No presente trabalho, a metodologia NBS-profiling foi utilizada para o desenvolvimento de marcadores RGA (Resistance Genes Analogs) em duas populações de Phaseolus vulgaris, sendo uma derivada do cruzamento entre Bat 93 e Jalo EEP558 (BJ) e a outra derivada do cruzamento entre Carioca e Flor de Mayo (CFM). Uma vez identificados, foram mapeados 32 marcadores RGA na população BJ e 40 na população CFM. Nove dos marcadores alocados no mapa de ligação da população BJ se localizaram em proximidade a clusters de resistência, já identificados por outros pesquisadores. Foi realizado o sequenciamento de 32 dos RGA detectados, sendo 16 da cada população. Cinco sequências oriundas da população BJ e três sequências da população CFM apresentaram similaridade com proteínas de resistência identificadas em P. vulgaris, Glycine max e Medicago truncaluta. O mapa de ligação aqui gerado para a população CFM foi utilizado para o posicionamento de QTL (Quantitative Trait Loci) de resistência à mancha-angular (Pseudocercospora griseola (Sacc.) Crous & Braun) e ao oídio (Erysiphe polygoni DC.). Um total de 12 QTL foi mapeado, cinco associados à resposta à mancha angular e sete à resposta ao oídio. / In the presenty study, the NBS-profiling method was used for the development of RGA (Resistance Gene Analogs) markers in two populations of Phaseolus vulgaris, one derived from a cross between \'Bat 93\' and \'Jalo EEP558\' (BJ) and the other derived from a cross between \'Carioca\' and \'Flor de Mayo (CFM). After their identification, 32 RGA markers were mapped on the BJ population and 40 on the CFM population. Nine of the markers assigned to the linkage map of the BJ population were located in the proximity to clusters of resistance already identified by other researchers. We carried out the sequencing of 32 out of the RGA detected, being 16 from each population. Five sequences derived from the BJ population and three sequences from the CFM population showed similarity to resistance proteins identified in P. vulgaris, Glycine max and Medicago truncaluta. The linkage map here generated for the CFM population was used for the positioning of QTL (Quantitative Trait Loci) for resistance to angular leaf spot (Pseudocercospora griseola (Sacc.) Crous & Braun) and powdery mildew (Erysiphe polygoni DC.). Twelve QTL were mapped, five associated to the response to the angular leaf spot and seven to the powdery mildew.

Na indução de resistência a planta possui mecanismos de defesa físicos e químicos para impedir a entrada e o desenvolvimento de patógenos e parasitas, incluindo fungos, bactérias, vírus, nematóides e até insetos. Estes mecanismos são ativados por infecções prévias ou pelo tratamento com agentes indutores (eliciadores) bióticos ou abióticos. Entre os agentes indutores bióticos, destaca-se a S. cerevisiae, que além da importância biotecnológica, tem demonstrado em estudos prévios potencial para o controle de doenças em várias plantas de importância econômica. Produtos à base de S. cerevisiae, como por exemplo o Agro-Mos® (carboidratos da parede celular da levedura) estão disponíveis no mercado, mas não como indutores de resistência. Já o indutor químico registrado como Bion® vem sendo comercializado e utilizado na indução de resistência em diversas espécies de plantas contra vários patógenos. Os objetivos deste trabalho foram purificar parcialmente frações de S. cerevisiae indutoras de resistência em pepineiro contra antracnose, causada por Colletotrichum lagenarium, e avaliar o efeito do extrato bruto autoclavado de S. cerevisiae, Agro-Mos® e Bion® na indução de resistência contra o inseto T. absoluta em tomateiro, o nematóide M. incognita em pepineiro, como também, verificar o efeito destes agentes na interação simbiótica entre soja e B. elkanii. Os resultados mostraram que o extrato bruto aquoso de S. cerevisiae autoclavado por 4 h foi o mais efetivo na redução da antracnose. Dessa maneira, o mesmo foi submetido à precipitação etanólica e o sobrenadante da precipitação foi fracionado utilizando-se Cromatografia de Troca Aniônica - CTA. Obtiveram-se quatro picos, sendo que os picos I (frações não ligada à resina DEAE-celulose) e II (frações ligadas à resina DEAE-celulose) foram os mais efetivos na proteção de plântulas de pepineiro reduzindo a severidade de antracnose em 80% e 72%, respectivamente. A aplicação foliar do extrato bruto aquoso de S. cerevisiae, Agro-Mos® e Bion® não afetou o desenvolvimento do inseto em tomateiro, como também, não interferiu significativamente na multiplicação do nematóide em raízes de pepineiro. Na interação simbiótica da soja com B. elkanii, os agentes testados não afetaram a nodulação por B. elkanii em raízes e o desenvolvimento vegetativo das plantas. Porém, a aplicação foliar do extrato bruto autoclavado de S. cerevisiae aumentou a quantidade de nitrogênio total da parte aérea das plantas. Finalmente, conclui-se que frações de S. cerevisiae induziram resistência em pepineiro contra C. lagenarium. Por sua vez, os agentes testados são foram eficientes no controle do inseto herbívoro e do nematóide e não demonstraram efeito negativo na interação soja - rizóbio. / In the resistance induction, the plant has physical and chemical defense mechanisms to avoid the entrance and the development of pathogens and parasites, including fungi, bacteria, virus, nematodes and even insects. These mechanisms are activated by previous infections or by the treatment with biotic and abiotic inducer agents. Among the biotic agents there is S. cerevisiae, that besides the biotechnological importance, was shown in previous studies to control diseases in several plants of economical importance. Products made of S. cerevisiae, as for exemple, the Agro-Mos® (formulated with carbohydrates from the cellular wall of the yeast) are available in the market, but not resistance inducers. The chemical inducer known as Bion® is already marketed and used to induced resistance in several plant species against several pathogens. The objectives of this work were to partially purify fractions of S. cerevisiae able to induce resistance in cucumber against anthracnose, caused by Colletotrichum lagenarium, and also evaluate the effect of the autoclaved crude aqueous extract from S. cerevisiae, Agro-Mos® and Bion® in the resistance induction against the insect T. absoluta in tomato plants, the nematode M. incognita in cucumber plants, as well as to verify the effect of the agents in the symbiotic interaction envolving soybean and B. elkanii. The results showed that the crude aqueous extract of S. cerevisiae autoclaved for 4 h was the most effective out in the reduction of cucumber anthracnose. Thus, the same extract was submitted to ethanolic precipitation and the obtained supernatant was fractioned by using Anion Exchange Chromatography - AEC. For peaks were obtained and peak I (non-adsorbed fraction to DEAE-Cellulose) and II (fraction adsorbed to DEAE-Cellulose) were the most effective out in the protection of the cucumber seedling by reducing anthracnose severity in 81% and 72% ,respectively. The application of the autoclaved extract of S. cerevisiae, Agro-Mos® and Bion® did not affect the development of the insect in tomato plants as well as did not interfere significantly in the multiplication of the nematode in cucumber roots. In the symbiotic interaction of soybean and B. elkanii, the tested agents did not affect the formation of nodules in soybean roots and the vegetative development of the plants. However, the foliar application of the autoclaved crude extract of S. cerevisiae significantly increased the amount of total nitrogen in the aerial part of the plants. Finally, it is concluded that the fractions (peaks I and II) of S. cerevisiae induced resistance of the cucumber plants. However the tested agents were not efficient in the control of the herbivore insect and the nematode and did not exhibit negative effects in the symbiotic interaction soybean and rhizobium.

A pinta preta dos citros tem como agente causal o fungo G. citricarpa. A doença causa depreciação estética dos frutos e praticamente inviabiliza a exportação de laranja in natura principalmente para a União Européia, por ser considerada uma doença quarentenária. Frutos colhidos contendo infecções quiescentes, embora sem sintomas, podem desenvolvê-los durante o processo de exportação. A utilização de fungicidas é o principal método de controle utilizado em pré e pós-colheita. No entanto, o custo do controle químico é significativamente alto e já foi relatado o surgimento de isolados resistentes. A levedura S. cerevisiae é capaz de inibir o desenvolvimento in vitro de G. citricarpa e o antagonismo se deve a produção de compostos orgânicos voláteis de ação fungistática. Em virtude da procura por novos métodos de controle menos danosos à saúde humana e meio ambiente, dos prejuízos causados pela doença e do potencial dos compostos voláteis no controle da doença na pós-colheita, o trabalho visou identificar os compostos voláteis produzidos pela levedura e elucidar os mecanismos envolvidos na inibição do fitopatógeno. Esse conhecimento é fundamental para o desenvolvimento de técnicas inovativas de controle. A produção de compostos voláteis antimicrobianos por S. cerevisiae foi dependente do substrato utilizado para o seu cultivo, sendo a glicose, sacarose e maltose fontes de carbono favoráveis. Foi verificado através da análise em SPME-GC-MS que a levedura produziu em meio BDA, principalmente compostos pertencentes ao grupo dos álcoois, constituindo 95% da composição total, além de ésteres em menor proporção. A mistura artificial de voláteis mimetizou os efeitos dos voláteis produzidos pela levedura, sendo os valores de MIC50 e MIC100 de 0,48 µL mL-1 e 2,84 µL mL-1, respectivamente. A exposição do fitopatógeno aos compostos voláteis reduziu a síntese de proteínas e inibiu a atividade de enzimas associadas à morfogênese (quitinase, b-1,3-glucanase, lacase e tirosinase). Os compostos voláteis desencadearam o processo de estresse oxidativo no fungo, fato observado através da elevação da atividade de enzimas (superóxido dismutase e catalase) associadas a mecanismos de detoxificação de espécies ativas de oxigênio. A análise das proteínas diferencialmente expressas de G. citricarpa, através de eletroforese bidimensional, indicou que os compostos voláteis alteraram a expressão de 40 proteínas, sendo 29 inibidas e 11 superexpressas. A mistura artificial de voláteis também foi ativa contra fungos de diversos grupos taxonômicos, no entanto, não apresentou atividade sobre as bactérias testadas. Os compostos 3-metil-1-butanol e 2- metil-1-butanol foram os mais ativos quando utilizados isoladamente contra Colletotrichum gloesporioides, Penicillium digitatum, Sclerotinia sclerotiorum e Fusarium oxysporum. Sementes de feijão fumigadas com a mistura artificial de voláteis exibiram redução na incidência de S. sclerotiorum. A mistura também exibiu efeito nematicida sobre Meloidogyne javanica. Portanto, os resultados demonstram que os voláteis identificados em S. cerevisiae afetam a síntese de proteínas e a atividade de enzimas associadas ao crescimento vegetativo de G. citricarpa. Finalmente, fumigação utilizando compostos voláteis apresenta potencial no controle de G. citricarpa em pós-colheita, bem como de outros organismos de importância agronômica. O trabalho também contribuiu com novos elementos sobre o papel dos voláteis na interação entre microrganismos na natureza. / The citrus black spot has as causal agent the fungus G. citricarpa. The disease causes aesthetic depreciation of fruits and practically makes them unviable for exportation mainly to European Union where the disease is considered a quarantine pest. Harvested fruits can have quiescent infections although without symptoms and can develop them during the exportation process. The use of fungicides is the main chemical control method used in pre and post-harvest, however the cost is significantly high and it was already described the development of fungicide resistant strains. The yeast S. cerevisiae is able to inhibit the in vitro G. citricarpa growth, and the antagonism is due to production of volatile organic compounds (VOCs) of fungistatic effect. Because of the search for new control methods less harmful for human health and environment, the losses caused by the disease and the potential of the VOCs in the control of the pathogen in the post-harvest, the aim of this work was to identify the VOCs produced by the yeast and to elucidate the mechanisms involved in the inhibition of the fungus. This knowledge is essential for the development of innovative control techniques. The results showed that the production of antimicrobial VOCs by S. cerevisiae was dependent on the substrate used, being glucose, sucrose and maltose favorable carbon sources. It was verified through analysis in SPME-GC-MS that the yeast, grown on PDA medium, produced mainly compounds belonging to the group of alcohols (95% of the total composition), besides esters in smaller proportion. An artificial volatile mixture reproduced the effects of the VOCs produced by the yeast, being the values of MIC50 and MIC100 of 0.48 µL mL-1 and 2.84 µL mL-1, respectively. The phytopathogen exposition to the VOCs reduced protein synthesis and inhibited the activity of morphogenesis associated enzymes like chitinase, b-1,3-glucanase, laccase and tyrosinase. The VOCs initiated the oxidative stress process, which was observed through the increase in the activity of superoxide dismutase and catalase, enzymes associated to the detoxification of active oxygen species. The analysis of the differentially expressed proteins of G. citricarpa, through two-dimensional gel electrophoresis, indicated that the VOCs modified the expression of 40 proteins, being 29 down regulated and 11 up regulated. The artificial mixture of VOCs was also active against fungi of several taxonomic groups, however, there were no activity against bacteria. The compounds 3-methyl-1-butanol and 2-methyl-1-butanol were the most active when tested alone against Colletotrichum gloesporioides, Penicillium digitatum, Sclerotinia sclerotiorum and Fusarium oxysporum. Bean seeds fumigated with the artificial mixture of VOCs showed reduction in S. sclerotiorum incidence. In addition, the VOCs exhibited nematicidal effect against Meloidogyne javanica. The results demonstrate that the VOCs produced by S. cerevisiae affect protein synthesis and the activity of enzymes associated to the vegetative growth in G. citricarpa. Thus, the fumigation using VOCs presents potential in the control of citrus black spot disease in post-harvest as well as of other organisms of agronomic importance. The present workalso contributed with new information regarding the role of the VOCs in the interactions among microorganisms in nature.

No presente trabalho, a metodologia NBS-profiling foi utilizada para o desenvolvimento de marcadores RGA (Resistance Genes Analogs) em duas populações de Phaseolus vulgaris, sendo uma derivada do cruzamento entre Bat 93 e Jalo EEP558 (BJ) e a outra derivada do cruzamento entre Carioca e Flor de Mayo (CFM). Uma vez identificados, foram mapeados 32 marcadores RGA na população BJ e 40 na população CFM. Nove dos marcadores alocados no mapa de ligação da população BJ se localizaram em proximidade a clusters de resistência, já identificados por outros pesquisadores. Foi realizado o sequenciamento de 32 dos RGA detectados, sendo 16 da cada população. Cinco sequências oriundas da população BJ e três sequências da população CFM apresentaram similaridade com proteínas de resistência identificadas em P. vulgaris, Glycine max e Medicago truncaluta. O mapa de ligação aqui gerado para a população CFM foi utilizado para o posicionamento de QTL (Quantitative Trait Loci) de resistência à mancha-angular (Pseudocercospora griseola (Sacc.) Crous & Braun) e ao oídio (Erysiphe polygoni DC.). Um total de 12 QTL foi mapeado, cinco associados à resposta à mancha angular e sete à resposta ao oídio. / In the presenty study, the NBS-profiling method was used for the development of RGA (Resistance Gene Analogs) markers in two populations of Phaseolus vulgaris, one derived from a cross between \'Bat 93\' and \'Jalo EEP558\' (BJ) and the other derived from a cross between \'Carioca\' and \'Flor de Mayo (CFM). After their identification, 32 RGA markers were mapped on the BJ population and 40 on the CFM population. Nine of the markers assigned to the linkage map of the BJ population were located in the proximity to clusters of resistance already identified by other researchers. We carried out the sequencing of 32 out of the RGA detected, being 16 from each population. Five sequences derived from the BJ population and three sequences from the CFM population showed similarity to resistance proteins identified in P. vulgaris, Glycine max and Medicago truncaluta. The linkage map here generated for the CFM population was used for the positioning of QTL (Quantitative Trait Loci) for resistance to angular leaf spot (Pseudocercospora griseola (Sacc.) Crous & Braun) and powdery mildew (Erysiphe polygoni DC.). Twelve QTL were mapped, five associated to the response to the angular leaf spot and seven to the powdery mildew.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:37:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 321107 bytes, checksum: 908241592d4e38b9e9d64df652b74e85 (MD5) Previous issue date: 2010-02-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The rice crop is of great importance on the world stage because it serves as the main food for millions of people around the world. However, several factors affect its production, mainly the diseases. The seed spot is caused by various fungi such as Bipolaris oryzae, Pyricularia grisea, Microdochium oryzae, Phoma sorghina, Cladosporium sp. and others. In seeds, this disease can cause reduction on germination and decrease on production due to the sterility of panicles. The application of silicon (Si) has been studied as an alternative in the control of plant diseases. Thus, the aim of this work was to evaluate the effect of calcium silicate and rice husk hulls in the incidence of fungi associated with flooded rice seed. Rice plants were submitted with rice husk hulls and calcium silicate in the doses 0, 153 and 357 kg/ha of Si. Two experiments were performed, one in the 2007/2008 harvest season and another in 2008/2009 and later seed samples were analyzed in the laboratory. Evaluations of Browning Index Seeds (BIS), the Si concentration in the pericarp of the seeds and determination of seedborne fungi were executed. There was no significant difference from the F test for IES and Si concentration for the two sources of Si in the doses used in both experiments. The efficiency of the products used and the concentration of Si in the pericarp of the seeds were similar, independently of the applied dose. In general, the fungi found in both experiments were Bipolaris oryzae, Curvularia lunata, Fusarium semitectum, F. solani, Microdochium oryzae, Nigrospora oryzae, Pyricularia grisea, Trichoconiella padwickiii and Cladosporium cladosporioides. The incidence of these fungi was not affected by the application of rice husk hulls or calcium silicate in the doses used. / A cultura do arroz tem grande importância no cenário mundial, pois se faz base da alimentação de milhões de pessoas ao redor do mundo. Porém, vários fatores afetam sua produção, dentre eles, as doenças. As manchas em sementes é causada por diversos fungos como Bipolaris oryzae, Pyricularia grisea, Microdochium oryzae, Phoma sorghina, Cladosporium sp., dentre outros. Em sementes, esta doença pode levar a redução da germinação e queda na produção devido à esterilidade de panículas. A aplicação de silício (Si) tem sido estudada como alternativa para o auxílio no controle de doenças de plantas. Desta forma, objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito da aplicação de silicato de cálcio e de casca de arroz carbonizada na incidência de fungos associados a manchas em sementes de arroz. Plantas de arroz foram submetidas à aplicação de cinza de casca de arroz e silicato de cálcio nas doses utilizadas foram de 0; 153 e 357 kg/ha de Si. Dois experimentos foram conduzidos, sendo um na safra 2007/2008 e outro na safra 2008/2009 e, posteriormente, amostras de sementes foram analisadas em laboratório. Foram realizadas avaliações do Índice de Escurecimento de Sementes (IES), da Concentração de Si no pericarpo das sementes e a determinaçãp dos fungos presentes nas sementes. Não foi encontrada diferença significativa a partir do teste F para IES e concentração de Si para as duas fontes de Si empregadas, nas doses utilizadas nos dois experimentos, ou seja, a eficiência dos produtos utilizados e a concentração de Si no pericarpo das sementes foi semelhante, independente da dose aplicada. Em geral, os fungos encontrados em ambos experimentos foram Bipolaris oryzae, Curvularia lunata, Fusarium semitectum, F. solani, Microdochium oryzae, Nigrospora oryzae, Pyricularia grisea, Trichoconiella padwickiii e Cladosporium cladosporioides. A incidência destes fungos não foi afetada pela aplicação de casca de arroz carbonizada ou silicato de cálcio nas doses utilizadas.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A aplicação de produtos fitossanitários no setor sucroenergético, até recentemente, estava focada sobretudo no controle de plantas infestantes. Com o surgimento epidêmico da ferrugem alaranjada da cana-de-açúcar, causada pelo fungo Puccinia kuehnii, as aplicações de fungicidas tornaram-se necessárias nas variedades suscetíveis. Porém, poucos estudos concernentes à tecnologia de aplicação são encontrados na literatura, especialmente em relação à aplicação aérea e aos efeitos promovidos na fisiologia das plantas. Este trabalho objetivou estudar as diferentes formas de aplicação de fungicidas na cana-de-açúcar, variedade SP81-3250, no que se refere a deposição de calda, controle da doença, produtividade e efeitos fisiológicos. Executaram-se duas aplicações de fungicidas dos grupos químicos Estrobilurinas e Triazóis nas unidades experimentais. Nas aplicações aéreas, utilizaram-se duas taxas de aplicação (30 e 40 L ha-1) e três orientações dos bicos na barra de pulverização (135º, 0º e 90º em relação à linha de voo), sendo avaliado apenas na segunda aplicação o ângulo de 90o, considerado como padrão aéreo da Usina Vale do Tijuco. Já na aplicação terrestre, utilizaram-se taxa de aplicação de 200 L ha-1 e pontas de pulverização de jato plano com indução de ar (AI11004-VS). Esse procedimento, considerado como padrão terrestre da referida Usina, foi avaliado apenas na primeira aplicação. Dividiu-se a pesquisa em duas partes. Na primeira, avaliaram-se as deposições da calda no dossel superior da cultura e as perdas para o solo, por meio da adição à calda do traçador Azul Brilhante para ser quantificado por absorbância em espectrofotometria. Além disso, conduziu-se um estudo do espectro de gotas por meio da avaliação dos impactos em papéis hidrossensíveis, quantificou-se a severidade da doença nas folhas a partir de um programa de análise de imagens digitalizadas e mensurou-se a biometria da cana-de-açúcar. Já na segunda parte da pesquisa, foram realizadas avaliações de trocas gasosas com analisador de gás IRGA e da quantidade de clorofilas a e b com um clorofilômetro. Os dados foram analisados usando o teste T de Student, para amostras independentes, a 0,05 de significância. A aplicação aérea com menor volume de calda (de 30 L ha-1) proporcionou deposição de calda fungicida e produtividade maiores que as da aplicação com 40 L ha-1. A angulação dos bicos de pulverização na barra da aeronave voltados para trás, de forma a produzir gotas maiores, não interferiu no resultado da aplicação, demonstrando ser uma alternativa viável para a redução de deriva. A aplicação aérea com gotas finas e médias proporcionou maior deposição de calda nas folhas de cana-de-açúcar e menor perda para o solo, em comparação com a aplicação terrestre com gotas extremamente grossas. A aplicação de fungicida gerou incrementos de produtividade superiores a 20 t ha-1, independentemente da forma de aplicação, podendo alcançar 40 t ha-1 com aplicações aéreas. A aplicação aérea proporcionou, em geral, melhores taxas fotossintéticas em relação à aplicação terrestre, com melhor desempenho da fotossíntese e maior concentração das clorofilas a e b no limbo foliar. Não foram detectadas diferenças nas trocas gasosas entre as aplicações aéreas nas distintas condições operacionais de taxa de aplicação e angulação do bico de pulverização na barra. / The application of phytosanitary products in the sugar and ethanol industry has usually targeted pest control. With the epidemic rise in orange rust in sugarcane, caused by fungus Puccinia kuehnii, applications of fungicides are now necessary to protect susceptible varieties. However, few studies have focused on the impacts of the application technology, especially regarding the aerial application and its effects on the plant physiology. This study investigated the different forms of application of fungicides in sugarcane variety SP81-3250 and their association with spray deposition, disease control, productivity, and plant physiology. Experimental units received two different applications of fungicides of the chemical groups strobilurin and triazole. Aerial applications were performed using two different volume rates (30 and 40 L ha-1) and spray bar nozzles in three different angles (135°, 0° and 90 ° to the flight line). The 90° angle, the aerial standard used at sugar factory Usina Vale do Tijuco, was assessed at the second application only. Ground applications were performed using rates of 200 L ha-1 and flat fan spray nozzles with air induction (AI11004-VS). This procedure, used as the ground standard in the sugar factory, was measured in the first application only. The research was divided into two parts. In the first part, spray deposition in the upper canopy and losses to soil were assessed using tracer Brilliant Blue for absorbance spectrophotometry. It addition, sugarcane biometrics was measured, droplet spectrum was analyzed through the assessment of impacts on water sensitive paper, and disease severity on leaves was quantified using a digital image analysis software program. In the second part, gas exchange was assessed using gas analyzer IRGA, and the amount of chlorophyll a and b was measured using a chlorophyll meter. Data were analyzed using Student’s t test for independent samples, with significance set at 0.05. Aerial application with lower volume rates (30 L ha-1) provided greater deposition of fungicide and greater productivity than the application with 40 L ha-1. The angle of the spray nozzles facing backwards in the plane bar, so as to produce larger droplets, did not influence the application result, and thus, proved to be a viable alternative to reduce drift. Aerial applications with fine and medium droplets provided higher spray deposition on sugarcane leaves and less loss to soil compared to ground applications with extremely coarse droplets. Fungicide application generated increases in productivity of over 20 t ha-1, regardless of application form, reaching 40 t ha-1 with aerial applications. Aerial application provided generally better photosynthetic rates compared to ground application, with better photosynthesis performance and higher concentration of chlorophyll a and b in the leaf blade compared to ground application. No differences were found in gas exchange across the air applications in different operating conditions for volume rates and angles of the spray bar nozzle. / Dissertação (Mestrado)

Na indução de resistência a planta possui mecanismos de defesa físicos e químicos para impedir a entrada e o desenvolvimento de patógenos e parasitas, incluindo fungos, bactérias, vírus, nematóides e até insetos. Estes mecanismos são ativados por infecções prévias ou pelo tratamento com agentes indutores (eliciadores) bióticos ou abióticos. Entre os agentes indutores bióticos, destaca-se a S. cerevisiae, que além da importância biotecnológica, tem demonstrado em estudos prévios potencial para o controle de doenças em várias plantas de importância econômica. Produtos à base de S. cerevisiae, como por exemplo o Agro-Mos® (carboidratos da parede celular da levedura) estão disponíveis no mercado, mas não como indutores de resistência. Já o indutor químico registrado como Bion® vem sendo comercializado e utilizado na indução de resistência em diversas espécies de plantas contra vários patógenos. Os objetivos deste trabalho foram purificar parcialmente frações de S. cerevisiae indutoras de resistência em pepineiro contra antracnose, causada por Colletotrichum lagenarium, e avaliar o efeito do extrato bruto autoclavado de S. cerevisiae, Agro-Mos® e Bion® na indução de resistência contra o inseto T. absoluta em tomateiro, o nematóide M. incognita em pepineiro, como também, verificar o efeito destes agentes na interação simbiótica entre soja e B. elkanii. Os resultados mostraram que o extrato bruto aquoso de S. cerevisiae autoclavado por 4 h foi o mais efetivo na redução da antracnose. Dessa maneira, o mesmo foi submetido à precipitação etanólica e o sobrenadante da precipitação foi fracionado utilizando-se Cromatografia de Troca Aniônica - CTA. Obtiveram-se quatro picos, sendo que os picos I (frações não ligada à resina DEAE-celulose) e II (frações ligadas à resina DEAE-celulose) foram os mais efetivos na proteção de plântulas de pepineiro reduzindo a severidade de antracnose em 80% e 72%, respectivamente. A aplicação foliar do extrato bruto aquoso de S. cerevisiae, Agro-Mos® e Bion® não afetou o desenvolvimento do inseto em tomateiro, como também, não interferiu significativamente na multiplicação do nematóide em raízes de pepineiro. Na interação simbiótica da soja com B. elkanii, os agentes testados não afetaram a nodulação por B. elkanii em raízes e o desenvolvimento vegetativo das plantas. Porém, a aplicação foliar do extrato bruto autoclavado de S. cerevisiae aumentou a quantidade de nitrogênio total da parte aérea das plantas. Finalmente, conclui-se que frações de S. cerevisiae induziram resistência em pepineiro contra C. lagenarium. Por sua vez, os agentes testados são foram eficientes no controle do inseto herbívoro e do nematóide e não demonstraram efeito negativo na interação soja - rizóbio. / In the resistance induction, the plant has physical and chemical defense mechanisms to avoid the entrance and the development of pathogens and parasites, including fungi, bacteria, virus, nematodes and even insects. These mechanisms are activated by previous infections or by the treatment with biotic and abiotic inducer agents. Among the biotic agents there is S. cerevisiae, that besides the biotechnological importance, was shown in previous studies to control diseases in several plants of economical importance. Products made of S. cerevisiae, as for exemple, the Agro-Mos® (formulated with carbohydrates from the cellular wall of the yeast) are available in the market, but not resistance inducers. The chemical inducer known as Bion® is already marketed and used to induced resistance in several plant species against several pathogens. The objectives of this work were to partially purify fractions of S. cerevisiae able to induce resistance in cucumber against anthracnose, caused by Colletotrichum lagenarium, and also evaluate the effect of the autoclaved crude aqueous extract from S. cerevisiae, Agro-Mos® and Bion® in the resistance induction against the insect T. absoluta in tomato plants, the nematode M. incognita in cucumber plants, as well as to verify the effect of the agents in the symbiotic interaction envolving soybean and B. elkanii. The results showed that the crude aqueous extract of S. cerevisiae autoclaved for 4 h was the most effective out in the reduction of cucumber anthracnose. Thus, the same extract was submitted to ethanolic precipitation and the obtained supernatant was fractioned by using Anion Exchange Chromatography - AEC. For peaks were obtained and peak I (non-adsorbed fraction to DEAE-Cellulose) and II (fraction adsorbed to DEAE-Cellulose) were the most effective out in the protection of the cucumber seedling by reducing anthracnose severity in 81% and 72% ,respectively. The application of the autoclaved extract of S. cerevisiae, Agro-Mos® and Bion® did not affect the development of the insect in tomato plants as well as did not interfere significantly in the multiplication of the nematode in cucumber roots. In the symbiotic interaction of soybean and B. elkanii, the tested agents did not affect the formation of nodules in soybean roots and the vegetative development of the plants. However, the foliar application of the autoclaved crude extract of S. cerevisiae significantly increased the amount of total nitrogen in the aerial part of the plants. Finally, it is concluded that the fractions (peaks I and II) of S. cerevisiae induced resistance of the cucumber plants. However the tested agents were not efficient in the control of the herbivore insect and the nematode and did not exhibit negative effects in the symbiotic interaction soybean and rhizobium.

A pinta preta dos citros tem como agente causal o fungo G. citricarpa. A doença causa depreciação estética dos frutos e praticamente inviabiliza a exportação de laranja in natura principalmente para a União Européia, por ser considerada uma doença quarentenária. Frutos colhidos contendo infecções quiescentes, embora sem sintomas, podem desenvolvê-los durante o processo de exportação. A utilização de fungicidas é o principal método de controle utilizado em pré e pós-colheita. No entanto, o custo do controle químico é significativamente alto e já foi relatado o surgimento de isolados resistentes. A levedura S. cerevisiae é capaz de inibir o desenvolvimento in vitro de G. citricarpa e o antagonismo se deve a produção de compostos orgânicos voláteis de ação fungistática. Em virtude da procura por novos métodos de controle menos danosos à saúde humana e meio ambiente, dos prejuízos causados pela doença e do potencial dos compostos voláteis no controle da doença na pós-colheita, o trabalho visou identificar os compostos voláteis produzidos pela levedura e elucidar os mecanismos envolvidos na inibição do fitopatógeno. Esse conhecimento é fundamental para o desenvolvimento de técnicas inovativas de controle. A produção de compostos voláteis antimicrobianos por S. cerevisiae foi dependente do substrato utilizado para o seu cultivo, sendo a glicose, sacarose e maltose fontes de carbono favoráveis. Foi verificado através da análise em SPME-GC-MS que a levedura produziu em meio BDA, principalmente compostos pertencentes ao grupo dos álcoois, constituindo 95% da composição total, além de ésteres em menor proporção. A mistura artificial de voláteis mimetizou os efeitos dos voláteis produzidos pela levedura, sendo os valores de MIC50 e MIC100 de 0,48 µL mL-1 e 2,84 µL mL-1, respectivamente. A exposição do fitopatógeno aos compostos voláteis reduziu a síntese de proteínas e inibiu a atividade de enzimas associadas à morfogênese (quitinase, b-1,3-glucanase, lacase e tirosinase). Os compostos voláteis desencadearam o processo de estresse oxidativo no fungo, fato observado através da elevação da atividade de enzimas (superóxido dismutase e catalase) associadas a mecanismos de detoxificação de espécies ativas de oxigênio. A análise das proteínas diferencialmente expressas de G. citricarpa, através de eletroforese bidimensional, indicou que os compostos voláteis alteraram a expressão de 40 proteínas, sendo 29 inibidas e 11 superexpressas. A mistura artificial de voláteis também foi ativa contra fungos de diversos grupos taxonômicos, no entanto, não apresentou atividade sobre as bactérias testadas. Os compostos 3-metil-1-butanol e 2- metil-1-butanol foram os mais ativos quando utilizados isoladamente contra Colletotrichum gloesporioides, Penicillium digitatum, Sclerotinia sclerotiorum e Fusarium oxysporum. Sementes de feijão fumigadas com a mistura artificial de voláteis exibiram redução na incidência de S. sclerotiorum. A mistura também exibiu efeito nematicida sobre Meloidogyne javanica. Portanto, os resultados demonstram que os voláteis identificados em S. cerevisiae afetam a síntese de proteínas e a atividade de enzimas associadas ao crescimento vegetativo de G. citricarpa. Finalmente, fumigação utilizando compostos voláteis apresenta potencial no controle de G. citricarpa em pós-colheita, bem como de outros organismos de importância agronômica. O trabalho também contribuiu com novos elementos sobre o papel dos voláteis na interação entre microrganismos na natureza. / The citrus black spot has as causal agent the fungus G. citricarpa. The disease causes aesthetic depreciation of fruits and practically makes them unviable for exportation mainly to European Union where the disease is considered a quarantine pest. Harvested fruits can have quiescent infections although without symptoms and can develop them during the exportation process. The use of fungicides is the main chemical control method used in pre and post-harvest, however the cost is significantly high and it was already described the development of fungicide resistant strains. The yeast S. cerevisiae is able to inhibit the in vitro G. citricarpa growth, and the antagonism is due to production of volatile organic compounds (VOCs) of fungistatic effect. Because of the search for new control methods less harmful for human health and environment, the losses caused by the disease and the potential of the VOCs in the control of the pathogen in the post-harvest, the aim of this work was to identify the VOCs produced by the yeast and to elucidate the mechanisms involved in the inhibition of the fungus. This knowledge is essential for the development of innovative control techniques. The results showed that the production of antimicrobial VOCs by S. cerevisiae was dependent on the substrate used, being glucose, sucrose and maltose favorable carbon sources. It was verified through analysis in SPME-GC-MS that the yeast, grown on PDA medium, produced mainly compounds belonging to the group of alcohols (95% of the total composition), besides esters in smaller proportion. An artificial volatile mixture reproduced the effects of the VOCs produced by the yeast, being the values of MIC50 and MIC100 of 0.48 µL mL-1 and 2.84 µL mL-1, respectively. The phytopathogen exposition to the VOCs reduced protein synthesis and inhibited the activity of morphogenesis associated enzymes like chitinase, b-1,3-glucanase, laccase and tyrosinase. The VOCs initiated the oxidative stress process, which was observed through the increase in the activity of superoxide dismutase and catalase, enzymes associated to the detoxification of active oxygen species. The analysis of the differentially expressed proteins of G. citricarpa, through two-dimensional gel electrophoresis, indicated that the VOCs modified the expression of 40 proteins, being 29 down regulated and 11 up regulated. The artificial mixture of VOCs was also active against fungi of several taxonomic groups, however, there were no activity against bacteria. The compounds 3-methyl-1-butanol and 2-methyl-1-butanol were the most active when tested alone against Colletotrichum gloesporioides, Penicillium digitatum, Sclerotinia sclerotiorum and Fusarium oxysporum. Bean seeds fumigated with the artificial mixture of VOCs showed reduction in S. sclerotiorum incidence. In addition, the VOCs exhibited nematicidal effect against Meloidogyne javanica. The results demonstrate that the VOCs produced by S. cerevisiae affect protein synthesis and the activity of enzymes associated to the vegetative growth in G. citricarpa. Thus, the fumigation using VOCs presents potential in the control of citrus black spot disease in post-harvest as well as of other organisms of agronomic importance. The present workalso contributed with new information regarding the role of the VOCs in the interactions among microorganisms in nature.