A ferrugem da folha é a moléstia de maior importância econômica para a cultura da aveia e a resistência qualitativa, geralmente utilizada para o seu controle, apresenta pouca durabilidade. A utilização de resistência parcial, caracterizada pelo progresso lento da moléstia, tem sido reconhecida como alternativa para obtenção de genótipos com resistência mais durável. Os objetivos deste trabalho foram determinar o progresso da ferrugem, o controle genético da resistência, e identificar marcadores moleculares associados a essa resistência, em várias gerações e anos. Populações F2, F3, F4, F5 e F6 do cruzamento UFRGS7/UFRGS910906 (sucetível/parcialmente resistente) (1998, 1999 e 2000) e F2 do cruzamento UFRGS7/UFRGS922003 (1998), foram avaliadas a campo quanto à porcentagem de área foliar infectada, para determinar a área sob a curva do progresso da doença (ASCPD). Mapeamento molecular, com marcadores AFLP (amplified fragment length polymorphism), foi realizado em F2 e F6, do primeiro cruzamento, identificando marcadores associados à resistência quantitativa (“quantitative resistance loci” ou QRLs). Resultados de três anos evidenciaram alta influência do ambiente na expressão da resistência, apresentando, entretanto, variabilidade genética para resistência parcial nas populações segregantes. A distribuição de freqüências do caráter ASCPD nas linhas recombinantes F5 e F6 foi contínua, indicando a presença de vários genes de pequeno efeito em seu controle. Estimativas de herdabilidade variaram de moderada a alta. O mapa molecular F2 foi construído com 250 marcadores, em 37 grupos de ligação, e o mapa F6 com 86 marcadores em 17 grupos de ligação. Cinco QRLs foram identificados na F2 e três na F6. O QRL identificado na F6, pelo marcador PaaMtt340 apresentou consistência em dois ambientes.

A ferrugem da folha é a moléstia de maior importância econômica para a cultura da aveia e a resistência qualitativa, geralmente utilizada para o seu controle, apresenta pouca durabilidade. A utilização de resistência parcial, caracterizada pelo progresso lento da moléstia, tem sido reconhecida como alternativa para obtenção de genótipos com resistência mais durável. Os objetivos deste trabalho foram determinar o progresso da ferrugem, o controle genético da resistência, e identificar marcadores moleculares associados a essa resistência, em várias gerações e anos. Populações F2, F3, F4, F5 e F6 do cruzamento UFRGS7/UFRGS910906 (sucetível/parcialmente resistente) (1998, 1999 e 2000) e F2 do cruzamento UFRGS7/UFRGS922003 (1998), foram avaliadas a campo quanto à porcentagem de área foliar infectada, para determinar a área sob a curva do progresso da doença (ASCPD). Mapeamento molecular, com marcadores AFLP (amplified fragment length polymorphism), foi realizado em F2 e F6, do primeiro cruzamento, identificando marcadores associados à resistência quantitativa (“quantitative resistance loci” ou QRLs). Resultados de três anos evidenciaram alta influência do ambiente na expressão da resistência, apresentando, entretanto, variabilidade genética para resistência parcial nas populações segregantes. A distribuição de freqüências do caráter ASCPD nas linhas recombinantes F5 e F6 foi contínua, indicando a presença de vários genes de pequeno efeito em seu controle. Estimativas de herdabilidade variaram de moderada a alta. O mapa molecular F2 foi construído com 250 marcadores, em 37 grupos de ligação, e o mapa F6 com 86 marcadores em 17 grupos de ligação. Cinco QRLs foram identificados na F2 e três na F6. O QRL identificado na F6, pelo marcador PaaMtt340 apresentou consistência em dois ambientes.

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However, two rust diseases have threatened its yield, brown rust (Puccinia melanocephala) and orange rust (P. kuehnii). The most efficient method to control these diseases is resistant varieties. The success and longevity of varieties depends basically on two factors: pathogen diversity and correct evaluation of genotype reaction. Therefore, chapter 1 of this dissertation aimed to examine phenotypic and genotypic diversity of rusts pathogens and existence of a direct correlation between these traits. Genotyping of P. melanocephala employed 31 isolates and 39 for P. kuehnii with 10 SSR markers. The genetic diversity was verified through UPGMA clustering and PCoA analyses. The phenotypic diversity was investigated by leaf lesion area and compatible/incompatible interaction between host and pathogen. Data of this work showed similar grouping between UPGMA and PCoA with identification of nine genetic subpopulations for P. kuehnii and 10 subpopulations for P. melanocephala. As for phenotypic diversity, three races were identified in P. kuehnii whereas two were detected in P. melanocephala. Direct correlation between genetic and phenotypic diversity was only observed in P. kuehnii. The chapter 2 examined reaction of five sugarcane commercial varieties to P. kuehnii over different period of time as well as quantity and viability of urediniospores. For disease progress disease, three isolates were inoculated on five varieties and their reactions evaluated 21, 28, 35, 42 days after by disease score. Disease reaction measured by quantity and viability of uredinispores was examined in two different trials. In the first, spores from different type of lesions were investigated 42 days after inoculation, in the second, spores from the same type of reaction but from a susceptible and resistance varieties were observed. Our data identified one variety which reaction changed over time. Therefore, in order to avoid false resistant materials other traits should be taking into account, quantity and viability of urediniospores. / Açúcar, etanol e bionergia são produtos gerados a partir da cana-de-açúcar, cuja demanda atual permanece alta. Entretanto, duas ferrugens têm ameaçado a produtividade, ferrugem marrom (Puccinia melanocephala) e ferrugem alaranjada (P. kuehnii). O mais eficiente método de controle dessas doenças é variedades resistentes. O sucesso e longevidade das variedades dependem de vários fatores, podendo ser os dois principais: a diversidade do patógeno e a correta avaliação da reação dos genótipos. Portanto, o capítulo 1 desta dissertação objetivou examinar a diversidade genética e fenotípica dos patógenos das ferrugens e a existência de correlação direta entre essas características. 31 isolados de P. melanocephala e 39 de P. kuehnii foram genotipados por 10 SSR (Simple Sequence Repeat). A diversidade genética foi verificada através grupamento UPGMA (Unweighted Pair Group Methods Using Arithmetic Averages) e análise de PCoA (Principal Coordinate Analyses). A diversidade fenotípica foi investigada pela porcentagem de área afetada e reações incompatíveis/compatíveis entre o patógeno e o hospedeiro. Os resultados deste trabalho mostraram similar agrupamento entre UPGMA e PCoA com identificação de nove subpopulações genéticas para P. kuehnii e 10 subpopulações para P. melanocephala. Para a diversidade fenotípica, três raças foram detectadas em P. kuehnii, enquanto em P. melanocephala duas. Correlação direta entre diversidade genética e fenotípica foi encontrada somente em P. kuehnii. O capítulo 2 examinou a reação de algumas variedades comerciais de cana-de-açúcar à P. kuehnii em diferentes períodos de tempo, assim como viabilidade e quantidade de urediniósporos. Para o progresso da doença, três isolados foram inoculados, em cinco variedades e sua reação avaliada aos 21, 28, 35 e 42 dias depois pela escala de notas. Reação da doença medida pela quantidade e viabilidade de urediniósporos foi examinada em dois diferentes ensaios. No primeiro, esporos de diferentes tipos de lesão foi investigado 42 dias depois da inoculação, no segundo, esporos do mesmo tipo de reação, mas de uma variedade suscetível e a outra resistente foram observadas. Nosso dado verificou que uma variedade pode mudar de reação de resistente para suscetível ao longo do tempo. Portanto, a fim de evitar falsos resistentes outras características do material devem ser levadas em conta, quantidade e viabilidade de urediniósporos.

O Brasil, maior expoente do setor sucroalcooleiro mundial, apresenta como um dos entraves para obter elevadas produtividades a ocorrência de doenças fúngicas, as quais limitam o potencial produtivo do canavial. Atualmente, um dos grandes desafios para a comunidade canavieira é a recém-introduzida ferrugem alaranjada, doença causada pelo fungo Puccinia kuehnii, a qual foi detectada pela primeira vez no Brasil na safra 2009/10, ano em que as chuvas excederam os valores normais e as temperaturas foram amenas. Dada a grande dependência que as doenças fúngicas têm das condições climáticas para se manifestarem, o presente estudo teve por objetivo avaliar as condições meteorológicas que foram observadas durante as epidemias de ferrugem alaranjada ocorridas na província de Queensland, Austrália, em 1999/2000, e no estado de São Paulo, em 2009/2010, e a partir dessas elaborar modelos que possibilitassem estimar a severidade da doença, de modo a se estabelecer o zoneamento da favorabilidade climática para sua ocorrência. Com base nessas informações foram elaborados mapas de favorabilidade climática para a ocorrência da ferrugem no estado de São Paulo e na província de Queensland. As variáveis climáticas favoráveis à ocorrência da ferrugem alaranjada foram o número de decêndios com excedente hídrico (NDEXC) e o número de decêndios com temperatura média ideal para a infecção (NDTideal). Essas variáveis foram utilizadas no desenvolvimento de modelos lineares para determinação da severidade da doença, com base nos dados observados em diferentes regiões do estado de São Paulo. A elaboração do Índice de Favorabilidade Climática à Ferrugem Alaranjada da Cana-de-açúcar (IFAC) se baseou numa ponderação das severidades estimadas para séries de 15 a 30 anos. Posteriormente, o IFAC foi correlacionado com as coordenadas geográficas e a altitude o que permitiu se estimar o IFAC para todo o Estado de São Paulo. Esse modelo também foi aplicado para a Província de Queensland, Austrália. O IFAC foi empregado na confecção de mapas nos quais se estabeleceram os zoneamentos das regiões de favorabilidade climática à doença. Observou-se que as regiões canavieiras no oeste paulista apresentam risco muito baixo a moderado, enquanto que nas regiões no centro-leste do Estado, o risco é moderado-alto a alto seguindo uma tendência longitudinal. Para Queensland, a região mais favorável à doença é na faixa leste da província, exatamente nas regiões onde se concentra a produção de cana-de-açúcar. / Brazil, the largest exponent of the sugarcane sector in the world, presents as one of the obstacles for obtaining high yields the occurrence of diseases, which limits the potential productivity of the crop. Presently, one the greatest challenge for sugarcane production is newly introduced sugarcane disease, named orange rust, caused by Puccinia kuehni, which was detected by the first time in Brazil during 2009-2010 growing season, when the rainfall exceed the normal values and temperatures remained mild. Considering the great influence of climate conditions on plant diseases occurrence, the present study aimed to evaluate the weather conditions that prevailed during the sugarcane orange rust epidemic in province of Queensland, Australia, in 1999-2000 growing season, and in the state of São Paulo, Brazil, in 2009-2010 growing season, and base on that to develop a disease severity model in order to establish the climate favorability zoning for its occurrence. Based on these data, maps of orange rust climatic favorability were elaborated for the state of São Paulo and province of Queensland. The climatic variables favorable for conditioning orange rust were the number of ten-day periods with soil water surplus (NDEXC) and the number of ten-day periods with average temperature within the ideal range for the disease (NDTideal). With these variables, linear models were developed to determine the severity of the disease, based on disease and weather data observed in different regions of the state of São Paulo. The Climatic Favorability Index for Sugarcane Orange Rust Occurrence (IFAC) was based on the weighting of the disease severities estimated for weather series of 15 to 30 years. After that, IFAC was correlated with the geographical coordinates and altitude which allowed estimating it for all the state of São Paulo. This procedure was also applied for the province of Queensland, Australia. The IFAC was used to generate maps for zoning the regions of climatic favorability for the disease. The maps allowed to observe that for the state of São Paulo, the west region presents vary low to moderate risk for the disease, while the center-east region presents moderate-high to high risk. For the province of Queensland, the most favorable region for orange rust occurrence is the east, exactly where the sugarcane production is concentrated.

O Brasil, maior expoente do setor sucroalcooleiro mundial, apresenta como um dos entraves para obter elevadas produtividades a ocorrência de doenças fúngicas, as quais limitam o potencial produtivo do canavial. Atualmente, um dos grandes desafios para a comunidade canavieira é a recém-introduzida ferrugem alaranjada, doença causada pelo fungo Puccinia kuehnii, a qual foi detectada pela primeira vez no Brasil na safra 2009/10, ano em que as chuvas excederam os valores normais e as temperaturas foram amenas. Dada a grande dependência que as doenças fúngicas têm das condições climáticas para se manifestarem, o presente estudo teve por objetivo avaliar as condições meteorológicas que foram observadas durante as epidemias de ferrugem alaranjada ocorridas na província de Queensland, Austrália, em 1999/2000, e no estado de São Paulo, em 2009/2010, e a partir dessas elaborar modelos que possibilitassem estimar a severidade da doença, de modo a se estabelecer o zoneamento da favorabilidade climática para sua ocorrência. Com base nessas informações foram elaborados mapas de favorabilidade climática para a ocorrência da ferrugem no estado de São Paulo e na província de Queensland. As variáveis climáticas favoráveis à ocorrência da ferrugem alaranjada foram o número de decêndios com excedente hídrico (NDEXC) e o número de decêndios com temperatura média ideal para a infecção (NDTideal). Essas variáveis foram utilizadas no desenvolvimento de modelos lineares para determinação da severidade da doença, com base nos dados observados em diferentes regiões do estado de São Paulo. A elaboração do Índice de Favorabilidade Climática à Ferrugem Alaranjada da Cana-de-açúcar (IFAC) se baseou numa ponderação das severidades estimadas para séries de 15 a 30 anos. Posteriormente, o IFAC foi correlacionado com as coordenadas geográficas e a altitude o que permitiu se estimar o IFAC para todo o Estado de São Paulo. Esse modelo também foi aplicado para a Província de Queensland, Austrália. O IFAC foi empregado na confecção de mapas nos quais se estabeleceram os zoneamentos das regiões de favorabilidade climática à doença. Observou-se que as regiões canavieiras no oeste paulista apresentam risco muito baixo a moderado, enquanto que nas regiões no centro-leste do Estado, o risco é moderado-alto a alto seguindo uma tendência longitudinal. Para Queensland, a região mais favorável à doença é na faixa leste da província, exatamente nas regiões onde se concentra a produção de cana-de-açúcar. / Brazil, the largest exponent of the sugarcane sector in the world, presents as one of the obstacles for obtaining high yields the occurrence of diseases, which limits the potential productivity of the crop. Presently, one the greatest challenge for sugarcane production is newly introduced sugarcane disease, named orange rust, caused by Puccinia kuehni, which was detected by the first time in Brazil during 2009-2010 growing season, when the rainfall exceed the normal values and temperatures remained mild. Considering the great influence of climate conditions on plant diseases occurrence, the present study aimed to evaluate the weather conditions that prevailed during the sugarcane orange rust epidemic in province of Queensland, Australia, in 1999-2000 growing season, and in the state of São Paulo, Brazil, in 2009-2010 growing season, and base on that to develop a disease severity model in order to establish the climate favorability zoning for its occurrence. Based on these data, maps of orange rust climatic favorability were elaborated for the state of São Paulo and province of Queensland. The climatic variables favorable for conditioning orange rust were the number of ten-day periods with soil water surplus (NDEXC) and the number of ten-day periods with average temperature within the ideal range for the disease (NDTideal). With these variables, linear models were developed to determine the severity of the disease, based on disease and weather data observed in different regions of the state of São Paulo. The Climatic Favorability Index for Sugarcane Orange Rust Occurrence (IFAC) was based on the weighting of the disease severities estimated for weather series of 15 to 30 years. After that, IFAC was correlated with the geographical coordinates and altitude which allowed estimating it for all the state of São Paulo. This procedure was also applied for the province of Queensland, Australia. The IFAC was used to generate maps for zoning the regions of climatic favorability for the disease. The maps allowed to observe that for the state of São Paulo, the west region presents vary low to moderate risk for the disease, while the center-east region presents moderate-high to high risk. For the province of Queensland, the most favorable region for orange rust occurrence is the east, exactly where the sugarcane production is concentrated.