As estimativas de divergência genética (DG) são pouco utilizadas pelos programas de melhoramento na seleção de genitores, pois os resultados das predições têm sido inconsistentes. O objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade de predizer a variabilidade genética (VG) de populações derivadas de cruzamentos biparentais de soja, utilizando dados de DG obtidos com marcadores AFLP (Bonato et al. 2006) e também avaliar a possibilidade de melhorar a associação entre DG e VG com o desdobramento das distâncias genéticas de acordo com um arranjo dialélico, isto é, em distância genética geral (DGGi e DGGj) e distância genética específica (DGEij). Para isso, utilizaram-se 10 populações oriundas de um dialélico com genitores adaptados e com diferentes níveis de divergência genética (DG): baixa ( 0,2 DG £ ), média ( 0,4 DG @ ) e alta ( 0,6 DG @ ). Cada população foi avaliada utilizando 100 progênies F2:3 no delineamento experimental em látice simples 10 x 10 (duas repetições), durante o ano agrícola 2009/10. Foram avaliados os caracteres produção de grãos (PG) e altura das plantas na maturação (AM). Para cada cruzamento foram estimados: variância genética entre progênies F2:3 ( 2 p s ), média das progênies F2:3 ( 3 : 2 F ), amplitude das médias das progênies F2:3 ( 3 : 2 F ), coeficiente de herdabilidade entre médias de progênies ) h ( F 2 x 3 : 2 e respostas à seleção (Rs) com intensidades de 20% e 40%. Para PG, as correlações de Spearman de DG com 2 p s , 2 x h e Rs foram positivas, altas e significativas (P<0,05), indicando um aumento na magnitude destas estimativas com o aumento da divergência genética (DG). Para AM as correlações foram altas e significativas somente entre DG e 2 x h (P<0,05). Em geral, o desdobramento de DG não causou um aumento na associação com as estimativas de parâmetros, exceto para a correlação de DG com 3 : 2 F e 3 : 2 F , em ambos os caracteres. Os resultados sugerem que as divergências genéticas entre os genitores determinadas pelos marcadores AFLP utilizadas neste trabalho refletem a real DG para o caráter PG, uma vez que os mesmos foram consistentes com os resultados obtidos em trabalho anterior, utilizando as mesmas estimativas de DG. Consequentemente, essas estimativas de DG poderiam auxiliar na escolha de genitores de alto potencial para a produção de grãos nos programas de melhoramento genético de soja. / Estimates of genetic divergence (DG) have not been used for parental selection in breeding programs, because of the inconsistence of the results. The objective of this study was to evaluate the possibility of predicting the genetic variability (VG) of soybean populations derived from two-way crosses, using DG data from AFLP markers (Bonato et al., 2006), and also to evaluate the possibility of improving the relationship between DG and VG by partitioning the genetic distance (GD) in general genetic distance (DGGi and DGGj) and specific genetic distance (DGEij), according to a diallel scheme. Ten populations derived from a diallel composed by adapted parents with different levels of genetic divergence (GD) were used: low ( 0,2 DG £ ), medium ( 0,4 DG @ ) and high ( 0,6 DG @ ). One hundred F2:3 progenies of each cross were evaluated in a simple lattice 10 x 10 design (two replications) during the 2009/10 growing season for the traits grain yield (PG) and plant height at maturity (AM). Genetic variance among F2:3 progenies ( 2 p s ), F2:3 progeny mean ( 3 : 2 F ), amplitude of individual F2:3 progeny means ( 3 : 2 F ), heritability among F2:3 progeny means ) h ( 2x , and responses to selection (Rs), with intensities of 20% and 40%, were estimated for each cross. For PG, the Spearman correlation between DG and 2 p s , 2 x h and Rs (20% and 40%) were positive, high and significant (P<0.05), indicating an increase of the parameter estimates following the genetic divergence (DG) increasing. For AM, the correlation were high and significant (P<0.05) only for DG and 2 x h . In general, the partitioning of DG did not increase the association with the parameters estimates, except for the correlation between DG with 3 : 2 F and 3 : 2 F for both traits. General results suggest that AFLP genetic divergence between the parents considered in this study expresses the true DG for PG, since they were consistent with the results of a previous work, using the same estimates of DG. Thus, these estimates of genetic divergence could be used in order to select high potential parents for grain yield in soybean breeding programs.

É conhecido que a epistasia pode ter um efeito importante na dinâmica das populações e no processo evolutivo das espécies e que está envolvida na manifestação de fenômenos biológicos importantes, tais como sobredominância, depressão por endogamia e heterose. No entanto, a epistasia é considerada como um dos aspectos mais complexos da genética quantitativa, uma vez que há limitada informação sobre os seus efeitos nos caracteres quantitativos. As estimativas dos componentes genéticos da variação, através de métodos que desconsideram a epistasia, podem estar viesadas; assim, interpretações de parâmetros genéticos importantes, como coeficientes de herdabilidade e respostas esperadas com a seleção, podem não ser adequadas. Este estudo foi realizado com os objetivos de: i) verificar a presença da epistasia para produção de grãos e alguns caracteres morfológicos em milho, ii) estimar o efeito da interação da epistasia com o ambiente e iii) estimar os efeitos epistáticos em plantas F2 para os diversos caracteres. Cem progênies F2:3 foram obtidas do cruzamento entre as linhagens L-08-05F e L-38-05D e, em seguida, foram retrocruzadas com as linhagens genitoras e com a sua geração F1 , segundo o delineamento triple testcross. As progênies de retrocruzamentos foram avaliadas em diversos ambientes no município de Piracicaba/SP, nos anos agrícolas 2008/2009 e 2009/2010, através do delineamento -latice, em esquema fatorial, com duas repetições por ambiente. Os caracteres avaliados foram produção de grãos (PG), acamamento e quebramento (ACQ), florescimento masculino (FM), florescimento feminino (FF), intervalo entre florescimentos (IF), altura da planta (AP) e da espiga (AE) e a posição relativa da espiga (PRE). A presença de epistasia foi detectada para todos os caracteres, com exceção do acamamento e quebramento. Para produção de grãos, altura da planta e intervalo entre florescimentos a epistasia do tipo aditiva x dominante e/ou dominante x dominante foi mais importante que a epistasia aditiva x aditiva; entretanto, para florescimento masculino e feminino, altura da espiga e posição relativa da espiga, todos os tipos de epistasia foram importantes. A interação entre a epistasia com ambientes foi significativa apenas para florescimento feminino e intervalo entre florescimentos. Foram identificados efeitos epistáticos não-unidirecionais significativos em plantas F2 para todos os caracteres. Estimativas da variância genética aditiva, de dominância e da interação aditiva com ambientes foram significativas para todos os caracteres. As estimativas da variância aditiva e da interação aditiva com ambientes foram significativamente (P £ 0,05) maiores que as das variâncias de dominância, para a maioria dos caracteres. As magnitudes das estimativas dos coeficientes de herdabilidade variaram de mediano a alto. Os graus médios de dominância variaram de 0,35 para PRE a 0,93 para produção de grãos. Os resultados sugerem que, na população estudada, a epistasia constitui um componente importante da variância genética, de forma que as estimativas da variância aditiva e de dominância estão viesadas e, consequentemente, os graus médios de dominância e coeficientes de herdabilidade também estão viesados. / It is known that epistasis may have important effects in the populations dynamics and in the evolutionary process of the species, and that it is involved in manifestation of important biological phenomena, such as overdominance, inbreeding depression and heterosis. However, epistasis is considered one of the more complex aspects of quantitative genetics since little information are available on its effects on quantitative traits. The estimates of genetic components of variation through methods that ignore epistasis could be biased, so the interpretation of important genetic parameters such as heritability coefficients and expected responser to selection could not be adequate. The objectives of this study were: i) verify whether epistasis is present for grain yield and for some morphological traits, ii) estimate the effect of epistasis by environment interaction and iii) estimate the epistatic effects in F2 plants. One hundred F2:3 progenies were obtained from the cross between the inbreed lines L-08-05F and L- 38-05D and then, they were backcrossed to the parental lines and to the F1 generation, according to the triple testcross. The backcrosses progenies were evaluated in several environments in the city of Piracicaba/SP in the 2008/2009 and 2009/2010 growing seasons, through the -lattice design on a factorial scheme with two replications per environment. The evaluated traits were grain yield (GY), root and stalk lodging (PL), days to anthesis (DA) and days to silk emergence (SE), anthesis-silking interval (ASI), plant height (PH), ear height (EH), and ear placement (EP). The presence of epistasis was verified for all traits, except for root and stalk lodging. For the traits grain yield, plant height and anthesis-silking interval the additive x dominance and/or dominance x dominance epistasis were most important than additive x additive epistasis, however, for days to anthesis, days to silk emergence, ear height and ear placement, all types of epistasis were important. Epistasis by environment interaction was significant only for days to silk emergence and anthesis-silking interval. Significant epistatic effects were identified in F2 plants and they were not unidirectional. Estimates of additive, dominance and the additive by environment variance were significant for all traits. Estimates of additive variance and additive by environment variance were significantly (P £ 0,05) higher than those of dominance variance for most of the traits. The magnitudes of the estimates of the heritability coefficients ranged from intermediate to high. The average level of dominance ranged from 0,35 for EP to 0,93 for GY. The results suggest that in the population under study the epistasis is an important component of the genetic variance, therefore, estimates of additive and dominance variance are biased and, consequently, the average levels of dominance and heritability coefficients are also biased.

O nematóide das lesões Pratylenchus coffeae é um dos principais parasitos do cafeeiro e de outras culturas e sua variabilidade biológica, que dificulta a adoção de métodos de controle, contribui para aumentar a sua importância no Brasil. Pela importância da cafeicultura e a falta de estudos com esse nematóide no Brasil, foram realizados experimentos com dois de seus isolados (K5 e M2), com os objetivos de correlacionar densidades populacionais do nematóide aos danos causados e estabelecer possíveis fontes de resistência de cafeeiros ao isolado K5. Foram testadas diferentes densidades populacionais iniciais do isolado M2 em plantas (seis pares de folhas) e plântulas (dois pares de folhas) do cafeeiro arábico ‘Catuaí Vermelho’. As densidades populacionais utilizadas foram de 0, 333, 1.000, 3.000 e 9.000 nematóides por plântula ou planta. A avaliação ocorreu aproximadamente cinco (plântulas) e sete (plantas) meses após a inoculação. Os resultados mostraram que houve uma acentuada redução do crescimento das plântulas, bem como massa fresca das raízes e massa seca da parte aérea, já a partir das densidades mais baixas. A variação populacional (Pf/Pi) foi menor que um (1,0) para todas as densidades de inóculo, indicando que esta cultivar, no estágio de plântulas com dois pares de folhas, mostrou-se intolerante ao parasitismo. Em relação à inoculação das plantas, já com seis pares de folhas, não houve diferenças significativas nas variáveis analisadas e ocorreram decréscimos populacionais do nematóide, indicando que, nessas condições, ‘Catuaí Vermelho’ mostrou-se resistente ao isolado M2. Em relação ao isolado K5, foram realizados cinco experimentos, visando caracterizar as reações de genótipos de Coffea canephora ('Robusta' e 'Conilon'), além de C. arabica ‘Mundo Novo’, comparado às reações frente ao nematóide de galhas Meloidogyne incognita raça 2. No Experimento 1, foram utilizadas plantas de C. arabica ‘Mundo Novo’, inoculadas com 1.480 nematóides por planta (isolado K5 e M. incognita). Após sete meses da inoculação foi feita a avaliação, mostrando que o crescimento populacional dos nematóides foi alto e a reação de suscetibilidade. Mesmo em mudas desenvolvidas de cafeeiro ‘Mundo Novo’, o isolado K5 destacou-se como tão agressivo quanto M. incognita. Os outros genótipos testados, de C. canephora, foram inoculados com 3.000 nematóides por planta. Nos Experimentos 2 e 3, as linhagens IAC 4804 e IAC 4810 de ‘Robusta’ foram suscetíveis ao isolado K5, mas em um deles (IAC 4804) ocorreu grande variação entre as repetições em relação à M. incognita. Apenas o isolado K5 promoveu redução do crescimento do cafeeiro, evidenciado na variável massa fresca das raízes, em ambas as linhagens, sendo que IAC 4810 comportou-se como resistente a M. incognita. No caso de C. canephora ‘Conilon’, ambas as linhagens testadas (IAC 4764 e IAC 4765) foram resistentes ao isolado K5 e suscetíveis a M. incognita. / The lesion-nematode Pratylenchus coffeae is a major pest of coffee and other economic crops and its biological variability, which often makes difficult the adoption of control methods, contributes to increase the importance of this parasite in Brazil. Due to the importance of coffee production and the lack of studies involving this nematode species in Brazil, experiments were set with two of its available isolates (K5 and M2) to correlate initial population densities with the damage caused on coffee plants and to establish possible resistance sources in relation to the isolate K5. Different population densities of isolate M2 were tested in plants (six pairs of leaves) and seedlings (two pairs of leaves) of Coffea arabica ‘Catuaí Vermelho’. The population densities (Pi) were: 0, 333, 1.000, 3.000 and 9.000 nematodes per seedling or plant. The evaluation was done at approximately five (seedlings) and seven (plants) months after inoculation. The results showed that there was a marked reduction of the height, as well as root fresh weight and shoot dry weight of the seedlings, starting from the lower Pi values. The nematode population decreased (Pf/Pi < 1), indicating that this cultivar, at the seedling stage, was intolerant to parasitism. In relation to the inoculation of older plants, there were no significant differences in the growth parameters and the nematode population also decreased allowing ‘Catuaí Vermelho’ to be rated as resistant to the isolate M2. In relation to isolate K5, five experiments (referred to as 1, 2, 3, 4, and 5) were set to characterize the reaction of different genotypes of Coffea canephora ('Robusta' and 'Conilon') and C. arabica ‘Mundo Novo', as compared with their reaction to the root-knot nematode Meloidogyne incognita race 2. In Experiment 1, plants of C. arabica ‘Mundo Novo’ were inoculated with 1,480 nematodes per plant (K5 and M. incognita). The final evaluation after seven months of the inoculation showed a high populational increase of the nematodes and that both were pathogenic at a same extent. The other genotypes tested, belonging to C. canephora, were inoculated with 3,000 nematodes per plant. The genotypes (IAC 4804 and IAC 4810) of ‘Robusta’ were susceptible to isolate K5, but in one of them (IAC 4804) there was great variation among the repetitions in relation to M. incognita. The isolate K5 caused marked reduction in the growth of coffee Robusta plants as evidenced particularly through the root fresh weight values in both tested genotypes; in addition, IAC 4810 was rated as resistant to M. incognita. With regard to C. canephora 'Conilon', both tested genotypes (IAC 4764 and IAC 4765) were resistant to isolate K5 and susceptible to M. incognita.

A cana-de-açúcar é uma das principais culturas agroindustriais do Brasil, sendo amplamente cultivada para a produção de açúcar e etanol. Esta cultura se torna a cada dia mais importante no cenário mundial, devido à busca constante por fontes de energia alternativas e mais sustentáveis. Para atender a crescente demanda, é necessária a liberação frequente de novas variedades, mais adaptadas às regiões de cultivo e tolerantes às alterações ambientais. Assim, o estabelecimento da metodologia de transformação genética além de contribuir para o estudo funcional de genes de interesse é uma metodologia alternativa para obtenção de novas variedades. O processo de obtenção de transgênicos é dependente de um eficiente protocolo de regeneração de plantas in vitro, que geralmente envolve uma fase de formação de células indiferenciadas (calos). A indução e a manutenção dos calos são favoráveis ao aumento da atividade de elementos de transposição (ETs) os quais são muito freqüentes no genoma de cana e podem acarretar variabilidade no genoma vegetal pela alteração dos padrões e funções gênicas devido a essa mobilização, afrontando a fidelidade genética dos cultivares transgênicos obtidos. Baseando-se na importância de reduzir o período de cultura de tecidos e controlar a atividade dos ETs durante o desenvolvimento in vitro, o objetivo desse trabalho foi buscar alternativas no controle e na redução do tempo para regeneração de plantas, inclusive com a aplicação de peptídeos hormonais, assim como de transformar geneticamente as variedades RB835089 e RB835486 com o gene Ddm1 de Arabidopsis, visando o silenciamento dos elementos de transposição em cana-de-açúcar. Para isso, foram analisados os meios de cultura MS3c e ML1G1 e o efeito da água de coco na indução e formação de calos como também na regeneração de plantas. Foram testados os meios de regeneração de plantas MSAc, SRM, ML1R3 e ML1R4, obtendo-se em média 5,2 plantas por explante no meio MSAc, que foi superior aos demais meios. Este meio foi utilizado para testar o efeito individual dos peptídeos hormonais CLV3 e PSK- em calos embriogênicos, os quais apresentaram acréscimo na regeneração de plantas para 9,3 plantas por explantes com doses de 30 µM de PSK-a. A transformação genética por biolística através da cotransformação dos genes neo e AtDdm1 resultou em 34 plantas transgênicas. O estudo da mobilização dos ETs durante o desenvolvimento in vitro foi realizado para quatro retrotransposons. A expressão heteróloga do gene AtDdm1 em cana-de-açúcar mostrou atuar no controle da expressão do retroelemento TE010. O estudo da mobilização dos retrotransposons e do gene Ddm1 endógeno de cana (SsDdm1) durante o desenvolvimento in vitro confirmou que o gene SsDdm1 foi chave no controle da expressão dos retroelementos. A transformação genética com o gene AtDdm1 aliada a rápida regeneração de plantas a partir de discos foliares possibilitam condições que minimizam a expressão dos ETs em cana-de-açúcar. / Sugarcane is one of the major agro-industrial crops of Brazil being widely cultivated for the production of sugar and ethanol. This culture has become increasingly more important on the world stage each day due to the constant search for alternative and sustainable energy sources. In order to meet growing demand, it is necessary to often release new varieties, better adapted to cultivated expansion area and tolerant to environmental changes. Thus, the establishing of genetic transformation methodology beyond of contributing to the functional study of genes of interest and it is an alternative method for obtaining new varieties. The process of obtaining transgenic plants is dependent of an efficient protocol for in vitro plant regeneration, which generally involves a phase of undifferentiated cells (callus). The induction and maintenance of callus are favorable to increase the activity of transposable elements (TEs) which are very frequent in the genome of sugarcane and may cause variability in the plant genome by altering patterns and gene functions due to this mobilization, confronting the genetic fidelity of the transgenic cultivars obtained. Based on the importance of reducing the period of tissue culture and control the activity of TEs during in vitro development, the objective of this work was to seek alternatives to control and reduce the time for plant regeneration, including the use of peptides hormone, as well as to genetically transform sugarcane varieties RB835089 and RB835486 with the Ddm1 Arabidopsis gene to silence the transposable elements in cane sugar. For this, we tested the culture media MS3c and ML1G1and the effect of coconut water in callus induction and growth as well as on plant regeneration. We tested the plant regeneration media MSAc, SRM, ML1R3 and ML1R4, obtaining an average of 5.2 plants per explants using MSAC, superior to other medium tested. It was used to test the individual effect of peptides hormones such as CLV3 and PSK- in embryogenic callus, which showed an increase in plant regeneration to 9.3 plants per explant with doses of 30µM PSK-a. Genetic co-transformation with the neo and AtDdm1 genes by biolistic resulted in 34 transgenic plants. A study of TEs during in vitro development was performed for four retrotransposons. Heterologous expression of the AtDdm1 gene in sugarcane showed to control the expression of the retroelement TE010. The study of mobilization of retrotransposons and the endogenous Ddm1 gene (SsDdm1) during in vitro development confirmed that SsDdm1 was key gene in controlling the expression of retrotransposons. Genetic transformation with the AtDdm1 gene and the fast regeneration of plants provide positive conditions to minimize the expression of ETs in sugarcane.

Os objetivos do presente trabalho compreenderam a obtenção de estimativas de parâmetros genéticos e fenotípicos, como variâncias, correlações, herdabilidades e respostas à seleção, em uma população derivada do cruzamento entre as linhagens 14 e 56 de soja, contrastantes para produção de grãos. Os tratamentos consistiram de uma amostra de 89 progênies F2:4 e 11 testemunhas comerciais, que foram avaliadas em experimentos em látice triplo 10 x 10 no ano agrícola 2007/08 na Estação Experimental Anhembi do Departamento de Genética da ESALQ/USP, localizada em Piracicaba, SP. A parcela experimental foi constituída de uma linha de 2 m de comprimento, espaçada de 0,5 m, contendo 35 plantas no estande ideal, após o desbaste. Foram avaliados os seguintes caracteres: dias até a maturação (DM), altura das plantas na maturação (AM), acamamento (AC) e produção de grãos (PG). As estimativas dos coeficientes de herdabilidade entre médias de progênies foram: elevada para AM (77,4%), mediana para DM (32,3%) e baixas para AC e PG (18,1% e 19,0%, respectivamente). Entretanto, os coeficientes de variação genética foram muito baixos para DM e AC (0,37% e 1,61%, respectivamente), e mais altos para AM e PG (6,80% e 6,83%, respectivamente), indicando a ocorrência de pouca variabilidade genética para DM e AC e, conseqüentemente, poucas perspectivas de resposta à seleção. O coeficiente de correlação genética entre AM e PG foi alto (rg = 0,67), indicando que a seleção para PG deve resultar em plantas mais altas. A estimativa da resposta com seleção das 20% progênies mais produtivas foi de 4,5%, e a resposta correlacionada em AM foi de 3,8%. Devido à baixa variabilidade genética, as respostas correlacionadas esperadas em DM e AC foram muito pequenas. Os resultados indicam que a população pode ser melhorada somente para os caracteres PG e AM. / This paper was carried out in order to estimate genetic and phenotypic parameters, such as variances, heritabilities, correlations and expected response to selection in a population derived from the cross between inbred lines 14 and 56 of soybeans, divergent for grain yield. Entries consisted of a sample of 89 F2:4 progenies and 11 commercial checks, evaluated in a triple 10 x 10 lattice design in the 2007/08 growing season at Anhembi Experimental Station of the Genetics Department (ESALQ/USP), near Piracicaba, SP. Plots were single 2-meter-long rows spaced 0.5 m apart, with 35 plants after thinning. The following traits were evaluated: days to maturity (DM), plant height at maturity (AM), lodging (AC) and grain yield (PG). Heritability estimates on a progeny mean basis were high for AM (77.4%), medium for DM (32.3%) and low for AC and PG (18.1% and 19.0%, respectively). However, genetic coefficients of variation were very low for DM and AC (0.37% and 1.61%, respectively) and higher for AM and PG (6.80% and 6.83%, respectively), which indicates low genetic variability for DM and AC and, consequently, small perspectives of response to selection. Genetic correlation coefficient between AM and PG was high (rg = 0.67), indicating that selection for higher PG will result in taller plants. Expected response based on selection of the 20% high yielding progenies was 4.5%, and the correlated response in AM was 3.8%. The correlated response in DM and AC were very low, due to the low genetic variability. General results have shown that the population can be improved only for the traits PG and AM.

Os programas de melhoramento da cana-de-açúcar demandam aproximadamente 12 anos para a obtenção de um novo cultivar. Assim, os marcadores moleculares podem ser usados como uma ferramenta valiosa, uma vez que possibilitamo estudo da arquitetura genética de caracteres quantitativos, ajudando a reduzir este tempo. Embora a cana-de-açúcar seja uma cultura perene, para a qual o desempenho genotípico é avaliado através de ensaios estabelecidos ao longo de diferentes locais e cortes, a maior parte dos estudos de mapeamento de QTLs ignora a existência de interação entre QTLs, corte e local (QTL × H × L). Neste contexto, o presente trabalho apresenta uma estratégia que foi desenvolvida para a detecção de QTLs em cana-de-açúcar, com base em modelos mistos e mapeamento por intervalo, considerando diferentes estruturas de (co)variância que permitem supor heterogeneidade de variâncias genéticas e existência de correlações genéticas entre cortes e locais. A metodologia de modelos mistos foi aplicada aos dados de uma população segregante obtida a partir do cruzamento entre dois cultivares pré-comerciais de cana-de-açúcar, constituída por 100 indivíduos avaliados em dois locais (Piracicaba e Jaú, SP, Brasil) e em três cortes para produção (toneladas de cana por hectare, TCH), produção de açúcar (toneladas de Pol por hectare, TPH), porcentagem de fibra e Pol (teor de sacarose). A análise fenotípica resultou na seleção do modelo não-estruturado, que assume heterogeneidade de variâncias e existência de correlação genética específica para cada combinação de corte e local, para todos os caracteres avaliados. Na análise de mapeamento, foram detectados 50 QTLs, incluindo 14 QTLs para TCH, 15 para TSH, 10 para Pol e 11 para Fibra. Além disso, os resultados mostram que os efeitos das interações entre QTL e corte (QTL × H), QTL e local (QTL × L) e QTL, corte e local (QTL × H × L) foram importantes para todos os caracteres avaliados. Do total de QTLs identificados, 33 (66 %) apresentaram algum tipo de interação e apenas 17 (34 %) mostraram mesmo efeito entre as diferentes combinações de corte e local. Estes resultados fornecem informações importantes para o entendimento da base genética de caracteres quantitativos relacionados com produção e teor de sacarose em cana-de-açúcar. / Sugarcane breeding programs take at least twelve years to develop new commercial cultivars. Thus, molecular markers can be used as a valuable tool since they offer the possibility to study the genetic architecture of quantitative traits, helping to reduce this time. Although the performance of genotypes in sugarcane breeding programs has been evaluated across a range of locations and harvest years, since sugarcane is a perennial crop, many of the QTL detection methods ignore QTL by harvest by location interaction (QTL × H × L). In this work, a strategy for QTL detection in sugarcane was developed, based on mixed models and interval mapping, considering different (co)variance structures for the modeling of heterogeneous genetic variances and genetic correlations between harvests and locations. The mixed model approach was applied to a data set provided by a segregating population developed from a cross between two pre-commercial Brazilian cultivars, consisted of 100 individuals planted in two locations in 2003 (Piracicaba and Jaú, SP, Brazil) and evaluated in the first, second and third subsequent harvest years for cane yield (tonnes of cane per hectare, TCH), sugar yield (tonnes of sugar per hectare, TSH), fiber percent and Pol (sucrose content). Phenotypic analysis provided the selection of the unstructured model, which allows the assumption of heterogeneity of variance and presence of a specific genetic correlation for each combination of harvest and location. In the QTL mapping procedure, 50 QTLs were detected, including 14 QTLs for TCH, 15 for TSH, 10 for Pol and 11 for Fiber. In addition, the results show that QTL by harvest (QTL × H), QTL by location (QTL × L) and QTL by harvest by location (QTL × H × L) interaction effects were important for all evaluated traits. From the total of QTLs identified, 33 (66%) had some interaction and only 17 (34%) showed stable effects across the different combinations of harvest and location. These results can provide useful information to understand the genetic control of complex traits related with sugarcane production and sucrose content.

O nematóide das lesões Pratylenchus coffeae é um dos principais parasitos do cafeeiro e de outras culturas e sua variabilidade biológica, que dificulta a adoção de métodos de controle, contribui para aumentar a sua importância no Brasil. Pela importância da cafeicultura e a falta de estudos com esse nematóide no Brasil, foram realizados experimentos com dois de seus isolados (K5 e M2), com os objetivos de correlacionar densidades populacionais do nematóide aos danos causados e estabelecer possíveis fontes de resistência de cafeeiros ao isolado K5. Foram testadas diferentes densidades populacionais iniciais do isolado M2 em plantas (seis pares de folhas) e plântulas (dois pares de folhas) do cafeeiro arábico ‘Catuaí Vermelho’. As densidades populacionais utilizadas foram de 0, 333, 1.000, 3.000 e 9.000 nematóides por plântula ou planta. A avaliação ocorreu aproximadamente cinco (plântulas) e sete (plantas) meses após a inoculação. Os resultados mostraram que houve uma acentuada redução do crescimento das plântulas, bem como massa fresca das raízes e massa seca da parte aérea, já a partir das densidades mais baixas. A variação populacional (Pf/Pi) foi menor que um (1,0) para todas as densidades de inóculo, indicando que esta cultivar, no estágio de plântulas com dois pares de folhas, mostrou-se intolerante ao parasitismo. Em relação à inoculação das plantas, já com seis pares de folhas, não houve diferenças significativas nas variáveis analisadas e ocorreram decréscimos populacionais do nematóide, indicando que, nessas condições, ‘Catuaí Vermelho’ mostrou-se resistente ao isolado M2. Em relação ao isolado K5, foram realizados cinco experimentos, visando caracterizar as reações de genótipos de Coffea canephora ('Robusta' e 'Conilon'), além de C. arabica ‘Mundo Novo’, comparado às reações frente ao nematóide de galhas Meloidogyne incognita raça 2. No Experimento 1, foram utilizadas plantas de C. arabica ‘Mundo Novo’, inoculadas com 1.480 nematóides por planta (isolado K5 e M. incognita). Após sete meses da inoculação foi feita a avaliação, mostrando que o crescimento populacional dos nematóides foi alto e a reação de suscetibilidade. Mesmo em mudas desenvolvidas de cafeeiro ‘Mundo Novo’, o isolado K5 destacou-se como tão agressivo quanto M. incognita. Os outros genótipos testados, de C. canephora, foram inoculados com 3.000 nematóides por planta. Nos Experimentos 2 e 3, as linhagens IAC 4804 e IAC 4810 de ‘Robusta’ foram suscetíveis ao isolado K5, mas em um deles (IAC 4804) ocorreu grande variação entre as repetições em relação à M. incognita. Apenas o isolado K5 promoveu redução do crescimento do cafeeiro, evidenciado na variável massa fresca das raízes, em ambas as linhagens, sendo que IAC 4810 comportou-se como resistente a M. incognita. No caso de C. canephora ‘Conilon’, ambas as linhagens testadas (IAC 4764 e IAC 4765) foram resistentes ao isolado K5 e suscetíveis a M. incognita. / The lesion-nematode Pratylenchus coffeae is a major pest of coffee and other economic crops and its biological variability, which often makes difficult the adoption of control methods, contributes to increase the importance of this parasite in Brazil. Due to the importance of coffee production and the lack of studies involving this nematode species in Brazil, experiments were set with two of its available isolates (K5 and M2) to correlate initial population densities with the damage caused on coffee plants and to establish possible resistance sources in relation to the isolate K5. Different population densities of isolate M2 were tested in plants (six pairs of leaves) and seedlings (two pairs of leaves) of Coffea arabica ‘Catuaí Vermelho’. The population densities (Pi) were: 0, 333, 1.000, 3.000 and 9.000 nematodes per seedling or plant. The evaluation was done at approximately five (seedlings) and seven (plants) months after inoculation. The results showed that there was a marked reduction of the height, as well as root fresh weight and shoot dry weight of the seedlings, starting from the lower Pi values. The nematode population decreased (Pf/Pi < 1), indicating that this cultivar, at the seedling stage, was intolerant to parasitism. In relation to the inoculation of older plants, there were no significant differences in the growth parameters and the nematode population also decreased allowing ‘Catuaí Vermelho’ to be rated as resistant to the isolate M2. In relation to isolate K5, five experiments (referred to as 1, 2, 3, 4, and 5) were set to characterize the reaction of different genotypes of Coffea canephora ('Robusta' and 'Conilon') and C. arabica ‘Mundo Novo', as compared with their reaction to the root-knot nematode Meloidogyne incognita race 2. In Experiment 1, plants of C. arabica ‘Mundo Novo’ were inoculated with 1,480 nematodes per plant (K5 and M. incognita). The final evaluation after seven months of the inoculation showed a high populational increase of the nematodes and that both were pathogenic at a same extent. The other genotypes tested, belonging to C. canephora, were inoculated with 3,000 nematodes per plant. The genotypes (IAC 4804 and IAC 4810) of ‘Robusta’ were susceptible to isolate K5, but in one of them (IAC 4804) there was great variation among the repetitions in relation to M. incognita. The isolate K5 caused marked reduction in the growth of coffee Robusta plants as evidenced particularly through the root fresh weight values in both tested genotypes; in addition, IAC 4810 was rated as resistant to M. incognita. With regard to C. canephora 'Conilon', both tested genotypes (IAC 4764 and IAC 4765) were resistant to isolate K5 and susceptible to M. incognita.

A cana-de-açúcar é uma das principais culturas agroindustriais do Brasil, sendo amplamente cultivada para a produção de açúcar e etanol. Esta cultura se torna a cada dia mais importante no cenário mundial, devido à busca constante por fontes de energia alternativas e mais sustentáveis. Para atender a crescente demanda, é necessária a liberação frequente de novas variedades, mais adaptadas às regiões de cultivo e tolerantes às alterações ambientais. Assim, o estabelecimento da metodologia de transformação genética além de contribuir para o estudo funcional de genes de interesse é uma metodologia alternativa para obtenção de novas variedades. O processo de obtenção de transgênicos é dependente de um eficiente protocolo de regeneração de plantas in vitro, que geralmente envolve uma fase de formação de células indiferenciadas (calos). A indução e a manutenção dos calos são favoráveis ao aumento da atividade de elementos de transposição (ETs) os quais são muito freqüentes no genoma de cana e podem acarretar variabilidade no genoma vegetal pela alteração dos padrões e funções gênicas devido a essa mobilização, afrontando a fidelidade genética dos cultivares transgênicos obtidos. Baseando-se na importância de reduzir o período de cultura de tecidos e controlar a atividade dos ETs durante o desenvolvimento in vitro, o objetivo desse trabalho foi buscar alternativas no controle e na redução do tempo para regeneração de plantas, inclusive com a aplicação de peptídeos hormonais, assim como de transformar geneticamente as variedades RB835089 e RB835486 com o gene Ddm1 de Arabidopsis, visando o silenciamento dos elementos de transposição em cana-de-açúcar. Para isso, foram analisados os meios de cultura MS3c e ML1G1 e o efeito da água de coco na indução e formação de calos como também na regeneração de plantas. Foram testados os meios de regeneração de plantas MSAc, SRM, ML1R3 e ML1R4, obtendo-se em média 5,2 plantas por explante no meio MSAc, que foi superior aos demais meios. Este meio foi utilizado para testar o efeito individual dos peptídeos hormonais CLV3 e PSK- em calos embriogênicos, os quais apresentaram acréscimo na regeneração de plantas para 9,3 plantas por explantes com doses de 30 µM de PSK-a. A transformação genética por biolística através da cotransformação dos genes neo e AtDdm1 resultou em 34 plantas transgênicas. O estudo da mobilização dos ETs durante o desenvolvimento in vitro foi realizado para quatro retrotransposons. A expressão heteróloga do gene AtDdm1 em cana-de-açúcar mostrou atuar no controle da expressão do retroelemento TE010. O estudo da mobilização dos retrotransposons e do gene Ddm1 endógeno de cana (SsDdm1) durante o desenvolvimento in vitro confirmou que o gene SsDdm1 foi chave no controle da expressão dos retroelementos. A transformação genética com o gene AtDdm1 aliada a rápida regeneração de plantas a partir de discos foliares possibilitam condições que minimizam a expressão dos ETs em cana-de-açúcar. / Sugarcane is one of the major agro-industrial crops of Brazil being widely cultivated for the production of sugar and ethanol. This culture has become increasingly more important on the world stage each day due to the constant search for alternative and sustainable energy sources. In order to meet growing demand, it is necessary to often release new varieties, better adapted to cultivated expansion area and tolerant to environmental changes. Thus, the establishing of genetic transformation methodology beyond of contributing to the functional study of genes of interest and it is an alternative method for obtaining new varieties. The process of obtaining transgenic plants is dependent of an efficient protocol for in vitro plant regeneration, which generally involves a phase of undifferentiated cells (callus). The induction and maintenance of callus are favorable to increase the activity of transposable elements (TEs) which are very frequent in the genome of sugarcane and may cause variability in the plant genome by altering patterns and gene functions due to this mobilization, confronting the genetic fidelity of the transgenic cultivars obtained. Based on the importance of reducing the period of tissue culture and control the activity of TEs during in vitro development, the objective of this work was to seek alternatives to control and reduce the time for plant regeneration, including the use of peptides hormone, as well as to genetically transform sugarcane varieties RB835089 and RB835486 with the Ddm1 Arabidopsis gene to silence the transposable elements in cane sugar. For this, we tested the culture media MS3c and ML1G1and the effect of coconut water in callus induction and growth as well as on plant regeneration. We tested the plant regeneration media MSAc, SRM, ML1R3 and ML1R4, obtaining an average of 5.2 plants per explants using MSAC, superior to other medium tested. It was used to test the individual effect of peptides hormones such as CLV3 and PSK- in embryogenic callus, which showed an increase in plant regeneration to 9.3 plants per explant with doses of 30µM PSK-a. Genetic co-transformation with the neo and AtDdm1 genes by biolistic resulted in 34 transgenic plants. A study of TEs during in vitro development was performed for four retrotransposons. Heterologous expression of the AtDdm1 gene in sugarcane showed to control the expression of the retroelement TE010. The study of mobilization of retrotransposons and the endogenous Ddm1 gene (SsDdm1) during in vitro development confirmed that SsDdm1 was key gene in controlling the expression of retrotransposons. Genetic transformation with the AtDdm1 gene and the fast regeneration of plants provide positive conditions to minimize the expression of ETs in sugarcane.

Os programas de melhoramento da cana-de-açúcar demandam aproximadamente 12 anos para a obtenção de um novo cultivar. Assim, os marcadores moleculares podem ser usados como uma ferramenta valiosa, uma vez que possibilitamo estudo da arquitetura genética de caracteres quantitativos, ajudando a reduzir este tempo. Embora a cana-de-açúcar seja uma cultura perene, para a qual o desempenho genotípico é avaliado através de ensaios estabelecidos ao longo de diferentes locais e cortes, a maior parte dos estudos de mapeamento de QTLs ignora a existência de interação entre QTLs, corte e local (QTL × H × L). Neste contexto, o presente trabalho apresenta uma estratégia que foi desenvolvida para a detecção de QTLs em cana-de-açúcar, com base em modelos mistos e mapeamento por intervalo, considerando diferentes estruturas de (co)variância que permitem supor heterogeneidade de variâncias genéticas e existência de correlações genéticas entre cortes e locais. A metodologia de modelos mistos foi aplicada aos dados de uma população segregante obtida a partir do cruzamento entre dois cultivares pré-comerciais de cana-de-açúcar, constituída por 100 indivíduos avaliados em dois locais (Piracicaba e Jaú, SP, Brasil) e em três cortes para produção (toneladas de cana por hectare, TCH), produção de açúcar (toneladas de Pol por hectare, TPH), porcentagem de fibra e Pol (teor de sacarose). A análise fenotípica resultou na seleção do modelo não-estruturado, que assume heterogeneidade de variâncias e existência de correlação genética específica para cada combinação de corte e local, para todos os caracteres avaliados. Na análise de mapeamento, foram detectados 50 QTLs, incluindo 14 QTLs para TCH, 15 para TSH, 10 para Pol e 11 para Fibra. Além disso, os resultados mostram que os efeitos das interações entre QTL e corte (QTL × H), QTL e local (QTL × L) e QTL, corte e local (QTL × H × L) foram importantes para todos os caracteres avaliados. Do total de QTLs identificados, 33 (66 %) apresentaram algum tipo de interação e apenas 17 (34 %) mostraram mesmo efeito entre as diferentes combinações de corte e local. Estes resultados fornecem informações importantes para o entendimento da base genética de caracteres quantitativos relacionados com produção e teor de sacarose em cana-de-açúcar. / Sugarcane breeding programs take at least twelve years to develop new commercial cultivars. Thus, molecular markers can be used as a valuable tool since they offer the possibility to study the genetic architecture of quantitative traits, helping to reduce this time. Although the performance of genotypes in sugarcane breeding programs has been evaluated across a range of locations and harvest years, since sugarcane is a perennial crop, many of the QTL detection methods ignore QTL by harvest by location interaction (QTL × H × L). In this work, a strategy for QTL detection in sugarcane was developed, based on mixed models and interval mapping, considering different (co)variance structures for the modeling of heterogeneous genetic variances and genetic correlations between harvests and locations. The mixed model approach was applied to a data set provided by a segregating population developed from a cross between two pre-commercial Brazilian cultivars, consisted of 100 individuals planted in two locations in 2003 (Piracicaba and Jaú, SP, Brazil) and evaluated in the first, second and third subsequent harvest years for cane yield (tonnes of cane per hectare, TCH), sugar yield (tonnes of sugar per hectare, TSH), fiber percent and Pol (sucrose content). Phenotypic analysis provided the selection of the unstructured model, which allows the assumption of heterogeneity of variance and presence of a specific genetic correlation for each combination of harvest and location. In the QTL mapping procedure, 50 QTLs were detected, including 14 QTLs for TCH, 15 for TSH, 10 for Pol and 11 for Fiber. In addition, the results show that QTL by harvest (QTL × H), QTL by location (QTL × L) and QTL by harvest by location (QTL × H × L) interaction effects were important for all evaluated traits. From the total of QTLs identified, 33 (66%) had some interaction and only 17 (34%) showed stable effects across the different combinations of harvest and location. These results can provide useful information to understand the genetic control of complex traits related with sugarcane production and sucrose content.

Os objetivos do presente trabalho compreenderam a obtenção de estimativas de parâmetros genéticos e fenotípicos, como variâncias, correlações, herdabilidades e respostas à seleção, em uma população derivada do cruzamento entre as linhagens 14 e 56 de soja, contrastantes para produção de grãos. Os tratamentos consistiram de uma amostra de 89 progênies F2:4 e 11 testemunhas comerciais, que foram avaliadas em experimentos em látice triplo 10 x 10 no ano agrícola 2007/08 na Estação Experimental Anhembi do Departamento de Genética da ESALQ/USP, localizada em Piracicaba, SP. A parcela experimental foi constituída de uma linha de 2 m de comprimento, espaçada de 0,5 m, contendo 35 plantas no estande ideal, após o desbaste. Foram avaliados os seguintes caracteres: dias até a maturação (DM), altura das plantas na maturação (AM), acamamento (AC) e produção de grãos (PG). As estimativas dos coeficientes de herdabilidade entre médias de progênies foram: elevada para AM (77,4%), mediana para DM (32,3%) e baixas para AC e PG (18,1% e 19,0%, respectivamente). Entretanto, os coeficientes de variação genética foram muito baixos para DM e AC (0,37% e 1,61%, respectivamente), e mais altos para AM e PG (6,80% e 6,83%, respectivamente), indicando a ocorrência de pouca variabilidade genética para DM e AC e, conseqüentemente, poucas perspectivas de resposta à seleção. O coeficiente de correlação genética entre AM e PG foi alto (rg = 0,67), indicando que a seleção para PG deve resultar em plantas mais altas. A estimativa da resposta com seleção das 20% progênies mais produtivas foi de 4,5%, e a resposta correlacionada em AM foi de 3,8%. Devido à baixa variabilidade genética, as respostas correlacionadas esperadas em DM e AC foram muito pequenas. Os resultados indicam que a população pode ser melhorada somente para os caracteres PG e AM. / This paper was carried out in order to estimate genetic and phenotypic parameters, such as variances, heritabilities, correlations and expected response to selection in a population derived from the cross between inbred lines 14 and 56 of soybeans, divergent for grain yield. Entries consisted of a sample of 89 F2:4 progenies and 11 commercial checks, evaluated in a triple 10 x 10 lattice design in the 2007/08 growing season at Anhembi Experimental Station of the Genetics Department (ESALQ/USP), near Piracicaba, SP. Plots were single 2-meter-long rows spaced 0.5 m apart, with 35 plants after thinning. The following traits were evaluated: days to maturity (DM), plant height at maturity (AM), lodging (AC) and grain yield (PG). Heritability estimates on a progeny mean basis were high for AM (77.4%), medium for DM (32.3%) and low for AC and PG (18.1% and 19.0%, respectively). However, genetic coefficients of variation were very low for DM and AC (0.37% and 1.61%, respectively) and higher for AM and PG (6.80% and 6.83%, respectively), which indicates low genetic variability for DM and AC and, consequently, small perspectives of response to selection. Genetic correlation coefficient between AM and PG was high (rg = 0.67), indicating that selection for higher PG will result in taller plants. Expected response based on selection of the 20% high yielding progenies was 4.5%, and the correlated response in AM was 3.8%. The correlated response in DM and AC were very low, due to the low genetic variability. General results have shown that the population can be improved only for the traits PG and AM.