A soja [Glycine max (L.) Merrill] é uma espécie da família Fabaceae que possui grande importância econômica mundial. A ferrugem asiática (ASR), causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi Sydow, tornou-se nos últimos anos uma das maiores ameaças às lavouras de soja ao redor do mundo. Cinco genes dominantes relacionados à resistência à ASR foram identificados. Entretanto, até o momento, nenhuma cultivar com resistência efetiva ao ataque pelo patógeno foi obtida, uma vez que todos os loci avaliados tiveram sua resistência quebrada por ao menos um isolado do fungo. A identificação de diversas fontes de resistência que possibilitem a construção de um “arsenal” contra a ASR no germoplasma comercial de soja, além do entendimento ao nível molecular dos mecanismos de defesa desta espécie contra P. pachyrhizi, podem contribuir significativamente no combate ao patógeno. Os fatores de transcrição WRKY são membros de uma superfamília com ampla distribuição no Reino Vegetal; embora suas funções regulatórias ainda não estejam bem definidas, inúmeros estudos realizados ao longo dos últimos anos têm reunido evidências de seu envolvimento nas respostas a ataques por patógenos. Estas requerem uma ampla reprogramação transcricional na célula vegetal, na qual fatores de transcrição WRKY parecem desempenhar um papel crucial no “ajuste-fino” da expressão de genes de defesa. O objetivo deste trabalho é caracterizar a função de dois genes da família WRKY em soja, envolvidos nas respostas ao ataque pelo fungo P. pachyrhizi, através de estratégias de genética reversa e estudos de expressão gênica. As seqüências genômicas e codificantes completas desses genes foram isoladas e identificadas respectivamente como GmWRKY20 e GmWRKY46. Vetores para sua superexpressão e silenciamento em soja foram construídos e os processos de transformação genética desta espécie foram realizados por bombardeamento ou via sistema integrado “bombardeamento/Agrobacterium”, nos quais embriões somáticos foram utilizados como tecido alvo. Além disso, a análise do perfil de expressão desses genes foi realizada em diversos tecidos, fases do desenvolvimento, condições de estresse salino e em resposta à infecção por P. pachyrhizi. / Soybean [Glycine max (L.) Merrill] is one of the most important legume crop worldwide. In the past few years, Asian Soybean Rust (ASR), caused by Phakopsora pachyrhizi Sydow, has become one of the major threats affecting the main soybean producers. Even though five dominant genes related to ASR resistance have been identified, there has been no report of a soybean variety presenting effectiveness towards the pathogen’s attack, since the resistance ruled by every single one of these genes has already been overcome by at least one isolate around the world. The identification of resistance sources allowing the construction of an arsenal against ASR in commercial soybean germplasm, as well as the understanding of soybean’s defense mechanisms against P. pachyrhizi at the molecular level, may therefore be extremely helpful regarding the pathogen’s eradication. WRKY proteins belong to a superfamily of transcription factors with wide distribution amongst plants. Although their regulatory function is not yet clear, there have been several studies in the past few years raising evidences towards their involvement in pathogen’s attack responses. These responses usually require a wide transcriptional reprogramming in the plant cell, at which WRKY proteins seem to play a central role fine-tuning the expression of defense related genes. The purpose of this study is to functionally characterize two soybean WRKY proteinencoding genes involved in soybean defense against P. pachyrhizi, by combining reverse genetics strategies with gene expression tools. Their genomic and complete coding sequences (cds) were isolated and the genes were identified as GmWRKY20 and GmWRKY46, respectively. Besides, vectors for their silencing and overexpression in soybean were constructed and this plant species was genetically transformed by particle bombardment or by an integrated bombardment/Agrobacterium transformation system. Soybean somatic embryos were used as target tissue at both processes. In addition, an expression profile analysis of both GmWRKY20 and GmWRKY46 in several plant tissues and developmental stages as well as under salt stress and in response to P. pachyrhizi infection was accomplished.

A soja [Glycine max (L.) Merrill] é uma espécie da família Fabaceae que possui grande importância econômica mundial. A ferrugem asiática (ASR), causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi Sydow, tornou-se nos últimos anos uma das maiores ameaças às lavouras de soja ao redor do mundo. Cinco genes dominantes relacionados à resistência à ASR foram identificados. Entretanto, até o momento, nenhuma cultivar com resistência efetiva ao ataque pelo patógeno foi obtida, uma vez que todos os loci avaliados tiveram sua resistência quebrada por ao menos um isolado do fungo. A identificação de diversas fontes de resistência que possibilitem a construção de um “arsenal” contra a ASR no germoplasma comercial de soja, além do entendimento ao nível molecular dos mecanismos de defesa desta espécie contra P. pachyrhizi, podem contribuir significativamente no combate ao patógeno. Os fatores de transcrição WRKY são membros de uma superfamília com ampla distribuição no Reino Vegetal; embora suas funções regulatórias ainda não estejam bem definidas, inúmeros estudos realizados ao longo dos últimos anos têm reunido evidências de seu envolvimento nas respostas a ataques por patógenos. Estas requerem uma ampla reprogramação transcricional na célula vegetal, na qual fatores de transcrição WRKY parecem desempenhar um papel crucial no “ajuste-fino” da expressão de genes de defesa. O objetivo deste trabalho é caracterizar a função de dois genes da família WRKY em soja, envolvidos nas respostas ao ataque pelo fungo P. pachyrhizi, através de estratégias de genética reversa e estudos de expressão gênica. As seqüências genômicas e codificantes completas desses genes foram isoladas e identificadas respectivamente como GmWRKY20 e GmWRKY46. Vetores para sua superexpressão e silenciamento em soja foram construídos e os processos de transformação genética desta espécie foram realizados por bombardeamento ou via sistema integrado “bombardeamento/Agrobacterium”, nos quais embriões somáticos foram utilizados como tecido alvo. Além disso, a análise do perfil de expressão desses genes foi realizada em diversos tecidos, fases do desenvolvimento, condições de estresse salino e em resposta à infecção por P. pachyrhizi. / Soybean [Glycine max (L.) Merrill] is one of the most important legume crop worldwide. In the past few years, Asian Soybean Rust (ASR), caused by Phakopsora pachyrhizi Sydow, has become one of the major threats affecting the main soybean producers. Even though five dominant genes related to ASR resistance have been identified, there has been no report of a soybean variety presenting effectiveness towards the pathogen’s attack, since the resistance ruled by every single one of these genes has already been overcome by at least one isolate around the world. The identification of resistance sources allowing the construction of an arsenal against ASR in commercial soybean germplasm, as well as the understanding of soybean’s defense mechanisms against P. pachyrhizi at the molecular level, may therefore be extremely helpful regarding the pathogen’s eradication. WRKY proteins belong to a superfamily of transcription factors with wide distribution amongst plants. Although their regulatory function is not yet clear, there have been several studies in the past few years raising evidences towards their involvement in pathogen’s attack responses. These responses usually require a wide transcriptional reprogramming in the plant cell, at which WRKY proteins seem to play a central role fine-tuning the expression of defense related genes. The purpose of this study is to functionally characterize two soybean WRKY proteinencoding genes involved in soybean defense against P. pachyrhizi, by combining reverse genetics strategies with gene expression tools. Their genomic and complete coding sequences (cds) were isolated and the genes were identified as GmWRKY20 and GmWRKY46, respectively. Besides, vectors for their silencing and overexpression in soybean were constructed and this plant species was genetically transformed by particle bombardment or by an integrated bombardment/Agrobacterium transformation system. Soybean somatic embryos were used as target tissue at both processes. In addition, an expression profile analysis of both GmWRKY20 and GmWRKY46 in several plant tissues and developmental stages as well as under salt stress and in response to P. pachyrhizi infection was accomplished.

A soja [Glycine max (L.) Merrill] é uma espécie da família Fabaceae que possui grande importância econômica mundial. A ferrugem asiática (ASR), causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi Sydow, tornou-se nos últimos anos uma das maiores ameaças às lavouras de soja ao redor do mundo. Cinco genes dominantes relacionados à resistência à ASR foram identificados. Entretanto, até o momento, nenhuma cultivar com resistência efetiva ao ataque pelo patógeno foi obtida, uma vez que todos os loci avaliados tiveram sua resistência quebrada por ao menos um isolado do fungo. A identificação de diversas fontes de resistência que possibilitem a construção de um “arsenal” contra a ASR no germoplasma comercial de soja, além do entendimento ao nível molecular dos mecanismos de defesa desta espécie contra P. pachyrhizi, podem contribuir significativamente no combate ao patógeno. Os fatores de transcrição WRKY são membros de uma superfamília com ampla distribuição no Reino Vegetal; embora suas funções regulatórias ainda não estejam bem definidas, inúmeros estudos realizados ao longo dos últimos anos têm reunido evidências de seu envolvimento nas respostas a ataques por patógenos. Estas requerem uma ampla reprogramação transcricional na célula vegetal, na qual fatores de transcrição WRKY parecem desempenhar um papel crucial no “ajuste-fino” da expressão de genes de defesa. O objetivo deste trabalho é caracterizar a função de dois genes da família WRKY em soja, envolvidos nas respostas ao ataque pelo fungo P. pachyrhizi, através de estratégias de genética reversa e estudos de expressão gênica. As seqüências genômicas e codificantes completas desses genes foram isoladas e identificadas respectivamente como GmWRKY20 e GmWRKY46. Vetores para sua superexpressão e silenciamento em soja foram construídos e os processos de transformação genética desta espécie foram realizados por bombardeamento ou via sistema integrado “bombardeamento/Agrobacterium”, nos quais embriões somáticos foram utilizados como tecido alvo. Além disso, a análise do perfil de expressão desses genes foi realizada em diversos tecidos, fases do desenvolvimento, condições de estresse salino e em resposta à infecção por P. pachyrhizi. / Soybean [Glycine max (L.) Merrill] is one of the most important legume crop worldwide. In the past few years, Asian Soybean Rust (ASR), caused by Phakopsora pachyrhizi Sydow, has become one of the major threats affecting the main soybean producers. Even though five dominant genes related to ASR resistance have been identified, there has been no report of a soybean variety presenting effectiveness towards the pathogen’s attack, since the resistance ruled by every single one of these genes has already been overcome by at least one isolate around the world. The identification of resistance sources allowing the construction of an arsenal against ASR in commercial soybean germplasm, as well as the understanding of soybean’s defense mechanisms against P. pachyrhizi at the molecular level, may therefore be extremely helpful regarding the pathogen’s eradication. WRKY proteins belong to a superfamily of transcription factors with wide distribution amongst plants. Although their regulatory function is not yet clear, there have been several studies in the past few years raising evidences towards their involvement in pathogen’s attack responses. These responses usually require a wide transcriptional reprogramming in the plant cell, at which WRKY proteins seem to play a central role fine-tuning the expression of defense related genes. The purpose of this study is to functionally characterize two soybean WRKY proteinencoding genes involved in soybean defense against P. pachyrhizi, by combining reverse genetics strategies with gene expression tools. Their genomic and complete coding sequences (cds) were isolated and the genes were identified as GmWRKY20 and GmWRKY46, respectively. Besides, vectors for their silencing and overexpression in soybean were constructed and this plant species was genetically transformed by particle bombardment or by an integrated bombardment/Agrobacterium transformation system. Soybean somatic embryos were used as target tissue at both processes. In addition, an expression profile analysis of both GmWRKY20 and GmWRKY46 in several plant tissues and developmental stages as well as under salt stress and in response to P. pachyrhizi infection was accomplished.

Epidemias tropicais e temperadas possuem estrutura e comportamento distintos. Apesar disso, a epidemiologia tropical foi sempre tratada como uma extensão da temperada. Doenças típicas de climas temperados têm o aumento do número de lesões como principal característica do progresso de epidemias. Já as doenças de climas tropicais apresentam o crescimento das lesões, além do aumento do número de lesões, para promover o desenvolvimento da doença. O objetivo deste trabalho foi o de comparar os patossistemas Bipolaris sorokiniana - trigo e Puccinia recôndita - trigo, utilizados como modelos de epidemia tropical e temperada, respectivamente, em uma cultura típica de clima temperado. Para ambos os patossistemas foram realizados experimentos em condições controladas de ambiente com o cultivar de trigo IAC- 24 e em condições de campo, com os cultivares de trigo IAC-24 e BR-34, nos anos de 1994 e 1995, além de estudos de simulação, através de um programa computadorizado de progresso de doenças, com e sem expansão de lesões. Foram avaliados os parâmetros monocíclicos (frequência de infecção, período de incubação ou latência e severidade) das duas doenças, em câmaras de crescimento. Num primeiro experimento, foram testadas as temperaturas de 16, 21 e 26°C. A temperatura de 26°C mostrou-se como a mais favorável para a helmintosporiose, enquanto que para a ferrugem foi a de 16°C. Sob temperatura favorável, ambas as doenças apresentaram maior frequência de infecção, menor período de incubação ou latência e maior severidade. Observou- se ainda que a severidade de ferrugem é função do número de pústulas por cm2 de folha, enquanto que a de helmintosporiose, do tamanho de suas lesões, uma vez que esta sempre apresentou menor número de lesões que a ferrugem, e maiores valores de severidade. Foi feito um segundo experimento em condições controladas de ambiente, no qual foi estudado o efeito da temperatura e do período de molhamento nos parâmetros monocíclicos da helmintosporiose. Houve efeito significativo tanto do aumento da temperatura, quanto do aumento da umidade, sobre a frequência de infecção, o período de incubação e a severidade. Em condições de campo, nos dois anos estudados, a ferrugem apresentou maior número de lesões por área de tecido foliar do que a helmintosporiose. Quanto à severidade, constatou-se efeito da interação patógeno-cultivar. Em função do crescimento de suas lesões, B. sorokiniana apresentou maior severidade no cultivar IAC-24. O cultivar BR-34, por sua vez, teve severidade de ferrugem maior que de he1mintosporiose, devido ao alto número de pústulas de P. recôndita por cm2. Nos estudos de simulação, assim como nos estudos monocíclicos e policíclicos, verifica-se que para a ferrugem, o aparecimento de novas lesões é responsável por 100% da severidade final da doença, enquanto que para a helmintosporiose, a expansão de lesões contribui com 87% da quantidade de doença. / not available

Uma estratégia bem reconhecida para aumentar o pool gênico do trigo consiste na introdução de genes de espécies selvagens afins. Aegilops tauschii Coss. possui muitas características agronomicamente desejáveis, não facilmente encontradas em trigo (Triticum aestivum L. em Thell), tal como a resistência a patógenos. Com o objetivo de aumentar a resistência do trigo cultivado à ferrugem da folha, quatro hexaplóides sintéticos (PF844005, PF964001, PF964004 e PF964009), desenvolvidos a partir do cruzamento de T. durum L. (AABB) X Ae. tauschii (DD), foram cruzados com quatro cultivares brasileiras de trigo (AABBDD - BRSAngico, RS120, BRS209 e CD104). Foram realizadas análises citogenéticas visando avaliar a estabilidade meiótica dos hexaplóides sintéticos, cultivares e suas progênies F1, F2 e RC1F1. Nas cultivares, os índices meióticos variaram de 85,1 a 94,1 indicando uma estabilidade citológica relativamente alta. Três formas sintéticas apresentaram índices meióticos variando de 78,2 a 80,6, o que indica um comportamento meiótico razoavelmente regular. A quarta forma sintética apresentou um índice meiótico estatisticamente mais baixo (40,4). A meiose foi estudada em algumas plantas, mostrando que univalentes e retardatários são as causas da formação de micronúcleos. A freqüência de grãos de pólen viáveis variou de 90,4 a 94,0% para as cultivares, enquanto as formas sintéticas exibiram viabilidade polínica variando de 79,9 a 92,0%. Assim como para o índice meiótico, a comparação das médias gerais mostrou que as freqüências de grãos de pólen viáveis das cultivares são estatisticamente superiores às das formas sintéticas. O efeito da combinação de cruzamento bem como das gerações no índice meiótico e na viabilidade do pólen foi estatisticamente significante. Entretanto, na viabilidade do pólen, houve uma interação significativa entre combinação de cruzamento X geração. Embora a análise estatística não tenha discriminado claramente as combinações genotípicas, uma tendência foi evidenciada nos dados de viabilidade do pólen e índice meiótico, sendo que os cruzamentos envolvendo a cultivar CD104 apresentaram repetidamente médias mais elevadas. Por outro lado, as combinações incluindo a cultivar BRS120 apareceram com as médias mais baixas. A resposta à raça SPJ-RS de Puccinia triticina foi avaliada ao longo das gerações. Oito combinações genotípicas exibiram resistência à ferrugem da folha em todas as gerações. Estes resultados confirmam que Ae. tauschii pode ser usado como fonte de recursos genéticos para aumentar a resistência à ferrugem da folha em cultivares comerciais, usando linhas hexaplóides sintéticas como ponte. O tamanho do grão de pólen foi avaliado nos níveis diplóide (2n=2X=14, Ae. tauschii = T. tauschii, um acesso), tetraplóide (2n=4X=28, T. durum, quatro cultivares) e hexaplóide (2n=6X=42, T. aestivum, quatro cultivares brasileiras e quatro formas sintéticas). Grãos de pólen com o menor diâmetro (39,14 μm) foram encontrados na espécie diplóide Ae. tauschii. Os grãos maiores (55,82 a 59,87 μm) foram observados nas cultivares e sintéticos hexaplóides. Valores intermediários foram apresentados pelas cultivares tetraplóides de T. durum (46,57 a 47,64 μm). Além da associação entre tamanho de pólen e nível de ploidia, foi verificado em todos os genótipos que o diâmetro dos grãos de pólen viáveis foi significativamente maior do que aquele observado para os grãos inviáveis. A detecção de diferenças significativas no diâmetro dos grãos de pólen permitiria o uso de citômetro de fluxo para obter uma estimativa rápida tanto do nível de ploidia como da viabilidade do pólen em Triticum. / One well-recognized means to increase the wheat gene pool is to introduce genes from wild relatives. Aegilops tauschii Coss. posses many agronomically identified desirable characteristics not readily found in wheat (Triticum aestivum L. em Thell), such as resistance to pathogens. Aiming to improve the resistance of cultivated wheat to leaf rust, four synthetic hexaploids (PF844005, PF964001, PF964004 and PF964009), developed from T. durum L. (AABB) and Ae. tauschii (DD), were crossed with four Brazilian commercial wheat cultivars (AABBDD - BRSAngico, RS120, BRS209 and CD104). Cytogenetical analyses were performed aiming to evaluate the meiotic stability of the synthetic hexaploids, cultivars and their F1, F2 and BC1F1 progenies. Meiotic indices varied from 85.1 to 94.1, indicating a relatively high cytological stability of the cultivars. Three synthetic forms presented meiotic indices that varied from 78.2 to 80.6, indicating a quite regular meiotic behavior. The fourth synthetic form presented a statistically lower meiotic index (40.4). Meiosis was studied in some plants, showing that univalents and laggards were the causes of micronuclei formation. The frequency of viable pollen grains varied from 90.4 to 94.0% for T. aestivum cultivars and from 79.9 to 92.0% for synthetic forms. As well as for meiotic index, the comparison between general means showed that the frequencies of viable pollen grains are statistically higher in cultivars than in synthetic forms. The effect of cross combinations as well as generations on the meiotic index and pollen viability was highly significant. However, in pollen viability, statistical analysis showed that interaction between cross combinations and generations, as well as their simple effects were significant. Although the statistical analysis had not clearly discriminated the genotype combinations, there was a clear tendency in pollen viability and meiotic index data, with crosses involving CD104 cultivar showing up repeatedly with higher means. On the other hand, combinations including BRS120 cultivar appeared with the lowest means. The responses to the Puccinia triticina SPJ-RS race were evaluated over generations. Eight genotype combinations exhibited leaf rust resistance in all generations. These results confirm that Ae. tauschii can be used as a good genetic source for improving leaf rust resistance in commercial cultivars, using synthetic hexaploid lines as a bridge. Pollen grain size was evaluated in diploid (2n=2X=14, Aegilops tauschii = T. tauschii, one accession), tetraploid (2n=4X=28, T. durum, four commercial cultivars), and hexaploid (2n=6X=42, T. aestivum, four Brazilian cultivars, and four synthetic forms) levels. The pollen grains with the smallest diameter (39.14 μm) were found in Ae. tauschii, the diploid species. The largest pollen grains (55.82 to 59.87 μm) were observed in the hexaploids T. aestivum and synthetic forms. Intermediate values were presented by tetraploid cultivars of T. durum (46.57 to 47.64 μm). In addition to an association between pollen size and ploidy level, it was found that the mean diameter of viable grains was significantly larger than that of inviable grains for all the genotypes studied. The significant differences detected in pollen diameter could allow the use of particle counters to obtain a rapid estimation of ploidy level as well as pollen viability in Triticum.

Uma estratégia bem reconhecida para aumentar o pool gênico do trigo consiste na introdução de genes de espécies selvagens afins. Aegilops tauschii Coss. possui muitas características agronomicamente desejáveis, não facilmente encontradas em trigo (Triticum aestivum L. em Thell), tal como a resistência a patógenos. Com o objetivo de aumentar a resistência do trigo cultivado à ferrugem da folha, quatro hexaplóides sintéticos (PF844005, PF964001, PF964004 e PF964009), desenvolvidos a partir do cruzamento de T. durum L. (AABB) X Ae. tauschii (DD), foram cruzados com quatro cultivares brasileiras de trigo (AABBDD - BRSAngico, RS120, BRS209 e CD104). Foram realizadas análises citogenéticas visando avaliar a estabilidade meiótica dos hexaplóides sintéticos, cultivares e suas progênies F1, F2 e RC1F1. Nas cultivares, os índices meióticos variaram de 85,1 a 94,1 indicando uma estabilidade citológica relativamente alta. Três formas sintéticas apresentaram índices meióticos variando de 78,2 a 80,6, o que indica um comportamento meiótico razoavelmente regular. A quarta forma sintética apresentou um índice meiótico estatisticamente mais baixo (40,4). A meiose foi estudada em algumas plantas, mostrando que univalentes e retardatários são as causas da formação de micronúcleos. A freqüência de grãos de pólen viáveis variou de 90,4 a 94,0% para as cultivares, enquanto as formas sintéticas exibiram viabilidade polínica variando de 79,9 a 92,0%. Assim como para o índice meiótico, a comparação das médias gerais mostrou que as freqüências de grãos de pólen viáveis das cultivares são estatisticamente superiores às das formas sintéticas. O efeito da combinação de cruzamento bem como das gerações no índice meiótico e na viabilidade do pólen foi estatisticamente significante. Entretanto, na viabilidade do pólen, houve uma interação significativa entre combinação de cruzamento X geração. Embora a análise estatística não tenha discriminado claramente as combinações genotípicas, uma tendência foi evidenciada nos dados de viabilidade do pólen e índice meiótico, sendo que os cruzamentos envolvendo a cultivar CD104 apresentaram repetidamente médias mais elevadas. Por outro lado, as combinações incluindo a cultivar BRS120 apareceram com as médias mais baixas. A resposta à raça SPJ-RS de Puccinia triticina foi avaliada ao longo das gerações. Oito combinações genotípicas exibiram resistência à ferrugem da folha em todas as gerações. Estes resultados confirmam que Ae. tauschii pode ser usado como fonte de recursos genéticos para aumentar a resistência à ferrugem da folha em cultivares comerciais, usando linhas hexaplóides sintéticas como ponte. O tamanho do grão de pólen foi avaliado nos níveis diplóide (2n=2X=14, Ae. tauschii = T. tauschii, um acesso), tetraplóide (2n=4X=28, T. durum, quatro cultivares) e hexaplóide (2n=6X=42, T. aestivum, quatro cultivares brasileiras e quatro formas sintéticas). Grãos de pólen com o menor diâmetro (39,14 μm) foram encontrados na espécie diplóide Ae. tauschii. Os grãos maiores (55,82 a 59,87 μm) foram observados nas cultivares e sintéticos hexaplóides. Valores intermediários foram apresentados pelas cultivares tetraplóides de T. durum (46,57 a 47,64 μm). Além da associação entre tamanho de pólen e nível de ploidia, foi verificado em todos os genótipos que o diâmetro dos grãos de pólen viáveis foi significativamente maior do que aquele observado para os grãos inviáveis. A detecção de diferenças significativas no diâmetro dos grãos de pólen permitiria o uso de citômetro de fluxo para obter uma estimativa rápida tanto do nível de ploidia como da viabilidade do pólen em Triticum. / One well-recognized means to increase the wheat gene pool is to introduce genes from wild relatives. Aegilops tauschii Coss. posses many agronomically identified desirable characteristics not readily found in wheat (Triticum aestivum L. em Thell), such as resistance to pathogens. Aiming to improve the resistance of cultivated wheat to leaf rust, four synthetic hexaploids (PF844005, PF964001, PF964004 and PF964009), developed from T. durum L. (AABB) and Ae. tauschii (DD), were crossed with four Brazilian commercial wheat cultivars (AABBDD - BRSAngico, RS120, BRS209 and CD104). Cytogenetical analyses were performed aiming to evaluate the meiotic stability of the synthetic hexaploids, cultivars and their F1, F2 and BC1F1 progenies. Meiotic indices varied from 85.1 to 94.1, indicating a relatively high cytological stability of the cultivars. Three synthetic forms presented meiotic indices that varied from 78.2 to 80.6, indicating a quite regular meiotic behavior. The fourth synthetic form presented a statistically lower meiotic index (40.4). Meiosis was studied in some plants, showing that univalents and laggards were the causes of micronuclei formation. The frequency of viable pollen grains varied from 90.4 to 94.0% for T. aestivum cultivars and from 79.9 to 92.0% for synthetic forms. As well as for meiotic index, the comparison between general means showed that the frequencies of viable pollen grains are statistically higher in cultivars than in synthetic forms. The effect of cross combinations as well as generations on the meiotic index and pollen viability was highly significant. However, in pollen viability, statistical analysis showed that interaction between cross combinations and generations, as well as their simple effects were significant. Although the statistical analysis had not clearly discriminated the genotype combinations, there was a clear tendency in pollen viability and meiotic index data, with crosses involving CD104 cultivar showing up repeatedly with higher means. On the other hand, combinations including BRS120 cultivar appeared with the lowest means. The responses to the Puccinia triticina SPJ-RS race were evaluated over generations. Eight genotype combinations exhibited leaf rust resistance in all generations. These results confirm that Ae. tauschii can be used as a good genetic source for improving leaf rust resistance in commercial cultivars, using synthetic hexaploid lines as a bridge. Pollen grain size was evaluated in diploid (2n=2X=14, Aegilops tauschii = T. tauschii, one accession), tetraploid (2n=4X=28, T. durum, four commercial cultivars), and hexaploid (2n=6X=42, T. aestivum, four Brazilian cultivars, and four synthetic forms) levels. The pollen grains with the smallest diameter (39.14 μm) were found in Ae. tauschii, the diploid species. The largest pollen grains (55.82 to 59.87 μm) were observed in the hexaploids T. aestivum and synthetic forms. Intermediate values were presented by tetraploid cultivars of T. durum (46.57 to 47.64 μm). In addition to an association between pollen size and ploidy level, it was found that the mean diameter of viable grains was significantly larger than that of inviable grains for all the genotypes studied. The significant differences detected in pollen diameter could allow the use of particle counters to obtain a rapid estimation of ploidy level as well as pollen viability in Triticum.

Uma estratégia bem reconhecida para aumentar o pool gênico do trigo consiste na introdução de genes de espécies selvagens afins. Aegilops tauschii Coss. possui muitas características agronomicamente desejáveis, não facilmente encontradas em trigo (Triticum aestivum L. em Thell), tal como a resistência a patógenos. Com o objetivo de aumentar a resistência do trigo cultivado à ferrugem da folha, quatro hexaplóides sintéticos (PF844005, PF964001, PF964004 e PF964009), desenvolvidos a partir do cruzamento de T. durum L. (AABB) X Ae. tauschii (DD), foram cruzados com quatro cultivares brasileiras de trigo (AABBDD - BRSAngico, RS120, BRS209 e CD104). Foram realizadas análises citogenéticas visando avaliar a estabilidade meiótica dos hexaplóides sintéticos, cultivares e suas progênies F1, F2 e RC1F1. Nas cultivares, os índices meióticos variaram de 85,1 a 94,1 indicando uma estabilidade citológica relativamente alta. Três formas sintéticas apresentaram índices meióticos variando de 78,2 a 80,6, o que indica um comportamento meiótico razoavelmente regular. A quarta forma sintética apresentou um índice meiótico estatisticamente mais baixo (40,4). A meiose foi estudada em algumas plantas, mostrando que univalentes e retardatários são as causas da formação de micronúcleos. A freqüência de grãos de pólen viáveis variou de 90,4 a 94,0% para as cultivares, enquanto as formas sintéticas exibiram viabilidade polínica variando de 79,9 a 92,0%. Assim como para o índice meiótico, a comparação das médias gerais mostrou que as freqüências de grãos de pólen viáveis das cultivares são estatisticamente superiores às das formas sintéticas. O efeito da combinação de cruzamento bem como das gerações no índice meiótico e na viabilidade do pólen foi estatisticamente significante. Entretanto, na viabilidade do pólen, houve uma interação significativa entre combinação de cruzamento X geração. Embora a análise estatística não tenha discriminado claramente as combinações genotípicas, uma tendência foi evidenciada nos dados de viabilidade do pólen e índice meiótico, sendo que os cruzamentos envolvendo a cultivar CD104 apresentaram repetidamente médias mais elevadas. Por outro lado, as combinações incluindo a cultivar BRS120 apareceram com as médias mais baixas. A resposta à raça SPJ-RS de Puccinia triticina foi avaliada ao longo das gerações. Oito combinações genotípicas exibiram resistência à ferrugem da folha em todas as gerações. Estes resultados confirmam que Ae. tauschii pode ser usado como fonte de recursos genéticos para aumentar a resistência à ferrugem da folha em cultivares comerciais, usando linhas hexaplóides sintéticas como ponte. O tamanho do grão de pólen foi avaliado nos níveis diplóide (2n=2X=14, Ae. tauschii = T. tauschii, um acesso), tetraplóide (2n=4X=28, T. durum, quatro cultivares) e hexaplóide (2n=6X=42, T. aestivum, quatro cultivares brasileiras e quatro formas sintéticas). Grãos de pólen com o menor diâmetro (39,14 μm) foram encontrados na espécie diplóide Ae. tauschii. Os grãos maiores (55,82 a 59,87 μm) foram observados nas cultivares e sintéticos hexaplóides. Valores intermediários foram apresentados pelas cultivares tetraplóides de T. durum (46,57 a 47,64 μm). Além da associação entre tamanho de pólen e nível de ploidia, foi verificado em todos os genótipos que o diâmetro dos grãos de pólen viáveis foi significativamente maior do que aquele observado para os grãos inviáveis. A detecção de diferenças significativas no diâmetro dos grãos de pólen permitiria o uso de citômetro de fluxo para obter uma estimativa rápida tanto do nível de ploidia como da viabilidade do pólen em Triticum. / One well-recognized means to increase the wheat gene pool is to introduce genes from wild relatives. Aegilops tauschii Coss. posses many agronomically identified desirable characteristics not readily found in wheat (Triticum aestivum L. em Thell), such as resistance to pathogens. Aiming to improve the resistance of cultivated wheat to leaf rust, four synthetic hexaploids (PF844005, PF964001, PF964004 and PF964009), developed from T. durum L. (AABB) and Ae. tauschii (DD), were crossed with four Brazilian commercial wheat cultivars (AABBDD - BRSAngico, RS120, BRS209 and CD104). Cytogenetical analyses were performed aiming to evaluate the meiotic stability of the synthetic hexaploids, cultivars and their F1, F2 and BC1F1 progenies. Meiotic indices varied from 85.1 to 94.1, indicating a relatively high cytological stability of the cultivars. Three synthetic forms presented meiotic indices that varied from 78.2 to 80.6, indicating a quite regular meiotic behavior. The fourth synthetic form presented a statistically lower meiotic index (40.4). Meiosis was studied in some plants, showing that univalents and laggards were the causes of micronuclei formation. The frequency of viable pollen grains varied from 90.4 to 94.0% for T. aestivum cultivars and from 79.9 to 92.0% for synthetic forms. As well as for meiotic index, the comparison between general means showed that the frequencies of viable pollen grains are statistically higher in cultivars than in synthetic forms. The effect of cross combinations as well as generations on the meiotic index and pollen viability was highly significant. However, in pollen viability, statistical analysis showed that interaction between cross combinations and generations, as well as their simple effects were significant. Although the statistical analysis had not clearly discriminated the genotype combinations, there was a clear tendency in pollen viability and meiotic index data, with crosses involving CD104 cultivar showing up repeatedly with higher means. On the other hand, combinations including BRS120 cultivar appeared with the lowest means. The responses to the Puccinia triticina SPJ-RS race were evaluated over generations. Eight genotype combinations exhibited leaf rust resistance in all generations. These results confirm that Ae. tauschii can be used as a good genetic source for improving leaf rust resistance in commercial cultivars, using synthetic hexaploid lines as a bridge. Pollen grain size was evaluated in diploid (2n=2X=14, Aegilops tauschii = T. tauschii, one accession), tetraploid (2n=4X=28, T. durum, four commercial cultivars), and hexaploid (2n=6X=42, T. aestivum, four Brazilian cultivars, and four synthetic forms) levels. The pollen grains with the smallest diameter (39.14 μm) were found in Ae. tauschii, the diploid species. The largest pollen grains (55.82 to 59.87 μm) were observed in the hexaploids T. aestivum and synthetic forms. Intermediate values were presented by tetraploid cultivars of T. durum (46.57 to 47.64 μm). In addition to an association between pollen size and ploidy level, it was found that the mean diameter of viable grains was significantly larger than that of inviable grains for all the genotypes studied. The significant differences detected in pollen diameter could allow the use of particle counters to obtain a rapid estimation of ploidy level as well as pollen viability in Triticum.

Epidemias tropicais e temperadas possuem estrutura e comportamento distintos. Apesar disso, a epidemiologia tropical foi sempre tratada como uma extensão da temperada. Doenças típicas de climas temperados têm o aumento do número de lesões como principal característica do progresso de epidemias. Já as doenças de climas tropicais apresentam o crescimento das lesões, além do aumento do número de lesões, para promover o desenvolvimento da doença. O objetivo deste trabalho foi o de comparar os patossistemas Bipolaris sorokiniana - trigo e Puccinia recôndita - trigo, utilizados como modelos de epidemia tropical e temperada, respectivamente, em uma cultura típica de clima temperado. Para ambos os patossistemas foram realizados experimentos em condições controladas de ambiente com o cultivar de trigo IAC- 24 e em condições de campo, com os cultivares de trigo IAC-24 e BR-34, nos anos de 1994 e 1995, além de estudos de simulação, através de um programa computadorizado de progresso de doenças, com e sem expansão de lesões. Foram avaliados os parâmetros monocíclicos (frequência de infecção, período de incubação ou latência e severidade) das duas doenças, em câmaras de crescimento. Num primeiro experimento, foram testadas as temperaturas de 16, 21 e 26°C. A temperatura de 26°C mostrou-se como a mais favorável para a helmintosporiose, enquanto que para a ferrugem foi a de 16°C. Sob temperatura favorável, ambas as doenças apresentaram maior frequência de infecção, menor período de incubação ou latência e maior severidade. Observou- se ainda que a severidade de ferrugem é função do número de pústulas por cm2 de folha, enquanto que a de helmintosporiose, do tamanho de suas lesões, uma vez que esta sempre apresentou menor número de lesões que a ferrugem, e maiores valores de severidade. Foi feito um segundo experimento em condições controladas de ambiente, no qual foi estudado o efeito da temperatura e do período de molhamento nos parâmetros monocíclicos da helmintosporiose. Houve efeito significativo tanto do aumento da temperatura, quanto do aumento da umidade, sobre a frequência de infecção, o período de incubação e a severidade. Em condições de campo, nos dois anos estudados, a ferrugem apresentou maior número de lesões por área de tecido foliar do que a helmintosporiose. Quanto à severidade, constatou-se efeito da interação patógeno-cultivar. Em função do crescimento de suas lesões, B. sorokiniana apresentou maior severidade no cultivar IAC-24. O cultivar BR-34, por sua vez, teve severidade de ferrugem maior que de he1mintosporiose, devido ao alto número de pústulas de P. recôndita por cm2. Nos estudos de simulação, assim como nos estudos monocíclicos e policíclicos, verifica-se que para a ferrugem, o aparecimento de novas lesões é responsável por 100% da severidade final da doença, enquanto que para a helmintosporiose, a expansão de lesões contribui com 87% da quantidade de doença. / not available

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Weeds and fungal diseases interfere negatively in wheat development, yield and grain quality, and chemical control method is the most widespread among producers. In order to evaluate the contribution of the adjuvant Orobor in the performance of metsulfuron methyl herbicides (Ally 600 WG), iodosulfuoron methyl (Hussar WG) and 2,4-D (amino SL) (Experiment I) and fungicides epoxiconazol (Opus 125 SC ), pyraclostrobin (Comet EC 250) and Opera SE (50 g L-1 epoxiconazol + 133 g L-1 pyraclostrobin) (Experiment II) in wheat two field experiments were conducted in the 2012 crop season. In Experiment I (Santa Maria, RS), the experimental design used was a randomized block in factorial arrangement (3 x 5) + 1, with four replications. Factor A was composed of the herbicide metsulfuron methyl (Ally - 6.6 g ha-1 plus Assist 0.1% v/v in the absence of Orobor) iodosulfuoron methyl (Hussar - 70 g ha-1 plus Hoefix 0.3% v/v in the absence of Orobor) and 2,4-D amine (amino - 0.75 L ha-1) and factor B was composed of Orobor doses (0, 50, 100, 150 and 200 mL ha -1). Additional treatment was represented by control. The results indicate that the application of Orobor (50, 100, 150, 200 mL ha-1) in combination with metsulfuron methyl (6.6 g ha-1) methyl iodosulfuoron (70 ha-1) and 2,4-D (0.75 L ha-1) applied in post-emergence of wheat, exhibit different behavior regarding the control of Stachys arvensis (auricula) and on other variables related to the production system. Only iodosulfuoron methyl (70 ha-1) increased in the control of this weed when associated with Orobor (100 and 150 mL ha-1). It also demonstrated that the better performance of iodosulfuoron methyl resulted in no benefits for wheat (test weight and grain yield). Hence the need to expand research for this adjuvant (Orobor) with herbicides. In Experiment II (Itaara, RS) the experimental design was also a randomized block in factorial arrangement (3 x 5) + 1, with four replications. Factor A was fungicides epoxiconazol (Opus 125 SC - 0.75 L ha-1), pyraclostrobin (Comet EC - 0.80 L ha-1) and the mixture of epoxiconazol (50 g L-1) + pyraclostrobin (133 g L-1) (Opera SE - 1.0 L ha-1) and factor B was adjuvants Assist (500 mL ha-1) and Orobor (0, 50, 100 and 150 mL ha-1). Additional treatment was also represented by control. The results demostrated that the fungicidal mixture or epoxiconazole epoxiconazole with pyraclostrobin better control leaf spots, regardless of the adjuvant being Assist (500 mL ha-1) or Orobor (50 to 100 mL ha-1) for the mixture of epoxiconazole and pyraclostrobin . Adding Orobor at doses above 100 mL ha-1 for the mixture of epoxiconazol with pyraclostrobin did not increase the control of leaf spots. The addition of 50 mL ha-1 in solution containing Orobor in the mixture containing epoxiconazol or the pyraclostrobin-epoxiconazol mixture reduces giberelados grain and increases wheat grain yield. In the applied doses, epoxiconazol, pyraclostrobin and the mixture of pyraclostrobin with epoxiconazol did not negatively affect test weight (PH), grain weight (PMG) and wheat yield. Additional studies with Orobor (50 and 100 mL ha-1) added to the sprays containing herbicides and fungicides are needed to confirm these results. / As plantas daninhas e as doenças fúngicas interferem negativamente no desenvolvimento do trigo, produtividade e qualidade dos grãos; e o controle químico é o método mais difundido entre os produtores. Com o objetivo de avaliar a contribuição do adjuvante Orobor na performance dos herbicidas metsulfuron metil (Ally 600 WG), iodosulfuoron metil (Hussar WG) e 2,4-D (Aminol SL) (Experimento I) e dos fungicidas epoxiconazol (Opus SC 125), piraclostrobina (Comet EC 250) e Opera SE (50 g L-1 epoxiconazol + 133 g L-1 piraclostrobina) (Experimento II) no trigo foram conduzidos dois experimentos em campo na safra agrícola de 2012. No Experimento I (Santa Maria, RS), o delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso, em arranjo bifatorial (3 x 5) + 1, com quatro repetições. O fator A foi composto pelos herbicidas metsulfuron metil (Ally - 6,6 g ha-1 acrescido de Assist a 0,1 % v/v na ausência de Orobor), iodosulfuoron metil (Hussar - 70 g ha-1 acrescido de Hoefix a 0,3% v/v na ausência de Orobor) e 2,4-D amina (Aminol - 0,75 L ha-1); e o fator B por doses de Orobor (0, 50, 100, 150 e 200 mL ha-1). O tratamento adicional foi representado pela testemunha. Os resultados indicam que a aplicação de Orobor (50, 100, 150, 200 mL ha-1) em associação com metsulfuron metil (6,6 g ha-1), iodosulfuoron metil (70 ha-1) e 2,4-D (0,75 L ha-1) aplicados na pós-emergência do trigo, apresentam comportamento distinto em relação ao controle de Stachys arvensis (orelha-de-urso) e sobre outras variáveis relacionadas ao sistema produtivo. Apenas para iodosulfuoron metil (70 ha-1) houve aumento no controle desta planta daninha quando da associação com Orobor (100 e 150 mL ha-1). Evidenciou-se também que a melhoria do desempenho de iodosulfuoron metil não resultou em benéficos para o trigo (peso do hectolitro e produtividade de grãos). Daí a necessidade de se ampliar as pesquisas para este adjuvante (Orobor) com herbicidas. No Experimento II (Itaara, RS) o delineamento experimental também de foi blocos ao acaso, em arranjo bifatorial (3 x 5) + 1, com quatro repetições. O fator A representou os fungicidas epoxiconazol (Opus 125 SC - 0,75 L ha-1), piraclostrobina (Comet CE - 0,80 L ha-1) e a mistura de epoxiconazol (50 g L-1) + piraclostrobina (133 g L-1) (Opera SE - 1,0 L ha-1) e o fator B os adjuvantes Assist (500 mL ha-1) e Orobor (0, 50, 100 e 150 mL ha-1). O tratamento adicional também foi representado pela testemunha. Os resultados mostraram que os fungicidas epoxiconazol ou a mistura de epoxiconazol com piraclostrobina controlam melhor as manchas foliares, independentemente do adjuvante ser Assist (500 mL ha-1) ou Orobor (50 a 100 mL ha-1) para a mistura de epoxiconazol com piraclostrobina. A adição de Orobor em doses acima de 100 mL ha-1 para a mistura de epoxiconazol com piraclostrobina não promoveu aumento do controle das manchas foliares. A adição de 50 mL ha-1 de Orobor na calda contendo epoxiconazol ou a mistura de epoxiconazol com piraclostrobina reduz os grãos giberelados e aumenta a produtividade de grãos do trigo. Nas doses aplicadas, epoxiconazol, piraclostrobina e mistura de epoxiconazol com piraclostrobina não afetam negativamente o peso do hectolitro (PH), peso de mil grãos (PMG) e a produtividade do trigo. Estudos adicionais com Orobor (50 e 100 mL ha-1) adicionado às caldas contendo herbicidas e fungicidas são necessários para confirmar estes resultados.

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:44:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGPV13MA124.pdf: 862800 bytes, checksum: 52145904b06c7b90decb7d1ef575d2ff (MD5) Previous issue date: 2013-04-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The fungicide application on the control of wheat foliar diseases increase the cost production and contribute to contaminate the environment, if unnecessary sprays would be made. The aim of this work was to analyse the available criteria to the technical assistance concerning to the decisive making about the moment of the fungicide application. The experiments were carried out at field, in the 2011 and 2012 growing seasons in Lages, Santa Catarina State, with the Mirante cultivar wheat. Were tested the following criteria: 1) witness (without fungicide spraying); 2) 1% of incidence of plants; 3) 10% of incidence of plants; 4) 5% of foliar severity; 5) main stem with from five to six tillers; 6) first visible node; 7) third visible node; 8) Economic Damage Threshold (EDT). The reapplications were made based on the period of fungicide mixture protection of azoxystrobin + cyproconazol (60g + 24g a.i. ha-1) + propiconazol (125g a.i. ha-1). The experimental unities were composed by 1.5 x 5 m plots arranged in a randomized blocks design with four replications. The applications were made with a coastal sprayer with pressure generated by CO2 gas delivering 200 L ha-1. In the economic analysis was taken in account the cost of applications, the number of applications, the price of wheat, the disease intensity (area under the disease progress curve AUDPC), control effectiveness based on the intensity disease and components of yield (productivity, mass of one thousand grains and weight of the hectoliter). The data were submitted to ANOVA with means compared by the Tukey`s test. In the two growing seasons, leaf rust, yellow spot and powdery mildew were the predominant diseases. The AUDPC values showed that the criteria 1% and 10% of incidence of plants and from five to six tillers presented lower intensities of disease, with higher control and higher yields, however, they received from three to four applications. The EDT criteria received two to three applications and obtained intermediate values, as well as, the criteria of first visible node that presented intermediate values for the means of incidence and severity and also for the productivity. The criteria of third visible node and 5% of foliar severity began the chemical control later, receiving from one to two applications and showed higher means of incidence and severity, lower control, as well as, a lower productivity of grains / A aplicação de fungicidas no controle de doenças foliares do trigo aumenta o custo de produção e pode contribuir para contaminar o meio ambiente caso sejam feitas aplicações desnecessárias. O objetivo deste trabalho foi analisar os critérios disponíveis para a assistência técnica sobre a tomada de decisão para o momento da aplicação de fungicida. Os experimentos foram conduzidos no campo nas safras agrícolas de 2011 e 2012, em Lages, Santa Catarina, com a cultivar de trigo Mirante. Foram testados os seguintes critérios: 1) Testemunha (sem aplicação de fungicida); 2) 1% de incidência de plantas; 3) 10% de incidência de plantas; 4) 5% de severidade foliar; 5) Colmo principal com cinco a seis afilhos; 6) Primeiro nó visível; 7) Terceiro nó visível; e 8) Limiar de Dano Econômico (LDE). As reaplicações foram feitas com base no período de proteção da mistura dos fungicidas azoxistrobina + ciproconazole (60g + 24g de i.a. ha-1) + propiconazole (125g de i.a. ha-1). As unidades experimentais constaram de parcelas de 1,5 x 5 m arranjadas em delineamento de blocos ao acaso com quatro repetições. As aplicações foram feitas com pulverizador costal com pressão gerada por gás CO2 para equivaler uma vazão de 200 L ha-1. Na análise econômica considerou-se o custo das aplicações, o número de aplicações, o preço do trigo, a intensidade de doenças (área abaixo da curva de progresso de doença - AACPD), a eficácia de controle com base na intensidade de doença e os componentes de rendimento (produtividade, massa de mil grãos e peso do hectolitro). Os dados foram submetidos à ANOVA e as médias comparadas pelo teste de Tukey. Nas duas safras as doenças predominantes foram ferrugem da folha, mancha amarela e oídio. Os valores da AACPD demonstraram que os critérios 1% e 10% de incidência em planta e cinco a seis afilhos apresentaram menores intensidades de doença, com maior controle e maiores produtividades, porém receberam de três a quatro aplicações. Os critérios do primeiro nó visível e LDE receberam de duas a três aplicações e apresentaram valores intermediários para incidência, 8 severidade e produtividade. Os critérios do terceiro nó visível e 5% de severidade foliar iniciaram o controle químico mais tardiamente, recebendo de uma a duas aplicações e demonstraram maiores médias de incidência e severidade, menor controle, bem como menor produtividade de grãos