Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2015-11-25T19:39:37Z No. of bitstreams: 1 2015_RicardoNunesCabral.pdf: 1264849 bytes, checksum: 67fb9bb2e38043a56f18a5a99386824e (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-12-21T16:19:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_RicardoNunesCabral.pdf: 1264849 bytes, checksum: 67fb9bb2e38043a56f18a5a99386824e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-21T16:19:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_RicardoNunesCabral.pdf: 1264849 bytes, checksum: 67fb9bb2e38043a56f18a5a99386824e (MD5) / A berinjela (Solanum melongena L.) éuma das hortaliças mais rústicas , porém,é suscetível a algumas doenças, principalmente fúngicas. A murcha de verticilio (Verticillium dahliae) é uma doença de manejo difícil, pois o controle curativo é impossível na prática e o preventivo nem sempre é eficaz, devido à capacidade de sobrevivência do patógeno no solo. Não há cultivares comerciais de berinjela resistentes ao Verticillium, o que torna atualmente inviável o controle por resistência genética. O manejo da disponibilidade de água no solo pode ajudar na redução da severidade da doença durante o ciclo da cultura,. Nesse contexto, o trabalho teve como objetivos a busca de fontes de resistência genética à V. dahliae em Solanum melongena, S. stramonifolium e S. scuticum e o manejo da água da irrigação para o controle da murcha de verticílio em berinjela. Foram testados genótipos de três espécies de Solanum quanto à resistência ao patógeno, em casa de vegetação, via inoculação pelo método de imersão de raízes em inóculo do patógeno (2x106 conídios/ml). A avaliação dos genótipos foi realizada 21 dias após a inoculação por uma escala de notas de 1 (planta assintomática) a 5 (planta morta), considerando sintomas foliares e escurecimento vascular. De acordo com a reação dos genótipos, estes foram classificados em resistentes ou suscetíveis, baseado no índice de doença (ID). Cerca de 35%dos genótipos de S. melongena e 15% dos genótipos de S. stramonifolium foram classificados como resistentes e demonstraram potencial para serem utilizados em futuros programas de melhoramento genético visando resistência à doença. Todavia, em S. scuticum, 100% dos genótipos foram classificados como suscetíveis. Em complemento, plantas de berinjela cv. Ciça foram transplantadas em microplots com volume de solo de 0,64 m³ e cobertura plástica, previamente infestados com V. dahliae ou sem o patógeno. Foram testados efeitos de quatro manejos de irrigação: AD90%: irrigado quando a água disponível (AD) no solo fosse reduzida para 90%, durante todo o ciclo da cultura; AD55%: e AD20%: irrigados quando a água disponível no solo fosse reduzida para 55% ou 20% durante todo o ciclo da cultura; e AD20-90%: irrigado no estádio vegetativo com 20% de água disponível e 90% no estádio de produção. A incidência de doenças, foi de 72% em solo inoculado, não tendo sido afetada pela estratégia de manejo de água. Não houve efeito significativo dos fatores avaliados sobre a altura de plantas. Entretanto, no que se refere à severidade da doença, a estratégia de manejo adotada no tratamento AD20-90% acarretou redução de 42% na severidade da doença, relativamente à média dos demais tratamentos, e menor altura da lesão provocada pelo patógeno no xilema, a qual não diferiu significativamente dos tratamentos AD55% e AD20%. A produção de massa seca da parte aérea no tratamento AD20-90% não diferiu dos demais e a produção no AD90% superior que a dos AD55% e AD20%, tanto em condições de solo inoculado quanto sem inoculação. A estratégia de manejo que se mostrou mais viável para reduzir a severidade da murcha de verticílio, sem prejudicar a produção de massa seca, foi irrigar com déficit durante o estádio vegetativo e de forma plena durante o estádio de produção. _________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The eggplant (Solanum melongena L.) is considered a rustic crop however is susceptible to some fungi diseases. Verticillium wilt (Verticillium dahliae) is difficult to control, the curative control is impossible in the field, while the preventive one is not always effective, because of the extensive survival capacity of the pathogen. There are no commercial eggplant varieties resistant to the disease, so the genetic resistance control is ineffective. The irrigation management can be helpful in reducing the disease severity during the crop cycle, but the literature presents controversial studies about the amount of water that encourage the disease. In that context, the aim of the study was to seek sources of resistance to V. dahliae in Solanum genus accessions and to evaluate the relationship between water availability in the soil and occurrence of Verticillium wilt in eggplant, in order to identify irrigation strategies that do not favor the pathogen and slow the progress of the diseaseAccession of three species of genus Solanum were evaluated as to the reaction to V. dahliae, using the method of root immersion for inoculation, and transplanted to 1.5 L pots, kept in greenhouse of National Center for Research on Vegetables – CNPH, Brasília – DF, Brazil. The evaluations were carried out 21 days after the inoculation using scale of 1 (healthy plant) to 5 (dead plant). Based on a disease index (ID) for severity values, the accessions were classified as resistant or susceptible. 34.6% of S. melongena genotypes and 15.4% of S. stramonifolium genotypes were classified as resistant, presenting potential for use in future breeding programs for resistance to the disease. S. scuticum presented 100% of susceptible genotypes. The experiment was carried out at the Experimental Station of Biology of University of Brasília, Federal District, Brazil. Eggplants, cultivar “Ciça” were transplanted into concrete tanks containing artificially inoculated soil with V. dahliae and non inoculated soil as control. The treatments consisted in irrigating the plants when the amount of available water in soil were reduced to 90% (AD90%); 55% (AD55%) and 20% (AD20%), throughout the crop cycle, and when the soil reached 20% during the vegetative stage and 90% during the production phase (AD20-90%). The treatment AD20-90% reduces in 42% the severity of the disease, compared with the average of the others treatments, and had shorter length of xylem injury caused by the pathogen, which was not significantly distinct of AD55% and AD20%. The dry matter production of shoot (except fruitage) in treatment AD20% did not differ from the others, but the production in treatment AD90% was significantly higher than AD55% and AD20%, in soil with and without inoculation. The incidence of the disease, absent in non-inoculated soil treatments, was not affected by irrigation treatments in inoculated soil. There was no significant effect of the evaluated factor on plant height. The most effective irrigation strategy to reduce Verticillium wilt, without decrease in dry matter production, was the AD20-90% scheme, where water availability is reduced in vegetative phase and sufficiently provided in the reproductive phase.

Fundação Araucária, CAPES / A jabuticabeira (Plinia sp.) é uma espécie frutífera nativa do centro-sul do Brasil, pertencente a família Myrtaceae. Embora apresente grande potencial de exploração econômica, ainda é uma fruteira típica de quintais e raras são as referências sobre dispersão, caracterização da divergência genética e sistema de reprodução. Estes aspectos são importantes para fomentar futuros trabalhos de melhoramento genético. Com o objetivo de melhor conhecer esta espécie, foram realizados observações e testes sobre a dispersão geográfica de jabuticabeiras nativas na região Sudoeste do Paraná e caracterização da divergência genética entre plantas nativas, assim como, sobre a caracterização morfológica, modo de reprodução, viabilidade do pólen e número cromossômico de genótipos cultivados de três espécies de jabuticabeira (P. cauliflora, P. jaboticaba e P. trunciflora). Na região Sudoeste do Paraná, as jabuticabeiras nativas se localizam sempre na parte mais alta da topossequência e a altura das plantas está relacionada com a altitude do local de ocorrência. Os solos dos locais de ocorrência são argilosos, fortemente ácidos e com baixa saturação de bases. Existem evidências sustentáveis de variabilidade genética entre jabuticabeiras nativas, principalmente entre diferentes locais de ocorrência. Destacam-se os genótipos CV5 e VT3, com alta divergência genética e caracteres agronômicos superiores. Há variabilidade de caracteres de folhas, flores e frutos entre genótipos das três espécies. O tamanho do pedúnculo do fruto pode servir para diferenciação entre as mesmas. A jabuticabeira necessita de agente polinizador, especialmente abelhas africanizadas (Apis mellifera) para que ocorra a fertilização das flores e fixação de frutos. O ácido bórico é necessário na constituição do meio de cultura para testes de germinação in vitro de pólen de jabuticabeira. A viabilidade do pólen é máxima após seis horas da antese, coincidindo com o período de maior visitação das abelhas. É possível a conservação do pólen de jabuticabeira por até 90 dias, desde que apresente alta germinação inicial (maior que 80%). O número cromossômico das três espécies de jabuticabeira parece ser 2n = 22. Entretanto, estas observações não são definitivas e novos estudos são necessários. / The jabuticabeira (Plinia sp.) is native fruit specie of central-south of Brazil, belonging to the Myrtaceae family. Although it has great economic potential exploit, is still a typical fruit for gardens and rare are the references on dispersion, characterization of genetic diversity and reproductive system. These aspects are important to encourage future work on breeding program. Aiming to better know this species, observations and tests were performed on the geographical dispersion of native jabuticaba trees of the southwest of Paraná, Brazil, and characterization of genetic divergence between native plants, as well on the morphological characterization, reproduction mode, pollen viability and the chromosome number of cultivated genotypes of three species of jabuticabeira (P. cauliflora, P. jaboticaba and P. trunciflora). In the Southwest region of Paraná, native jabuticabeiras were located always in the highest part of the toposequence and tree height is related to the altitude of ocurrence. The soils where jabuticabeira grows up are clay, strongly acidic (pH almost 4.0), and with low saturation of bases. There are genetic variability between native jabuticabeira, especially between different places of occurrence. Among them CV5 and VT3 genotypes, showed high genetic diversity and superior agronomic traits. There is variability of characters of leaves, flowers and fruits between genotypes of the three species. The size of the fruit stalk can be used to differentiate them. Jabuticabeira needs a polinizer, especially Africanized bees (Apis mellifera) for flower fertilization and fruit set. The boric acid is needed in making a standard media for testing in vitro germination of jabuticabeira pollen. The pollen viability is greater six hours after anthesis, coinciding with the period of increased bee visitation. It is possible the conservation of jabuticabeira pollen for up to 90 days, if it has high initial germination (greater than 80%). The chromosome number of the three jabuticabeira species seems to be 2n = 22. However, these observations are not definitive and further studies are needed.

Fundação Araucária, CAPES / A jabuticabeira (Plinia sp.) é uma espécie frutífera nativa do centro-sul do Brasil, pertencente a família Myrtaceae. Embora apresente grande potencial de exploração econômica, ainda é uma fruteira típica de quintais e raras são as referências sobre dispersão, caracterização da divergência genética e sistema de reprodução. Estes aspectos são importantes para fomentar futuros trabalhos de melhoramento genético. Com o objetivo de melhor conhecer esta espécie, foram realizados observações e testes sobre a dispersão geográfica de jabuticabeiras nativas na região Sudoeste do Paraná e caracterização da divergência genética entre plantas nativas, assim como, sobre a caracterização morfológica, modo de reprodução, viabilidade do pólen e número cromossômico de genótipos cultivados de três espécies de jabuticabeira (P. cauliflora, P. jaboticaba e P. trunciflora). Na região Sudoeste do Paraná, as jabuticabeiras nativas se localizam sempre na parte mais alta da topossequência e a altura das plantas está relacionada com a altitude do local de ocorrência. Os solos dos locais de ocorrência são argilosos, fortemente ácidos e com baixa saturação de bases. Existem evidências sustentáveis de variabilidade genética entre jabuticabeiras nativas, principalmente entre diferentes locais de ocorrência. Destacam-se os genótipos CV5 e VT3, com alta divergência genética e caracteres agronômicos superiores. Há variabilidade de caracteres de folhas, flores e frutos entre genótipos das três espécies. O tamanho do pedúnculo do fruto pode servir para diferenciação entre as mesmas. A jabuticabeira necessita de agente polinizador, especialmente abelhas africanizadas (Apis mellifera) para que ocorra a fertilização das flores e fixação de frutos. O ácido bórico é necessário na constituição do meio de cultura para testes de germinação in vitro de pólen de jabuticabeira. A viabilidade do pólen é máxima após seis horas da antese, coincidindo com o período de maior visitação das abelhas. É possível a conservação do pólen de jabuticabeira por até 90 dias, desde que apresente alta germinação inicial (maior que 80%). O número cromossômico das três espécies de jabuticabeira parece ser 2n = 22. Entretanto, estas observações não são definitivas e novos estudos são necessários. / The jabuticabeira (Plinia sp.) is native fruit specie of central-south of Brazil, belonging to the Myrtaceae family. Although it has great economic potential exploit, is still a typical fruit for gardens and rare are the references on dispersion, characterization of genetic diversity and reproductive system. These aspects are important to encourage future work on breeding program. Aiming to better know this species, observations and tests were performed on the geographical dispersion of native jabuticaba trees of the southwest of Paraná, Brazil, and characterization of genetic divergence between native plants, as well on the morphological characterization, reproduction mode, pollen viability and the chromosome number of cultivated genotypes of three species of jabuticabeira (P. cauliflora, P. jaboticaba and P. trunciflora). In the Southwest region of Paraná, native jabuticabeiras were located always in the highest part of the toposequence and tree height is related to the altitude of ocurrence. The soils where jabuticabeira grows up are clay, strongly acidic (pH almost 4.0), and with low saturation of bases. There are genetic variability between native jabuticabeira, especially between different places of occurrence. Among them CV5 and VT3 genotypes, showed high genetic diversity and superior agronomic traits. There is variability of characters of leaves, flowers and fruits between genotypes of the three species. The size of the fruit stalk can be used to differentiate them. Jabuticabeira needs a polinizer, especially Africanized bees (Apis mellifera) for flower fertilization and fruit set. The boric acid is needed in making a standard media for testing in vitro germination of jabuticabeira pollen. The pollen viability is greater six hours after anthesis, coinciding with the period of increased bee visitation. It is possible the conservation of jabuticabeira pollen for up to 90 days, if it has high initial germination (greater than 80%). The chromosome number of the three jabuticabeira species seems to be 2n = 22. However, these observations are not definitive and further studies are needed.

Até o momento nenhuma espécie daninha de importância agrícola tinha sido sequenciada no Brasil, dessa forma o arroz vermelho oferece uma oportunidade ímpar para isso, podendo levar a um melhor entendimento do seu genoma e facilitar o desenvolvimento de estratégias mais eficientes de controle destas plantas em condições de campo. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi sequenciar o genoma de dois genótipos de arroz vermelho coletados no estado do Rio Grande do Sul, e que possuem degrane elevado (AV60) intermediário (AV53), bem como realizar uma análise estrutural dos genes relacionados a este caráter. Vários programas montadores foram comparados e o Abbys foi o que gerou o maior número de scaffolds, totalizado um tamanho de genoma de 391,7 e 390,2 megabases, respectivamente para os genótipos AV53 e AV60, o que representa cerca de 90% do genoma referência do arroz. A cobertura do sequenciamento foi de 36.6 X e 32.1 X respectivamente para os mesmos genótipos. A análise estrutural de seis principais genes relacionados ao degrane relevou que a composição gênica é similar entre os genótipos analisados, corroborando com resultados de estudos anteriores. Um grande número de variantes genômicos foi descoberto (SNPs e INDELs). O alinhamento dos genótipos com o genoma de referênciaOryza sativa ssp. indica revelou relativamente menor número de variantes, com frequência de um SNP a cada 264 pb. Por outro lado, o alinhamento contra o genoma referência de Oryza sativa ssp. japonica gerou uma frequência média de 1 SNP a cada 154pb, sendo que a mesma tendência foi observada para os INDELs. A menor frequência de SNPs e INDELs no primeiro alinhamento sugere maior similaridade entre as espécies alinhadas, indicando que o arroz vermelho do sul do Brasil é provavelmente originário da espécieOryza sativa spp indica. / So far no weed species of agricultural importance had been sequenced in Brazil, thus weedy red rice provided a unique opportunity for it, leading to a better understanding of genomic and facilitating the development of more effective strategies to control these plants under field conditions. The objective of this study was sequencing the genome of two weedy red rice genotypes found in the Rio Grande do Sul state, which present high (AV60) and intermediate (AV53) degree of shattering,and perform a structural analysis of the genes related to this trait. Several genome assemblers programs were compared, and Abbys was the one that generated the highest number of scaffolds, totalizing a genome size of 391.7 and 390.2 Mb, respectively for AV53 and AV60 genotypes, which represent about 90% of the rice reference genome. The sequencing coverage was 32.1 and 36.6X respectively for the same genotypes. The structural analysis of 6 key genes related to seed shattering revealed that its genetic composition is similar among the genotypes analyzed, confirming results from previous studies. A large number of genomic variants (SNPs and INDELs) were discovered. The alignment of AV53, and AV60 with the Oryza sativa ssp. indica reference genome showed relatively lower number of variants, with a frequency of 1 SNP every 220 bp, whereas the alignment with the Oryza sativa spp. japonica yielded an average frequency of 1 SNP every 154pb; the same trend was observed for INDELS. The lower frequency of SNPs and INDELS in the first alignment suggests greater similarity between the aligned species, indicating that the origin of weedy red rice in southern Brazil is most likely from the Oryza sativa spp indica.

A aveia nuda (Avena sativa subsp. nudisativa) é caracterizada por produzir espiguetas multiflora e grãos sem casca. O caráter nuda em aveia apresenta expressividade incompleta, apresentando grãos com casca junto com grãos sem casca, este fator a torna menos competitiva no mercado em comparação à aveia com casca (Avena sativa L.). O objetivo deste trabalho foi estimar o número de genes que governam o caráter multiflora/nuda, desenvolver mapas genéticos de ligação a partir de marcadores SNP e identificar marcadores moleculares ligados a este caráter em duas populações de aveia. As populações de progênies utilizadas, F2:5 e F2:6 são oriundas dos cruzamentos: UFRGS 01B7114-1-3 (espigueta normal e grãos com casca) x UFRGS 006013-1 (espigueta multiflora e grãos sem casca) e URS Taura (espigueta normal e grãos com casca) x UFRGS 017004-2 (espigueta multiflora e grãos sem casca). Os genótipos parentais com a característica multiflora/nuda foram avaliados nas estações de crescimento de 2012 e 2013. As linhagens das progênies F2:5 e F2:6 foram avaliadas visualmente quanto ao tipo de panícula e classificadas em: (i) panícula normal (grãos com casca), (ii) panícula multiflora (grãos sem casca) e, (iii) segregante, quando ambos os fenótipos foram observados entre plantas de uma mesma linhagem. Através da plataforma de genotipagem "GoldenGate Genotyping Assay", foram identificados marcadores SNP nos dois cruzamentos. De acordo com a avaliação fenotípica da característica multiflora/nuda nos genótipos parentais, observou-se que houve variação na expressão desta característica entre os genótipos parentais e entre os anos avalidos. Com a análise genética nas duas populações foi observado que na população UFRGS 01B7114-1-3 x UFRGS 006013-1, um gene governa o caráter multiflora/nuda e na população URS Taura x UFRGS 017004-2, dois genes atuam sobre a característica. Os dados fenotípicos obtidos em cada população foram acrescentados ao conjunto de marcadores moleculares, polimórficos entre os genótipos parentais e com padrão de segregação esperado de acordo com as proporções de Mendel, para o desenvolvimento dos mapas genéticos de ligação. Na população UFRGS 01B7114-1-3 x UFRGS 006013-1, os marcadores fenotípicos foram mapeados no grupo de ligação 32 e na população URS Taura x UFRGS 017004-2, no grupo de ligação 15 juntamente com outros 8 marcadores moleculares. Este resultado é pioneiro em aveia nuda e, embora iniciais, representam avanço significativo no entendimento dos fatores genéticos e moleculares que envolvem a característica multiflora/nuda em aveia hexaplóide. / The naked oat (Avena sativa subsp. Nudisativa) is characterized by producing multiflora spikelets and naked kernels. The naked oat trait has incomplete expressivity, showing naked kernels with covered grain, this factor makes it less competitive in the market compared to Avena sativa L.. The aim of this study was to estimate the number of genes that govern the multiflorous/naked character, developing genetic linkage maps from SNP markers and identify molecular markers linked to this trait in two oat populations. The F2:5 and F2:6 populations used are derived from the crosses: UFRGS 01B7114-1-3 (normal spikelet and covered grain) x UFRGS 006013-1 (multiflorous spikelet and naked grain) and URS Taura (normal spikelet and covered grain) x UFRGS 017004-2 (multiflorous spikelet and naked grain). Parental genotypes with characteristic multiflorous/naked were evaluated during the growing seasons of 2012 and 2013. The F2:5 and F2:6 progenies were visually evaluated about the type of panicle and classified as: (i) Normal panicles (covered grain), (ii) panicle multiflorous (naked grain), and (iii) segregating, when both phenotypes were observed between plants of the same progenies. Through genotyping "GoldenGate Genotyping Assay" platform, SNP markers were identified in the two crosses. According to the phenotypic evaluation of multiflorous/naked trait in the parental genotypes, it was observed that there was a variation in the expression of this trait from parental genotypes and the different years. With genetic analysis in both populations was observed in the UFRGS-01B7114 1-3 x UFRGS 006013-1 population that a gene governs the character multiflorous/naked and URS Taura x UFRGS 017004-2 population two genes governs this trait. The phenotypic data obtained for each population were added to a set of molecular markers polymorphic between the parents and with segregation pattern expected according to Mendel's ratios for the development of genetic linkage maps. In the UFRGS 01B7114 1-3 x UFRGS 006013-1 population, the phenotypic markers were mapped on linkage group 32 and the URS Taura x UFRGS 017004-2 population, in linkage group 15 together with 8 molecular markers. This result is a pioneer in naked oats and although early, represent significant advances in understanding the genetic and molecular factors related to characteristic multiflorous/naked in hexaploid oats.

fósforo (P) e o nitrogênio (N) são nutrientes geralmente limitantes ao crescimento e desenvolvimento vegetal. Respostas aclimatativas à sua limitação referem-se às alterações do desenvolvimento radicular e mobilização, transporte, assimilação e metabolismo destes nutrientes. Para que este processo seja desencadeado, é necessária expressão de genes intimamente relacionados com a percepção e transdução do sinal de deficiência de P e N. Os genes envolvidos neste processo ainda são pouco conhecidos. Neste estudo objetivou-se averiguar o papel dos genes mutados nas rotas de aclimatação à limitação de Pi e assimilação de N através da identificação das modificações em nível de expressão gênica nos mutantes p9, p23 e p37, bem como através da avaliação da resposta dos mutantes p9 e p37 ao etileno. Os três mutantes são complementares e ineficientes em utilizar organofosfatos como fonte de P e p23 e p37 são resgatados quando o N é retirado do meio. Há interação P-N em relação à expressão de genes das rotas de aclimatação à limitação de P (AtACP5 e AtPT2), de assimilação de N (NRT1.1, NIA1 e NIA2) e na modulação das raízes laterais (ARF8). Os mutantes têm alteração na expressão dos genes que codificam transportadores de N e P de alta afinidade, assimilação de N, especialmente NIA2, e no caso de p9 e p23, ainda, ARF8. Na ausência de Pi e/ou N, houve rápida exaustão do centro quiescente nas raízes primárias em p23 e p37, assim, os genes mutados devem fazer parte de uma rota que medie as respostas do crescimento radicular em função da disponibilidade de Pi e N. Os mutantes p9 e p37 apresentam deficiência na sinalização ao etileno, sendo possível que p9 possua alteração na homeostase hormonal, e que modificação nos níveis de auxinas e citocininas afetem a síntese de etileno. / Phosphorus (P) and nitrogen (N) are nutrients highly required by plants, and limit plant growth and development. The main acclimation responses to P and N starvation include changes in root development, mobilization, transport, assimilation and metabolism of these nutrients. For properly acclimation, the expression of genes closely related to the perception and signal transduction of P and N deficiencies must work accurately. Which genes are involved in this process is still unclear, therefore, this study aimed to identify changes at the expression level in the p9, p23 and p37 mutants in an attempt to identify the role of the mutated genes in the acclimation pathway to Pi starvation. Furthermore, we aimed to verify the P-N interaction and the response of the mutants p9 and p37 to ethylene. The three mutants are inneficient in using organophosphates as the only source of P, and p9 and p23 recover the COL phenotype in the absence of N. Interaction between P and N was observed in the expression of genes involved in Pdeficiency acclimation, namely AtACP5 and AtPT2, as well as in the N assimilation, NRT1.1, NIA1 and NIA2, and ARF8, involved in lateral root modulation. It was observed that the mutated gene in p9, p23 and p37 affects genes that encode high affinity N transporters, genes involved in N assimilation, especially NIA2. And p9 and p23 also has the regulatory circuit that acts on the modulation of lateral roots affected. A rapid depletion of QC in primary roots of p23 and p37 was observed in the absence of Pi and/or N. It suggests that the mutated genes are involved in a pathway mediating the root growth in response to Pi and N availability. The mutants, p9 and p37, have some kind of deficiency in ethylene signaling. It is also possible that p9 is affected in its hormonal homeostasis, and changes in auxin and cytokinin levels affect the ethylene synthesis.

Fósforo (P) é um dos principais nutrientes que limitam a produção vegetal. Em arabidopsis, sua deficiência reduz o comprimento da raiz principal e aumenta o número e a densidade de raízes laterais. O isolamento e caracterização de mutantes têm ajudado a elucidar a função de genes envolvidos na superação da deficiência de P. Este estudo objetivou fazer a caracterização de respostas morfo-fisiológicas dos mutantes de Arabidopsis thaliana p9, p23 e p37 a suprimentos contrastantes de P, bem como avaliar interações nutricionais de P com outros nutrientes. Este trabalho foi desenvolvido em colaboração com a University of California at Davis, Davis - Califórnia, EUA. Todos os estudos foram conduzidos em câmara de crescimento. Entre os estudos conduzidos citam-se: efeito de formulações de meios de cultura na arquitetura radical; caracterização morfo-fisiológica dos mutantes; transferência de plantas entre meios de cultura com contrastes de P e nitrogênio (N); respostas as interações nutricionais P x Fe e P x N. A maioria das avaliações centraram-se no desenvolvimento do sistema radical, porém em alguns estudos, analisou-se a expressão de genes de resposta à limitação por P. A presença de ácidos nucléicos no meio de cultura reduz o desenvolvimento radical dos três mutantes, sobretudo em p9. A ausência de Fe no meio permite resgate do fenótipo radical de COL em p9, enquanto a supressão de N possibilita resgate do fenótipo em p23 e p37, independente da condição de P. A inibição radical em arabidopsis causada pelo Fe é agravada sob deficiência de P. Parte do fenótipo radical dos mutantes pode ser causada por defeitos na síntese e/ou sinalização de auxinas ou citocininas. As mutações de p9 e p23 foram localizadas no braço superior do cromossomo 1, próximas ao marcador F23M19 onde se obteve as menores taxas de recombinação (0,0% - p9Ler e 7,8% - p23Ler). / Phosphorus (P) is one of the main limiting nutrients to plant production. In arabidopsis, P deficiency reduces the primary root length and increases the number and the density of lateral roots. Isolation and characterization of mutants have contributed to better understanding the function of several genes involved in overcoming P starvation. This study has had as objective figure out morpho-physiological response of the p9, p23 and p37 Arabidopsis thaliana mutants in different P supply conditions, as well as evaluates and identify nutritional interactions between P and other nutrients. This work was developed in a collaborative work with the University of California at Davis, Davis - California, U.S.A. All studies were carried out in growth chamber. Among the conducted studies there are: effect of media on the root arquitecture; morphological and physiological characterization of the mutants; studies with plant transference from media with different P and nitrogen (N) levels and check for nutritional interactions between P x Fe and P x N. Most of the evaluations were focused on root development. However, in some studies we also analyzed the expression of genes related to P limitation. The presence of nucleic acids in the growth media reduces root development of the three mutants, particularly in p9. The absence of Fe in the media rescues the COL root phenotype in p9, while N suppression rescues that phenotype in p23 and p37, regardless of the P condition. The root inhibition in arabidopsis caused by Fe is stronger under P deficiency. Part of the mutant root phenotype might be caused by defects in the synthesis and/or signaling of auxins or cytokinins. The p9 and p23 mutations were mapped to the upper arm of chromosome 1, next to marker F23M19 for which the lowest recombination ratios were obtained (0.0% - p9Ler and 7.8% - p23Ler).

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Botânica, Programa de Pós-Graduação em Botânica, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-04-29T12:55:09Z No. of bitstreams: 1 2012_AnaPaulaZottaMota.pdf: 1513414 bytes, checksum: cbf499db25e8df164204232e78e4f272 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-04-30T14:29:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_AnaPaulaZottaMota.pdf: 1513414 bytes, checksum: cbf499db25e8df164204232e78e4f272 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-30T14:29:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_AnaPaulaZottaMota.pdf: 1513414 bytes, checksum: cbf499db25e8df164204232e78e4f272 (MD5) / Cloroplastos são organelas presentes em todas as plantas e são responsáveis pelo processo da fotossíntese, além de funcionarem como reguladores de diversas vias metabólicas essenciais. Estes possuem seu próprio genoma que, por sua vez, é chamado de plastoma. Seu genoma é circular, altamente conservado e dividido em quatro regiões, sendo duas regiões invertidas e repetidas (IRa – Inverted repeat -, e IRb), uma região única de cópia longa (LSC – Large Single Copy) e uma região única de cópia curta (SSC – Small Single Copy). Atualmente, mais de 40 genomas cloroplastidiais de eudicotiledoneas já estão sequenciados e catalogados em bancos de dados específicos e funcionam como uma importante ferramenta para comparação de genomas. Portanto, com o avanço nos estudos nessa área foi possível observar que o cloroplasto possui um genoma extremamente conservado, apresentando poucas diferenças entre as espécies e, até mesmo, entre plantas e algas. O feijão-caupi (Vigna unguiculata [L.] Walp.), espécie da família das Fabaceae subfamília papilionoídea, é uma leguminosa de grande importância econômica na América Latina, África e Ásia. Muitos grupos, hoje, estão trabalhando com as mais diversas espécies de plantas para, desta forma, obter respostas mais precisas sobre suas origens evolutivas, sua proximidade com outras espécies, como também, explicar a origem desta organela. O sequenciamento do presente trabalho foi obtido pelo método Platinum FLX, gerando um total de 96.215 reads. Esses dados foram analisados com o programa MIRA 3.0, que resultou em um contig final de 152.415 pb. As IR apresentaram 25.883 pb cada, a LSC 81.468 pb e a SSC 19.181. As anotações do genoma cloroplastidial mostraram que a espécie analisada possui 120 genes, sendo que 25 destes estão na região repetitiva do genoma. A comparação com os genomas de outras leguminosas já sequenciadas mostrou a alta conservação do genoma plastidial. Baseado nisso 9 pares primers foram montados para analise de diversas variedades de feijão caupi. Destes, o primer 7 foi selecionado por ser o qual apresentava maior número de polimosfirmos entre as variedades. Com a analise destes polimosfirmos, nas 36 diferentes variedades, foi possível separá-las em dois grupos, haplótipo 0, variedades que apresentavam um sítio de BamHI e haplótipo 1, variedades que não possuíam este sítio. Desta forma levantou-se a hipótese de que as cultivares do Brasil possuam mais de uma origem, além da nigeriana. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Chloroplasts are important cellular organelles found in all plants, responsible for photosynthesis and regulation of different metabolic pathways. They possess their own genome, known as plastome, which is circular with highly conserved four regions; two inverted repeats (IR) designated Ira and IRb; a large single copy (LSC) region and a small single copy (SSC) region. Although analysis of different chloroplast genomes demonstrates that it is highly conserved amongst several plant with little or no difference between species and indeed between algae, more than 40 different plastomes of higher plants have been sequenced and are available in different data base and represent important tools for genome comparative analysis. Cowpea (Vigna unguiculata [L.] Walp.), an important leguminous crop grown in different parts of the world. Different research groups are involved in work that ultimately seek to improve different varieties of the crop. Thus the availability of specific and precise information regarding its evolution and domestication will help in transgenic and breeding programs which will ensure the development of elite varieties of the crop. In this work, the complete chloroplast genome of V unguiculata was generated using Platinum FLX method, which gave a total of 96.215 reads. When analyzed using MIRA 3.0, the reads led to the identification of a final contig containing 152.415bp. The IRs of the plastosome comprise of 25,883 bp each while LSC contains 81.468bp and SSC contains 19.181 bp. Chloroplast genome annotation showed that V unguiculata chloroplast contains 120 genes, 25 of which are located in the repetitive region. Comparative analysis of genomes available from other leguminous species showed high degree of conservation in the chloroplast genome regions. In parallel, and based on the complete genome of V unguiculata, nine (9) pairs of primers (numbered 1 to 9) were designed to analyze 36 different cultivars. Primer 7 was selected because it presented a higher degree of polymorphism among varietys. This 36 varietys in which led to the identification of two distinct groups, designate haplotype 0 and haplotype 1. This divergence leads us to hypothesize that Brazilian cultivars may have originated from other regions of the world.

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.

A brusone, causada pelo fungo Magnaporthe grisea (Hebert) Barr, é uma das mais importantes doenças da cultura do arroz. A resistência genética é a forma mais efetiva para o controle da doença. Os objetivos do presente trabalho foram: identificar genes envolvidos na resposta de resistência à infecção de M. grisea em arroz através das técnicas de expressão diferencial; obter e caracterizar uma biblioteca de cDNAs utilizando como modelo linhas quase-isogênicas de arroz (NILs = Near Isogenic Lines), contendo os genes de resistência Pi-1 e Pi-2; e avaliar e comparar a expressão diferencial de mRNAs, através dos cDNAs isolados em uma série de cultivares com resposta distinta à infecção de M. grisea. Foram identificados dois isolados com virulência diferencial para as NILs e um isolado para os cultivares. Os cDNAs relacionados à resistência do arroz à M. grisea foram identificados a partir de mRNAs isolados das NILs. Foram obtidos 30 fragmentos de cDNAs e 232 clones de cDNAs pelas técnicas de cDNA-AFLP e SSH, respectivamente. A análise das seqüências permitiu identificar genes envolvidos nos processos de metabolismo, transporte de íon inorgânico; transdução de sinais; fatores de transcrição; metabolismo de coenzima; conversão e produção de energia; metabolismo e transporte de carboidrato e biossíntese de proteína. Noventa clones isolados através da técnica de SSH foram selecionados e a expressão diferencial foi avaliada via hibridização em macroarranjos de cDNAs. A ausência de conservação entre os mRNAs diferencialmente expressos nas interações analisadas e a diversidade dos grupos de genes reflete a complexidade das respostas. A análise funcional in vivo desses genes poderá contribuir para utilização dos mesmos na obtenção de uma resistência de espectro amplo à brusone do arroz.