Ralstonia solanacearum é uma bactéria transmitida por tubérculos-semente. As biovares 1 (raça 1) e 2 (raça 3) estão associadas à batata (Solanum tuberosum) e apresentam características epidemiológicas diferentes. A certificação de tubérculos-semente constitui-se num processo essencial para o manejo da murcha bacteriana, mas depende de métodos específicos e sensíveis de detecção deste patógeno. Este trabalho objetivou (i) projetar oligonucleotídeos iniciadores para diferenciação das biovares de R. solanacearum e (ii) estabelecer método de extração de DNA total de tubérculos de batata para detecção de R. solanacearum através de PCR qualitativa e quantitativa. Os oligos projetados para a biovar 1, baseados no gene pehS, não geraram o fragmento esperado de 500 pb, mas produtos inespecíficos. A PCR com os oligos projetados para a biovar 2, a partir do gene UDP-N-acetilglucosamina 4,6-dehidratase, amplificaram o DNA de ambas as biovares (354 pb). O método FTA foi mais sensível (um infectado/ 100 tubérculos) na obtenção de DNA de tecidos de batata, coletados com auxílio de seringas descartáveis, do que por lise celular por aquecimento ou bio-PCR. A presença de R. solanacearum em tubérculos coletados em São Francisco de Paula e Ibiraiaras, RS, não foi detectada através de PCR (OLI1/Y2), em amostras retiradas com seringas e submetidas à extração do DNA através do método FTA, lise celular por aquecimento, bio-PCR e lise celular por aquecimento, e kit GenSpinTM Plant DNA Purification. Entretanto, a detecção nos cartões FTA foi possível quando se utilizou os oligos RS-I/RS-II; a sensibilidade da PCR aumentou de 106 para 1 UFC.mL-1. Os resultados da PCR com o DNA eluído dos cartões FTA não se alteraram, viabilizando o uso do DNA do cartão FTA em PCR quantitativa. A PCR quantitativa, usando SYBR Green e os oligos RS-I/RS-II, confirmou a presença de R. solanacearum nas 13 amostras coletadas nos dois municípios. / Ralstonia solanacearum is a seedborne potato tuber bacterium. Biovars 1 (race 1) and 2 (race 3) are associated to potato (Solanum tuberosum) and present different epidemiological features. Certification of seed potato tubers is the essencial step toward the bacterial wilt management, but depends on specific and sensitive methods of detection of this pathogen. This research aimed (i) to design primers to differentiate these biovars of R. solanacearum and (ii) to establish a method of total DNA extraction of potato tubers to detect R. solanacearum through qualitative and real-time PCR. Designed primers to biovar 1, based on the gene pehS, did not produce the expected fragment (500 bp), but unespecific bands. PCR with primers designed to biovar 2, based in the gene UDP-N-acetilglucosamina 4,6-dehydratase, amplified DNA from both biovars (354 bp). The FTA card method was more sensitive (one infected/ 100 tubers) to obtain DNA from potato tissue, collected using a dischargeable syringe, than by heating cellular lyse or bio-PCR plus heating cellular lyse. The presence of R. solanacearum in tubers collected in São Francisco de Paula and Ibiraiaras, RS, was not detected by PCR (OLI1/Y2), on samples extracted using syringes and submitted to DNA extraction through FTA card method, heating cellular lyse, bio-PCR plus heating cellular lyse, and GenSpinTM Plant DNA Purification kit. However, the detection in the FTA cards was possible when RS-I/RS-II was used; the PCR sensititivity increased from 106 to 1 CFU.mL-1. The PCR results with DNA eluted from FTA cards were the same, allowing the use of the DNA from the FTA card in real-time PCR. Real-time PCR, using SYBR Green and RS-I/RS-II primers, confirmed the presence of R. solanacearum in the 13 symptomless potato tuber samples collected in the two counties.

A ferrugem da folha (Pucccina coronata f. sp. avenae) é a moléstia que mais ocasiona danos de rendimento na cultura da aveia e a resistência genética quantitativa é uma das estratégias mais promissoras em busca de resistências mais duráveis. O objetivo deste trabalho foi de caracterizar fenotípica e geneticamente a resistência parcial à ferrugem da folha em genótipos brasileiros de aveia. Para isso foi efetuado um experimento preliminar com 40 linhagens derivadas de URS 21 no ano de 2009 e um ensaio utilizando as seis gerações básicas do cruzamento URS 21 x URS 22 (P1, P2, F1, F2, RC1, RC2) em 2010. Através da análise do progresso da severidade de plantas individuais foi determinada a área sob a curva de progresso da doença normalizada e corrigida (ASCPDNC) e posteriormente as estimativas genéticas das variâncias e herdabilidades no sentido amplo e restrito além do número de genes governando a característica. Os resultados evidenciam que as 40 linhagens apresentam elevado nível de resistência e não apresentam reduções no rendimento de grãos quando não efetuada a aplicação de fungicida. Por outro lado, o tratamento com fungicida proporcionou incremento no PH e PMG. Os genitores apresentaram valores de ASCPDNC diferentes, a geração F1 apresentou desvios em relação à média dos pais e na F2 a ASCPDN teve distribuição próxima a normal.Foi observada dominância parcial para a resistência apesar dos efeitos aditivos serem importantes e de maior magnitude. As herdabilidades para o caráter foram elevadas o que evidencia facilidade na seleção em gerações precoces e também que o caráter é transmitido para as próximas gerações. Foi estimado que 5 locos controlam o caráter resistência parcial à ferrugem da folha em aveia (Locos A, B, C, D e E), sendo que A e B possuem maior efeito e C, D e E menor efeito sobre o fenótipo. Além disso, o loco A representa um gene de suscetibilidade, sendo que a resistência é obtida na forma recessiva (“aa”) e que possui efeito controlador dos outros três locos. / Crown rust of oat, caused by Puccinia coronata f. sp. avenae, is the most important oat disease in terms of yield reduction. The partial type of genetic resistance is one of the most promising strategies for durable resistance for this disease. The objective of this work was to phenotypically and genotypically characterize the partial resistance to crown rust in Brazilian oat genotypes under field conditions. A preliminary field trial was carried out with 40 inbred lines derived of URS 21 in 2009 and then an experiment using six generations of the cross URS 21 x URS 22 (P1, P2, F1, F2, RC1, RC2) was installed in 2010. After measuring the severity of the disease in plants individually, the Area Under the Disease Progress Curve Normalized and Corrected (AUDPCNC) was determined and then the genetic estimates of the mean, variances, heritabilities (broad and narrow sense) and number of genes governing the characteristic were obtained. The results showed that the progenies of the cross involving the variety URS 21 had high level of resistance and no yield reduction were observed in the absence of fungicide. However, the treatment with fungicide increased the test weight and the 1000 seed weight. The AUDPCNC of the parents were different, the F1 generation showed a deviation from the mid-parent value and the F2 showed a distribution of frequencies close to the normal curve. According to the genetic analysis, there is a partial dominance for the resistance, although the additive effects were important and of high magnitude. The heritability was high, which means that the character is transmissible and selection on early generations is probable efficient. The data suggested five loci controlling the character partial resistance to oat crown ruts (loci A, B, C, D and E), A and B having major effects and C, D and E having minor effects over the phenotype. Furthermore, locus A represents a susceptibility gene, inherited on a recessive form (“aa”) and controlling the other loci.

O trevo vermelho é uma das leguminosas forrageiras mais utilizadas na agricultura mundial sendo adaptada a um grande número de condições edafo-climáticas. O objetivo deste trabalho foi de avaliar a diversidade genética presente na coleção nuclear de trevo vermelho usando marcadores morfológicos, moleculares e bioquímicos. Os acessos de trevo vermelho da coleção nuclear do NPGS-USDA foram analisados com 21 marcadores morfológicos, 14 loci microsatélites (SSR), 114 marcadores RAPD e 15 loci isoenzimáticos (esterase). Os marcadores moleculares, utilizados pela primeira vez na coleção nuclear, juntamente com os marcadores morfológicos e bioquímicos evidenciaram a alta diversidade genética presente na espécie, principalmente ao nível intrapopulacional. A análise de agrupamentos realizada com os dados morfológicos revelou cinco grupos distintos em relação ao florescimento precoce, médio e tardio, bem como grupos que mostraram maior persistência e produção nas condições do sul do Brasil. Um total de 78 fragmentos (SSR) foi analisado e um PIC variando de 0,70 a 0,91 com média de 0,86 foi obtido. A distância média de Rogers, baseada nos 78 fragmentos SSR, foi de 0,49. A similaridade média de Jaccard baseada nos 114 fragmentos RAPD foi de 0,21 e permitiu a identificação de todos os acessos. A heterozigosidade média (He) baseada nos dados isoenzimáticos foi de He = 0,238 e a distância média de Rogers foi de 0,14. Os dados isoenzimáticos classificaram os acessos em quatro grupos. Os grupos encontrados não separam os acessos conforme a origem geográfica ou tipo de população (cultivar, selvagem e variedade local). No entanto, algumas concordâncias foram encontradas entre as análises, uma vez que as cultivares do norte da Europa foram agrupadas em ambos os tipos de análise. Os resultados encontrados aqui evidenciaram uma grande e complexa diversidade genética na coleção nuclear de trevo vermelho. Além disso, mostraram algumas populações promissoras que podem ser usadas em programas de melhoramento de trevo vermelho no Brasil. / Red clover is one of the most utilized leguminous forage species in the world agriculture being adapted to a great number of edaphic-climatic conditions. The objective of this work was to evaluate the genetic diversity in the core collection of red clover using morphologic, molecular and biochemical traits. The accessions of red clover from the core collection of NPGS-USDA were analyzed with 21 morphological characters, 14 microsatellite loci (SSR), with 114 RAPD markers and with 15 loci of isozyme (esterase) markers. The molecular markers, used for the first time in the core collection, together with the morphological and biochemical markers pointed out for the high genetic diversity present in the species, mostly at the intrapopulational level. The cluster analysis of the morphological data revealed five distinct clusters that separated early, medium and wild blooming types as well as groups with more persistence and high dry matter production in the Southern Brazilian conditions. A total of 78 fragments (SSR) were scored and the PIC ranged from 0.70 to 0.91 with 0.86 as mean value. The mean Rogers’ genetic distance based on the 78 SSR markers was 0.49. The Jaccard’s similarity based on 114 RAPD markers was 0.21 and allowed the identification of all accessions. The mean expected heterozygosity (He), based on isozyme data, was He = 0.238 and the mean Rogers’ genetic distance was 0.14. Isozyme data clustered the accessions of red clover in four groups. The clusters found with morphological and biochemical markers were not separated according to their geographic origin or type of populations (cultivar, wild or landrace). However, some coincidences between analyses were found once cultivars from north Europe were clustered in both types of analyze. The results found here evidenced the high and complex diversity in red clover core collection. Indeed, they highlighted some promising populations that could be used in the Brazilian breeding programs of red clover.

Bacilos são bactérias aeróbias ou anaeróbias facultativas, Gram positivas ou Gram variáveis, produtoras de endósporos, que lhes conferem resistência ao estresse ambiental. Os gêneros Bacillus e Paenibacillus são os que possuem as espécies reconhecidamente fixadoras de nitrogênio. Outra característica dos bacilos é o grande potencial em produzir substâncias capazes de promover o crescimento vegetal, como hormônios, sideróforos, antibióticos e a capacidade de solubilização de fosfatos. Enquanto múltiplas espécies de bacilos podem ser detectadas nos solos e na rizosfera de várias plantas, muito pouco tem sido feito para estimar a sua diversidade e para indicar quais são as espécies mais comumente isoladas. Dois estudos semelhantes foram conduzidos nesse trabalho, com os seguintes objetivos: i) isolar as espécies de bacilos fixadores de nitrogênio predominantes em diferentes regiões orizícolas e tritícolas do Estado do Rio Grande do Sul, ii) estimar a sua diversidade; e iii) avaliar suas atividades como bactérias promotoras de crescimento de plantas, para utilização como futuros inoculantes. Das espécies que foram identificadas, através do seqüenciamento parcial do gene do RNA ribossomal 16S, as mais comuns foram P. borealis e P. graminis. Para a grande maioria das bactérias isoladas não foi possível a identificação em nível de espécie. Há uma alta probabilidade de que tais bactérias constituam espécies ainda não descritas, mas filogeneticamente muito próximas a P. borealis e P. graminis. Dentre os isolados da rizosfera de arroz e trigo, dois foram descritos como novas espécies neste trabalho: Bacillus oryzae e Paenibacillus riograndensis. Uma característica marcante entre os isolados da rizosfera foi a capacidade destes de produzir grandes quantidades de ácido indol-acético. Poucos isolados, tanto do solo quanto da rizosfera, produziram sideróforos e solubilizaram fosfato. As linhagens selecionadas para experimentos in vivo em casa de vegetação provaram ser muito eficientes na promoção do crescimento de suas plantas hospedeiras. Tais linhagens poderão ser usadas na formulação de novos inoculantes, melhorando o sistema de cultivo em que eles venham a ser aplicados. A identificação e o isolamento de bacilos de solos temperados e subtropicais, que combinem a habilidade de fixar nitrogênio com a produção de substâncias capazes de promover o crescimento vegetal, poderá aumentar significativamente a produtividade das lavouras graníferas no Brasil e no Estado do Rio Grande do Sul, em especial. / Bacilli are aerobic or facultatively anaerobic, Gram positive or variable, endospore-forming bacteria that exhibit resistance to environmental stress. Bacillus and Paenibacillus genera include the best knowing nitrogen-fixing species. Another bacilli characteristic is their great potential in producing substances that promote plant growth by the production of hormones, siderophores and phosphate solubilization. While multiple species of bacilli can be detected in the soils and rhizosphere, scarce research has been carried out to estimate their diversity and indicate the most commonly isolated species. In this work, two similar studies have been conducted with the objectives of: i) isolate the predominant nitrogen-fixing bacilli species from different rice and wheat crops of Rio Grande do Sul State, ii) estimate their diversity, and iii) evaluate their plant growth promoting (PGP) activities in order to use them further as inoculant strains. Among the species that have been identified through partial 16S rRNA gene sequence analysis, P. borealis and P. graminis were the most common species in both locations, soil and rhizosphere. It was not possible to identify the vast majority of isolates at the level of species. There is a high probability that these bacteria constitute species not yet described, but phylogenetically very closely related to P. borealis and P. graminis. Two isolates from rice and wheat rhizospheres were described as new species: Bacillus oryzae and Paenibacillus riograndensis. A remarkable characteristic among isolates of the rhizosphere was their ability to produce high amounts of indole-acetic acid. Few isolates, both from bulk soil and rhizosphere, produced siderophores and/or solubilized phosphates. The strains selected for in vivo experiments in a greenhouse proved to be very effective in promoting the growth of their host plants. Such strains can be used in the formulation of new inoculants, improving the cropping system in which they will be applied. The identification and the isolation of PGP bacilli from temperate and subtropical soils, which combine the ability to fix nitrogen with the production of substances capable of promoting plant growth, could also significantly increase the productivity of grain crops in Brazil and Rio Grande do Sul State in special.

A ferrugem da folha é a doença que causa maiores prejuízos à triticultura. A resistência genética é comprovadamente o método mais eficiente e econômico de controle. Em trigo, a resistência à ferrugem da folha pode ser específica à raça e não específica à raça. Atualmente a melhor estratégia para manter uma proteção efetiva contra a ferrugem da folha consiste em empregar combinações de genes, independente do tipo de resistência que conferem. A piramidização de genes é facilitada com o uso de marcadores moleculares. Os mecanismos moleculares de resistência dos genes que conferem resistência específica à raça têm sido amplamente estudados, no entanto da resistência não específica à raça pouco se sabe. Assim, este projeto teve como objetivos: I) validar marcadores moleculares para seleção assistida para a resistência à ferrugem da folha em genótipos brasileiros de trigo; II) identificar marcadores moleculares potencialmente associados a genes de resistência não específica à raça à ferrugem da folha; III) identificar e caracterizar análogos a genes de resistência em trigo;IV) caracterizar mecanismos moleculares da resistência não específica à raça a ferrugem da folha em trigo. Para a validação foram avaliados cinco marcadores PCR-específcos associados aos genes Lr1, Lr9, Lr10 e Lr24. Os marcadores associados aos genes Lr9, Lr10 e Lr24 apresentaram potencial para uso na seleção assistida, pois foram específicos para plantas contendo estes genes. Para a identificação de RGAs foram utilizadas três combinações de primers degenerados. A maioria das seqüências apresentou os motivos comuns a genes de resistência. Uma seqüência apresentou alta homologia com genes de resistência previamente identificados. Os primers derivados das seqüências identificadas apresentaram alto polimorfismo, sendo que um destes mostrou-se associado ao gene Lr26 e a resistência de planta adulta à ferrugem da folha. A combinação da técnica de AFLP com linhagens diferenciais contrastantes para os genes Lr13 e Lr34 permitiu identificar duas seqüências potencialmente associadas ao gene Lr34. O uso da SSH permitiu identificar genes diferencialmente expressos na resistência não específica à raça à ferrugem da folha no cultivar Toropi. Dentre as seqüências identificadas estão genes codificadores de proteínas de membranas potencialmente associados à percepção do patógeno e genes com domínios característicos de sinalizadores secundários para a resistência como NPR1, Rar1, Sgt1 e calmodulina. Além destas, foram identificados também seqüências com homologia a genes codificadores de enzimas chaves no controle de rotas de síntese de substâncias relacionadas à defesa e envolvidas no metabolismo primário, principalmente produção de energia. Os marcadores e seqüências obtidas e mecanismos elucidados neste trabalho representam ferramentas valiosas para a obtenção de cultivares de trigo com resistência ampla e durável à ferrugem da folha. / Leaf rust is one of the most important wheat diseases worldwide. The genetic resistance is the most efficient and economical method to leaf rust control. Host resistance to leaf rust can either be race-specific or no race-specific. The best strategy to maintain an effective protection against leaf rust consists in resistance gene combinations, independent of the resistance type. Marker-assisted selection greatly facilitates gene pyramidization. The molecular mechanisms of race-specific resistance genes have been well studied, however there is little known about the no race-specific resistance gene mechanisms. The objectives of this project were: I) to validate molecular markers for marker-assisted selection to leaf rust resistance genes in Brazilian wheat cultivars; II) to isolate and characterize resistance gene analogues (RGAs) in wheat; III) to identify molecular markers potentially associated to leaf rust no race-specific resistance genes; IV) to characterize molecular mechanisms from no race-specific resistance genes to leaf rust in wheat. Five PCR-specific markers previously identified as associated to the Lr1, Lr9, Lr10 and Lr24 genes were evaluated. The markers associated to the Lr9, Lr10 and Lr24 genes were specific to the cultivars carrying them in the Brazilian wheat cultivars, demonstrating potential for marker-assisted selection. Three degenerate primer combinations were used for the RGAs identification and most of the identified sequences showed the conserved motifs from resistance genes. One sequence showed high homology with previous identified plant resistance genes. The primers from identified sequences showed high polimorphism, and one of these is associated to the Lr26 leaf rust resistance gene and to the adult plant resistance present in cultivar BR35(?). The use of AFLP (amplified fragment length polymorphism) technique with near-isogenic lines carrying Lr13 and Lr34 genes from wheat cv. Thatcher allowed to identify two sequences potentially associated to the Lr34 gene. SSH were used to identify leaf rust induced genes from no race-specific resistance wheat cultivar Toropi. Among the identified sequences there are proteins of membranes for genes potentially associated to the pathogen perception and genes with secondary signals resistance domains as NPR1, Rar1, Sgt1 and calmodulin binding protein. Besides these, we identified sequences with homology to genes for key enzymes in the control of the related defense substances synthesis and involved in the primary metabolisms, mainly energy production. The markers and sequences obtained and the mechanisms elucidated in this work represent a valuable tool for the development of wheat cultivars with more reliable resistance to leaf rust.

A soja é uma das espécies cultivadas de maior importância econômica para o Brasil, atualmente o segundo maior produtor mundial deste grão. Contudo, doenças causadas por fungos são um dos principais problemas enfrentados pelos produtores de soja, o que leva a grandes perdas. Uma das alternativas para superar este problema é a utilização de cultivares com resistência genética. Com este objetivo, foram realizados quatro experimentos independentes de transformação genética de soja, em que o gene chit1, que codifica uma quitinase, enzima capaz de degradar paredes fúngicas, foi transferido para culturas embriogênicas, através da metodologia de biobalística. O gene marcador hpt, que confere resistência ao antibiótico higromicina, também foi utilizado. Em três dos experimentos realizados, uma nova metodologia foi testada, em que sequências desnecessárias, presentes nos vetores de transformação, não são colocadas na planta, e sim apenas os cassetes gênicos, contendo regiões regulatórias e codificadoras. No 1° Experimento realizado, foram obtidas plantas transgênicas transformadas com plasmídeos, mas estas não produziram sementes. No 2° Experimento, foi obtida uma linhagem transgênica, oriunda da transformação com plasmídeos. Foi confirmada a presença e a expressão do gene de quitinase em uma planta T0. Esta planta gerou uma progênie de 16 plântulas. Destas, 10 foram analisadas por PCR e foi confirmada a transmissão do transgene marcador para seis plantas T1. Análises moleculares complementares são necessárias para a determinação do padrão de herança dos transgenes. Como resultado do 3º Experimento realizado, foram obtidos 3.298 embriões histodiferenciados da cultivar Bragg (2.804 oriundos da transformação com plasmídeos e 494 da transformação com cassetes) e 2.286 para a cultivar IAS (759 com plasmídeos e 1.527 com cassetes). Do 4º Experimento realizado, foram obtidos 1.339 embriões histodiferenciados da cultivar Bragg (1.312 oriundos da transformação com plasmídeos e 27 da transformação com cassetes) e 1.035 para a cultivar IAS5 (851 com plasmídeos e 184 com cassetes). Mesmo considerando a possibilidade de alguns dos embriões obtidos serem escapes à seleção, a resistência ao antibiótico é um forte indício de transformação estável. Já foram obtidos embriões germinados oriundos da transformação com cassetes, resultantes dos 3° e 4° Experimentos. Com a condição transgênica comprovada, será realizada uma comparação dos padrões de integração gerados por transformação com plasmídeos e cassetes gênicos. / Soybean is one of the most important crops in Brazil, which is nowadays the second world largest producer. However, injuries caused by fungus are one of the main problems faced by the producers, causing great losses. One of the possibilities to deal with this problem is the utilization of cultivars with genetic resistance. With this goal, four independent soybean transformation experiments were performed. A chitinase gene, chit1, which can break fungal cell walls, was transferred to soybean embryogenic cultures, through the use of biolistic. The selection marker gene hpt, which confers hygromycin resistance, was also transferred to the embryos. In three of the performed experiments, a new methodology was tested, where unnecessary sequences, that are part of the transformation vectors, were not introduced into the plant, but only the gene cassettes, which contain regulatory and coding sequences. In the first experiment, transgenic plants were obtained, but they left no progeny. In the second experiment, one transgenic line was obtained from the plasmid transformation. The presence and expression of the chitinase gene in one T0 plant was confirmed. 16 T1 plantlets were obtained. 10 were analyzed by PCR, and the transmission of the marker gene to six T1 plants was confirmed. Further molecular analyses are necessary in order to determine the inheritance pattern of the transgenes. As a result of the 3rd Experiment, 3.298 histodifferentiated embryos of the cultivar Bragg were obtained (2.804 from the plasmid transformation and 494 from the gene cassettes transformation) and 2.286 of the cultivar IAS (759 from the plasmid transformation and 1.527 from the gene cassettes transformation). From the 4th Experiment, 1.339 histodifferentiated embryos were obtained for cultivar Bragg (1.312 from the plasmid transformation and 27 from the cassettes) and 1.035 for IAS (851 from the plasmid transformation and 184 from the cassettes). Even considering the possibility that some of the embryos obtained may have escaped selection, the hygromycin resistance is a great indication of stable transformation. Plants transformed, resulting from the 3rd and 4th experiments, were already obtained with the minimal cassettes. Once their transgenic nature is proved, the patterns of integration of plasmid transformed plants and cassette transformed plants will be compared.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-02-09T10:09:18Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 508161 bytes, checksum: 61f6ccb490fa28cb496e741671cc1f50 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-09T10:09:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 508161 bytes, checksum: 61f6ccb490fa28cb496e741671cc1f50 (MD5) Previous issue date: 2016-07-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A macaúba é uma espécie promissora na obtenção de óleo para biodiesel. Entretanto, ocorre em pequenas populações acarretando em depressão endogâmica, que limita seu desenvolvimento, reduz o número de frutos e causa efeitos negativos nos demais caracteres. Portanto, o objetivo deste trabalho foi estimar a depressão endogâmica em caracteres vegetativos e produtivos, correlações, valores e parâmetros genéticos e populacionais (índice de fixação e Nem), bem como o efeito da estruturação em populações na acurácia da avaliação genética. Os dados foram coletados nos anos de 2013 a 2015 no Banco Ativo de Germoplasma de Macaúba (Araponga-MG) e são referentes à 293 indivíduos pertencentes à 44 famílias de meios irmãos, sendo que oito destas possuem pelo menos um indivíduo autofecundado. As famílias foram agrupadas em sete populações conforme a localização geográfica. A depressão foi evidente em caracteres produtivos e vegetativos, sendo maior nos primeiros e, principalmente, no número de frutos para algumas famílias. Para caracteres produtivos, poucas famílias apresentaram depressão exogâmica em relação aos vegetativos. O índice de fixação (FST) foi elevado para caracteres vegetativos e reduzido para os produtivos. O Nem foi inferior a um (<1) para os caracteres vegetativos, o que indica diferenciação por deriva. O modelo com os efeitos de população e genético mostrou-se adequado, obtendo altos valores de acurácia para caracteres com alto FST. As herdabilidades foram relativamente altas para alguns caracteres. A correlação genética foi alta entre os caracteres produtivos e com relação a um vegetativo (número de inflorescências). A depressão endogâmica pode ser considerada como uma das causas da redução do número de frutos, sendo menos acentuada em caracteres com alto F ST e baixo Nem. A seleção de 52 indivíduos com um tamanho efetivo populacional acima de 30 é adequada para formação de um pomar de sementes, pois diminui deriva e possibilita um alto ganho genético para produção de óleo (180%), o qual é elevado devido à variância existente no Banco de Germoplasma de Macaúba. / The Macaw palm is an outstanding specie to produce biofuels from its oil. Although, it occurs in small populations, leading to inbreeding depression which limits its development, reduces the number of fruits and others traits. Hence, the aim at this work was to estimate inbreeding depression in vegetative and productive traits, mainly the number of fruits that is related to fruit abortion, correlations, genetic breeding values and population parameters (fixation index and Nem), as well as estimating the effect of structured populations in the accuracy of genetic evaluations. The data were collected from 2013 up to 2015 in Macaw palm Germoplasm Bank (Araponga-MG) and they refer to 293 individuals from 44 half-sib families. Eight out of these families have at least one inbred individual. All families were clustered in seven populations according to its geographic coordinates. The inbreeding depression was evident in productive and vegetative traits, the former were higher than the later. The reduction of number of fruits due to inbreeding was extremely higher in some families. For productive traits, few families showed outbreeding depression in relation to vegetative traits. The fixation index (FST) was higher for vegetative traits and lower for productive traits. O Nem was lower than one (<1) for vegetative traits which indicates genetic drift for them. The model used for estimating the genetic and population effects was suitable and obtained high values of accuracy for the traits with high values of FST. The heritability were slightly higher for some traits. The genetic correlation was higher among productive traits and with relation to one vegetative trait (number of inflorescences). The inbreeding depression can be considered as one of the causes of the reduction of number of fruits and it is lower in traits that have high F ST values and low N em values. The selection of 52 individuals has the effective population size upper 30 that is suitable for establishing seed-orchards, because reduces genetic drift and can obtain high genetic gain for oil production (180%), which is high due to the variability in the Macaw palm Germoplasm Bank.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-09-01T16:06:33Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 16381046 bytes, checksum: 744e0d70d25cc43dd4482fbf751a1c8c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-01T16:06:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 16381046 bytes, checksum: 744e0d70d25cc43dd4482fbf751a1c8c (MD5) Previous issue date: 2017-02-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A emergência dos begomovírus (virus transmitidos por mosca-branca classificados no gênero Begomovirus, família Geminiviridae) no Brasil provavelmente ocorreu pela transferéncia horizontal de vírus presentes em plantas não-cultivadas após a introdução da Bemisia tabaci MEAMl. Recentemente, Euphorbia yellow mosaic alphasatellite (EuYMA) foi encontrado em associação com Euphorbia yellow mosaic virus (EuYMV) infectando Euphorbia heterophylla, uma importante invasora na cultura da soja no Brasil. A variabilidade genética e a estrutura da população de begomovírus infectando E. heterophylla, e novas ocorrências de EuYMA, foram investigados em amostras coletadas em nove estados Brasileiros entre 2009 e 2014. Apenas EuYMV foi detectado (com uma exceção), e um total de 158 e 57 haplótipos foram comparados em conjuntos de dados correspondentes ao DNA-A e DNA-B, respectivamente. EuYMA foi detectado em apenas seis amostras coletadas nos estados do Rio Grande do Sul e Paraná. Comparado com populações de outros begomovírus, o EuYMV possui um menor grau de variabilidade genética, e poucos eventos de recombinação intraespecíficos. Analise de componentes principais permitiu a diferenciação de seis subpopulações virais de acordo com os locais de amostragem, corroborando as análises filogenéticas. Os polimorfismos de 23 sitios que mais contribuiram para a estrutura geografica foram descritos como suficientemente informativos para discriminar entre as subpopulações virais. A caracterização biológica e molecular da associação do alfassatélite EuYMA com o EuYMV foi realizada após a construção de clones infeciosos de ambos os agentes. Diferenças fenotípicas na infecção por EuYMV na presença do EuYMA foram observadas em Arabidopsis thaliana, Nicotiana benthamiana e E. heterophylla. Ensaios de transmissão indicaram que o EuYMA afeta negativamente a transmissão de EuYMV por Bemisia tabaci MEAMl. Em conjunto, os resultados indicam que o EuYMV apresenta menor grau de variabilidade genética comparado a outros begomovírus que infectam plantas cultivadas e não-cultivadas no Brasil, porém, similar ao descrito para outros begomovírus, segrega de acordo com o local de amostragem. Além disso, o EuYMA é capaz de modular os sintomas, o acúmulo Viral e a transmissão pela mosca-branca no contexto da infecção pelo EuYMV, potencialmente interferindo na disseminação do vírus no campo. / The emergence of begomoviruses (whitefly-transmitted viruses classified in the genus Begomovirus, family Geminiviridae) in Brazil probably occurred by horizontal transfer of viruses infecting non-cultivated plants after the introduction of Bemisia tabaci MEAMl. Recently, Euphorbia yellow mosaic alphasatellite (EuYMA) was found in association with Euphorbia yellow mosaic virus (EuYMV) infecting Euphorbia heterophylla, an important invasive species in soybean and other crops in Brazil. We assessed the genetic variability and population structure of begomoviruses infecting E. heterophylla, and the geographical range of alphasatellites in samples collected throughout nine Brazilian states from 2009 to 2014. Only EuYMV was detected (with one exception), and a total of 158 and 57 haplotypes were compared in DNA-A and DNA-B datasets, respectively. EuYMA was detected in only six samples collected in the states of Rio Grande do Sul and Paraná. Compared with other begomoviruses, EuYMV has a low degree of genetic variation, and few intraspecific recombination events. The application of principal component analysis allowed the differentiation of six viral subpopulations according to sampling locations, in agreement with phylogenetic analysis. The polymorphisms of 23 sites that mostly contributed to the geographical structure were shown to hold supporting information to discriminate between the viral subpopulations. Biological and molecular aspects of the association between the alphasatellite EuYMA and EuYMV were studied following the construction of infectious clones of both agents. Phenotypic differences of EuYMV infection in the presence of EuYMA were observed in Arabidopsis thaliana, Nicotiana benthamiana and E. heterophylla. Transmission assays indicated that EuYMA negatively affects the transmission of EuYMV by Bemisia tabaci MEAMl. Together, the results indicate that EuYMV displays a lower degree of genetic variation compared to other begomoviruses infecting cultivated and non-cultivated plants in Brazil but, similar to other begomoviruses, segregates according to sampling location, and that EuYMA is capable of modulating symptoms, Viral accumulation and whitefly transmission of EuYMV, potentially interfering with Virus dissemination in the field.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-09-13T16:56:22Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2092738 bytes, checksum: 991c21e0ecefbc7be1990a39f757c9bb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-13T16:56:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2092738 bytes, checksum: 991c21e0ecefbc7be1990a39f757c9bb (MD5) Previous issue date: 2016-11-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Translationally controlled tumor protein (TCTP) é uma proteína amplamente distribuída em eucariotos. Ela está envolvida na regulação de processos básicos como progressão do ciclo celular, crescimento celular, proteção contra estresses e apoptose. Durante a infecção de tomateiro (Solanum lycopersicum) e Nicotiana benthamiana pelo potyvírus Pepper yellow mosaic virus ocorre aumento dos níveis de seu mRNA. Plantas silenciadas para TCTP acumulam menos vírus do que plantas selvagens, mostrando que esta proteína é importante para a infecção por potyvírus. Neste trabalho, o envolvimento da TCTP na infecção por potyvírus foi analisado detalhadamente utilizando-se o potyvírus Turnip mosaic virus (TuMV). Em plantas de N. benthamiana silenciadas para TCTP também ocorre uma diminuição no acúmulo do TuMV quando comparado com plantas não silenciadas. Além disso, plantas superexpressando TCTP de maneira transiente acumularam mais vírus do que plantas controle, confirmando o efeito positivo desta proteína na infecção por diferentes espécies de potyvírus. Para analisar a localização subcelular de TCTP no contexto da infecção, TCTP fusionada a GFP foi co-expressa com TuMV/6K2:mCherry. TCTP co-localiza-se com as vesículas replicativas e com estrutura a globular perinuclear tipicamente observada em células infectadas. O fracionamento de proteínas celulares demonstrou que TCTP está predominantemente na fração solúvel e uma pequena porção se associa com membranas, tanto em plantas sadias quanto em plantas infectadas. A co- localização com vesículas marcadas por 6K2 e a presença de TCTP em frações membranosas da célula sugerem um possível envolvimento desta proteína na replicação viral. Para verificar esta hipótese, protoplastos obtidos a partir de plantas silenciadas para TCTP foram infectados com TuMV e com o mutante TuMV VNN , o qual não é capaz de replicar-se. Os resultados demonstraram que o acúmulo de TuMV é reduzido em protoplastos silenciados, indicando que TCTP é necessária para a replicação. O acúmulo da proteína TCTP durante a infecção também foi avaliado. A infecção viral induz o aumento dos níveis de mRNA mas não de proteína, sugerindo que o mRNA que codifica TCTP atue na replicação. Desta forma, foi analisado se expressão de um RNA não traduzível de TCTP possui efeito sobre a infecção viral. Os resultados mostraram que apenas a expressão de um RNA traduzível é capaz de aumentar a infecção viral, indicando que a proteína TCTP, ou que a tradução se seu mRNA, é importante para a replicação viral. / The translationally controlled tumor protein (TCTP) is widely distributed among eukaryotes. It is involved in the regulation of basic processes such as cell cycle progression, cell growth, stress protection and apoptosis. During tomato (Solanum lycopersicum) and Nicotiana benthamiana infection by the potyvirus Pepper yellow mosaic virus, an increase of TCTP mRNA levels was observed. Plants silenced for TCTP accumulate fewer viruses than control plants, showing the importance of that gene for potyvirus infection. In this work, TCTP involvement in potyvirus infection was analyzed in details using the potyvirus Turnip mosaic virus (TuMV). N. benthamiana plants silenced for TCTP accumulated fewer viruses than non-silenced plants. In addition, plants overexpressing TCTP transiently accumulated more viruses than control plants, confirming that TCTP has a positive effect on infection by different potyviruses. To study TCTP subcellular localization in potyvirus infected plants, TCTP fused to GFP was co- expressed with TuMV/6K2:mCherry. Confocal analysis has shown that TCTP co- localizes with 6K2-tagged structures such as replicative vesicles and the perinuclear globular structure that is typically observed in potyvirus-infected cells. Cellular fractioning demonstrated that TCTP is mainly present in the soluble fraction but is also associated with membranes. The co-localization of TCTP with 6K2-tagged vesicles and its presence in cellular membranous fractions suggests a possible involvement of TCTP in virus replication. To test this hypothesis, protoplasts obtained from TCTP silenced plants were infected with TuMV and its mutant TuMV VNN , which is defective for replication. The results showed that TuMV accumulation is reduced in silenced protoplasts, indicating that TCTP is necessary for replication. TCTP accumulation during infection was also analyzed. Viral infection induces TCTP mRNA expression, but not protein accumulation, suggesting that the TCTP mRNA and not the protein has a role in viral infection. To check this, we expressed a non-translatable form of TCTP RNA in plants and analyzed its effect in virus accumulation. The results showed that only the expression of a translatable RNA resulting in protein production is able to increase virus infection, indicating that the protein and/or the translation of TCTP is important for potyvirus replication.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-01-15T11:45:55Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1448345 bytes, checksum: a83f2b152e3e1ed2e0720b2e5c9c54e9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-15T11:45:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1448345 bytes, checksum: a83f2b152e3e1ed2e0720b2e5c9c54e9 (MD5) Previous issue date: 2017-05-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A organogênese de brotos a partir de raízes (rootsuckers) permite a propagação vegetativa daArabidopsis lyrata, o parente mais próximo daArabidopsis thaliana. Utilizando um sistema in vitro, o presente estudo objetivou compreender melhor a propagação vegetativa nessa espécie modelo A. lyrata, no que se refere ao desenvolvimento morfológico de suckers, à capacidade de propagação vegetativa em diferentes condições de crescimento in vitro e à identificação de genes potencialmente envolvidos na formação do meristema apical dos brotos.O surgimentodos suckers ocorreu após 30 dias, mais freqüentemente na região axilar das raízes laterais. Os cortes transversais das raízes mostraram uma estrutura primária típica diarca e após cerca de 25 dias, pode-se observar o crescimento secundário da raiz, como indicado pela formação do câmbio. Conclui-se que a emergência do sucker assemelha-se à iniciação das raízes laterais a partir do periciclo, tecido que dá origem ao câmbio vascular durante o crescimento secundário. Em relação às condições de crescimento in vitro, a força total no meio MS induziu o maior número de suckers por planta, seguido por alta concentração de sacarose (3%).Exposição à luz e privação de sacarose não são estritamente necessários para a formação de suckers. Nossos dados também revelaram que a auxina promove a formação dos brotos. Máximas de auxina vascular são necessários para desencadear a iniciação da raiz lateral, sugerindo que a formação de suckers promovida por auxina ocorre provavelmente por mecanismos semelhantes. A avaliação de diferentes genes relacionados a meristema apical, demonstram que o gene STM pode ser um marcador para distinguir as células responsáveis pela formação de suckers. Arabidopsis lyrata provou ser um excelente modelo para estudos de organogênese em raíz e posteriores estudos usando esse sistema de reproduçãopara detectar marcadores epigenéticos através das várias gerações de propagação clonal. / Shoot organogenesis from roots (root suckers) allows vegetative propagation of Arabidopsis lyrata, the closest relative of Arabidopsis thaliana, in addition to sexual propagation and is an important trait associated with the root system. Using an in vitro system, we aimed to better understand the vegetative propagation in the model species A. lyrata, in what regards the morphological development of root suckers, the ability of vegetative propagation in different in vitro growth conditions, and identifying genes potentially involved in the formation of the new shoot apical meristem.Root sucker appearanceoccurred after30 days,most frequently in the axils of lateral roots. Root cross-sections showed a typical diarch primary structure and after 25 days, secondary root growth could be observed, as indicated by formation of the cambium. According to our data,root sucker emergence resembles the initiation of lateral roots from the pericycle, the tissue that gives rise to the vascular cambium during secondary growth. Regarding the in vitro growth conditions, full strength of MS induced the highest number of root suckers per plant, followed 3% of sucrose. However, light exposure and sucrose deprivation are not strictly required for sucker formation. Our data also revealed that auxin promotes root suckering. Vascular auxin response maxima are required to trigger lateral root initiation, suggesting that auxin- promoted sucker formation likely occurs by similar mechanisms. The evaluation of different shoot apical meristem related genes, suggests that the STM gene can be a potential marker to identify cells responsible in driving sucker formation. Arabidopsis lyrata proved to be an excellent model for further studies using root suckers, for example to study epigenetic marks throughout generations of clonal propagation.