4% to 221% on the PG of the best, in the presence of rust. In the lines selection used in this experimental work, beyond the cycle and PG, was also considered the presence in their pedigrees of a tolerant ancestral to the FAS, which could contribute as a source of genes for resistance to FAS, with emphasis on: FT - 2, IAC - PL1, TN # 4 (Taiwan) and PI 230.970 (Taiwan). This fact increased the likelihood of finding tolerant or resistant genotypes in that evaluated. Were carried out evaluations to reaction to FAS and PG. The reaction to FAS was evaluated through three assessments (NF1, NF2 and NF3), with a diagrammatic scale, with visual notes ranging from 1 (0,2% of the foliar area affected) to 9 (78,5% of the foliar area affected). The PG of each line was estimated by the weight of the plots. It was observed moderate resistance (MR) to FAS on the line USP 97-08.135 and tolerance (T) to FAS on the lines BULK USP 01-28, USP 04-18.029 e USP 04-18.074 in the intermediate genotypes. The EGT also involved two cultivars (FT-2000 and Conquista) and 12 lines with a PG positive differential of 87% to 177%. The late cycle lines USP 191-102-03, USP 191-103-12, USP 191-108-05, USP 98-13.035, USP 98-13.049 e USP 98-13.102 were classified as MR and the others as no-tolerants or susceptible. Were selected 12 lines among the lines tested in A1 to compose the experiments of the agricultural year 2005/2006 (A2) and over the two early cultivars and the two late cultivars. The line that stood out more about the reaction to FAS was USP 97- 08.135.

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.

Neste trabalho teve-se por objetivo estimar parâmetros genéticos e avaliar o potencial agronômico em gerações F2 e F3:2 de cruzamentos do tipo adaptado x exótico em soja, quanto ao potencial de gerar descendentes agronomicamente superiores e com resistência à ferrugem asiática. Ademais, procurou-se estudar a resistência a doenças de final de ciclo (DFC). Os experimentos nas gerações F2 e F3:2 foram conduzidos em 2007 e 2007/08, respectivamente, em áreas experimentais do Departamento de Genética, ESALQ/USP, Piracicaba, SP, Brasil. Foram utilizados como genitores exóticos resistentes: 1) PI 200487 (Kinoshita), 2) PI 471904 (Orba), 3) PI 459025 (Bing nan) e 4) PI 200526 (Shira Nuhi); e, como genitores adaptados, mas suscetíveis à ferrugem, foram utilizados os genótipos: 1) IAC-100, 2) MGBR 46 (Conquista), 3) BRSMT (Pintado), 4) BRS-154 e 5) BRS-232. Foram avaliados 27 cruzamentos em F2, sendo dez com recíprocos e sete sem recíprocos, e mais os nove genitores. Na geração F3:2 foram avaliados dois cruzamentos: Conquista x Orba e IAC-100 x Kinoshita; cada cruzamento foi avaliado em dois experimentos principais. Um destes experimentos foi protegido com aplicações dos fungicidas Impact Duo & Opera para controle da ferrugem e das DFC, enquanto que o outro recebeu apenas o fungicida Derosal para controle das DFC. Foram avaliadas 40 progênies F3:2 por recíproco de cada cruzamento. Além dos experimentos principais, foram instalados três experimentos auxiliares com 12 genótipos: quatro genitores exóticos, cinco genitores adaptados e três genótipos adicionais (BR-16, IAS-5 e OC-4). Cada experimento auxiliar recebeu um tratamento diferenciado de fungicida: Impact Duo & Opera, Derosal e Controle (sem aplicação de fungicida); o contraste do Impact Duo & Opera vs Derosal forneceu uma estimativa do efeito da ferrugem, enquanto que o contraste entre Derosal e Controle estimou o efeito das DFC. Os resultados levaram às seguintes conclusões: a) a estratégia de se usar diferentes tipos de fungicidas mostrou-se eficiente para estimar a reação das plantas à ferrugem e a DFC, em termos de produtividade de grãos; b) em relação às notas de severidade da ferrugem, a discriminação genotípica foi melhor observada a partir de 97 dias (S2) e 104 dias (S3) após a semeadura, respectivamente para genitores nos experimentos auxiliares e cruzamentos; c) no cultivo de outono (geração F2 e genitores), o hábito de crescimento indeterminado foi um caráter importante para o desempenho favorável dos genótipos; d) foram identificadas fontes de resistência/tolerância à ferrugem e a DFC entre os genitores exóticos e também, adaptados e adicionais; e) em F2, os cruzamentos envolvendo o genitor Orba foram os mais promissores e os cruzamentos com o genitor Shira Nuhi foram os menos promissores; o caráter valor agronômico mostrou-se eficiente na seleção de cruzamentos, pelos altos coeficientes de herdabilidade, observados no sentido amplo; f) em F3:2, o cruzamento IAC-100 x Kinoshita mostrou-se mais promissor do que o cruzamento Conquista x Orba, para o desenvolvimento de linhagens com níveis apropriados de resistência à ferrugem e produtividade de grãos; g) nas duas gerações as diferenças entre recíprocos ocorreram apenas em situações pontuais. / This work aimed to estimate genetic parameters and evaluate the agronomic potential in F2 and F3:2 generations of adapted x exotic soybean crosses, concerning the potential to generate progenies with higher agronomic offspring and with resistance to Asian soybean rust. Moreover, the resistance to late season leaf diseases (LSLD) was studied. The experiments in F2 and F3:2 generations were carried out during 2007 and 2007/08, respectively, in the Department of Genetics, ESALQ/USP, Piracicaba, SP, Brazil. As resistant exotic parents were used: 1) PI 200487 (Kinoshita), 2) PI 471904 (Orba), 3) PI 459025 (Bing nan) and 4) PI 200526 (Shira Nuhi); and as adapted parents, but susceptible to soybean rust, were used: 1) IAC-100, 2) MGBR 46 (Conquista), 3) BRSMT (Pintado), 4) BRS-154 and 5) BRS-232. Twenty seven crosses in generation F2, ten with reciprocals and seven without reciprocals were evaluated, plus the nine parents. In F3:2 generation, two crosses were evaluated: Conquista x Orba and IAC-100 x Kinoshita. Each cross was evaluated in two main experiments, one of them was protected with applications of the Impact Duo & Opera fungicides, to control soybean rust and LSLD, while the other experiment was spraied with Derosal to control only the LSLD. For each reciprocal cross, were evaluated 40 progenies in F3:2. Besides the main experiments, three auxiliary experiments were installed, with twelve genotypes: four exotic parents, five adapted parents and three additional parents (BR-16, IAS-5 and OC-4). Each experiment received one differential treatment of fungicide: Impact Duo & Opera, Derosal and Control (no applications of fungicide); the contrast Impact Duo & Operal vs. Derosal gave an estimate of the Asian soybean rust effect, while the contrast between Derosal and Control estimated the LSLD effect. The results led to the following results: a) the strategy of using different types of fungicides were effective in estimating the response of plants to rust and LSLD, in terms of grain yield; b) in relation to the notes of severity of rust, genetic discrimination was better observed from 97 days (S2) and 104 days (S3) after sowing, respectively for parents in the auxiliary experiments and crosses; c) in the cultivation of autumn (parents and F2 generation), the indeterminate growth habit was an important character to the favorable performance of the genotypes; d) sources of resistance/tolerance to rust and LSLD were identified among exotic, adapted and additional parents; e) In F2 generation, crosses having Orba as parent were the most promising and crosses involving Shira Nuhi were the less promising; agronomic value (VA) showed to be efficient for cross selection, by the high magnitude of the heritability coefficient, observed in broad sense; f) In F3:2 generation, the cross IAC-100 x Kinoshita showed more promising than Conquista x Orba cross, for the development of lines with appropriate levels of resistance to soybean rust and high grain yield; g) in the two generations, the differences between reciprocals occurred only in specific situations.

No Brasil, a ferrugem, causada pelo fungo Puccinia psidii Winter, se destaca como a mais importante doença da cultura do eucalipto, principalmente na região Sudeste do país. O uso de genótipos resistentes é o principal método de controle da doença, o que torna essencial o conhecimento das bases genéticas da resistência para a seleção de genótipos resistentes. Neste estudo, uma progênie F1 de 90 irmãos completos foi utilizada para identificar marcadores ligados a genes de resistência a este patógeno. A severidade da doença foi avaliada em quatro épocas ao longo de uma epidemia por meio de escala diagramática e os dados foram utilizados para o cálculo da área sob a curva de progresso da doença (AUDPC) para cada indivíduo. O delineamento experimental foi de blocos incompletos em dois ambientes e os valores de AUDPC foram analisados por meio de modelos mistos, excluindo-se a variação ambiental. Um mapa genético foi construído com base em marcadores microssatélites, AFLP e TRAP através de uma análise multiponto. O mapeamento de QTL seguiu duas abordagens: mapeamento por intervalos (IM) e mapeamento por intervalos compostos (CIM). No mapa de ligação foram posicionados 117 marcadores microssatélites, 10 TRAP e 33 AFLP, distribuídos por 11 grupos de ligação, totalizando 1075 cM com distância média de 6,7 cM entre marcadores. A análise de IM identificou um QTL (LOD=7,7) no grupo de ligação 3, representando 28,5% da variação em AUDPC na progênie observada. Já a análise CIM detectou dois QTL, ambos no grupo de ligação 3. A posição do primeiro QTL coincidiu com aquela do QTL identificado na análise por IM, porém com maior valor de LOD (10,3), explicando 39,5% da variação em AUDPC. O segundo QTL (LOD=3,4), cujo valor probabilístico máximo distou 39,0 cM do primeiro QTL, explicou 6,9% da variação fenotípica. Os alelos de resistência nos dois QTL se encontram em repulsão, com efeito aditivo negativo (=-0,60) e ausência de dominância no primeiro QTL e efeito aditivo positivo (=0,29) e dominância completa (=-0,23) no segundo QTL. Os marcadores ligados aos dois QTLs têm potencial utilização na seleção assistida, com conseqüente aumento na eficiência durante a seleção de genótipos resistentes. / In Brazil, the eucalyptus rust, caused by Puccinia psidii Winter, stands out as the most important disease of eucalypts, mainly in southeastern Brazil. The use of resistant genotypes is the main control method, which makes the understanding of the genetic basis of resistance essential to the selection of resistant genotypes. In this study, an F1 progeny of 90 plants was used to identify markers linked to resistance genes to this pathogen. Four disease severity assessments were conducted during an epidemic with a diagrammatic scale and the data were used to calculate the area under the disease progress curve (AUDPC) for each plant. The experimental design consisted of incomplete blocks in two environments. AUDPC values were analyzed using mixed models, excluding the environmental variation between locations. A genetic map was constructed based on microsatellite, AFLP and TRAP markers based on a multipoint analysis. QTL mapping was done based on two approaches: interval mapping (IM) and composite interval mapping (CIM). The linkage map consisted of 117 microsatellite, 10 AFLP and 33 TRAP markers, placed over 11 linkage groups, totalizing 1075 cM with an average distance of 6.7 cM between markers. IM analysis identified a QTL (LOD = 7.7) on linkage group 3, accounting for 28.5% of the phenotypic variation in AUDPC. The CIM analysis detected two QTL, both on linkage group 3. The position of the first QTL coincided with that of the QTL identified in the IM analysis, but with a higher LOD (10.3), accounting for 39.5% of the variation. The second QTL (LOD = 3.4), whose maximum probability value was placed 39.0 cM away from the first QTL, accounted for 6.9% of the phenotypic variation. The resistance alleles in the two QTL are linked in repulsion with negative additive effect ( =- 0.60) and lack of dominance in the first QTL and positive additive effects (=0.29) and complete dominance (=-0.23) in the second. The markers linked to the two QTL have potential use in assisted selection, thus increasing the efficiency of selection of resistant genotypes.

Amplamente disseminada pelo país, causando prejuízos em viveiros e plantios comerciais, a ferrugem do eucalipto, causada pelo fungo Puccinia psidii, é atualmente uma das mais preocupantes doenças em eucalipto. A seleção de genótipos resistentes é facilitada quando informações sobre o controle genético da resistência e estratégias eficientes de seleção, como a seleção assistida por marcadores, estão disponíveis. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de compreender melhor o controle da resistência à ferrugem sob condições de campo e identificar marcadores moleculares ligados a genes de resistência a este patógeno. A herança da resistência foi estudada em quatorze progênies, obtidas a partir de cruzamentos e auto-cruzamentos controlados entre quatro clones híbridos inter-específicos de E. grandis x E. urophylla, contrastantes para a resistência. Os resultados indicaram a existência de um loco de grande efeito fenotípico e multialélico. Marcadores AFLP e RGA ligados ao loco de resistência foram identificados em uma progênie segregante por meio da análise de segregantes agrupados. O loco de resistência foi localizado no grupo de ligação 3, próximo ao marcador Embra 181. Um marcador AFLP(E12M32_165) e um RGA (AluI/NBS3_600) foram identificados a 4,3 e 6,8 cM do loco de resistência, respectivamente, em repulsão com o alelo de resistência. O marcador AluI/NBS3_600, apresenta grande potencial de uso na seleção assistida por marcadores, especialmente no viveiro antes dos genótipos serem testados em campo, minimizando assim os custos envolvidos nas instalações de áreas experimentais. / Widely disseminated all over the country, damaging nurseries and plantation areas, eucalyptus rust, caused by the fungus Puccinia psidii, is currently the most concerning eucalyptus disease. The selection of resistant genotypes is facilitated when information about the genetic control of resistance and quick selection strategies such as marker assisted selection, are available. This objective of this study was to better understand the control of rust resistance under field conditions and identify molecular markers linked to resistance genes. The mode of inheritance was analyzed in fourteen progenies obtained from controlled crosses and self-crosses between four interspecific hybrid clones of E. grandis x E. urophylla with contrasting phenotypes regarding rust resistance. The results suggested the existence of a single multiallelic locus with major phenotypic effects. However, this locus appears to be complex, multiallelic, and organized in clusters of resistance genes with interaction between the clusters. Some of these alleles may confer resistance to many pathogen isolates/races or even to other genetically related pathogens found near the geographic origin of eucalyptus. Using the strategy of bulked segregant analysis, AFLP and RGA linked markers to resistance were identified in one of the progenies. The resistance locus was located in linkage group 3, next to the Embra 181 marker locus. One AFLP (E12M32_165) and one RGA marker (AluI/NBS3_600) were located at 4.3 and 6.8 cM from the resistance locus, respectively, in repulsion phase with the resistance allele. The AluI/NBS3_600 marker has potential to be used in marker assisted selection, especially in the initial steps of selection in the nursery before field tests, thus minimizing the costs of field trials.