As espécies selvagens relacionadas ao tomateiro (Lycopersicon esculentum Mill. Syn. Solanum lycopersicum L) em latitudes do Sul do Equador ao norte do Chile. Estas condições ambientais contrastantes possibilitaram o aparecimento de grande diversidade genética dentre estas espécies. Lycopersicon cheesmanii f .minor (Hook.f.) C. H. Hill. Syn. Solanum galapagense S. Darwin & Peralta é endêmica das Ilhas Galápagos e possui características peculiares, como porte reduzido, dormência de sementes e folhas bastante recortadas. Estas características também estão presentes em mutantes de tomateiro com deficiência no hormônio giberelina (GA). Mutações em GA como gib1, gib2, gib3 (deficientes) e procera (resposta constitutiva) são amplamente conhecidas em tomateiro. Já os alelos Sp (Self Pruning) e Pts (Petroselinum), presentes em S. galapagense, alteram altura e recorte foliar, respectivamente. Visando entender a natureza destas variações genéticas naturais, foram feitos cruzamentos e retrocruzamentos sucessivos de S. galapagense com a cultivar miniatura de tomateiro Micro-Tom (MT), onde tentou se isolar plantas segregando para características presentes no parental selvagem (dormência, nanismo e maior recorte foliar). Na geração BC1F2 foram selecionados indivíduos com porte menor que MT e folhas com bordos muito recortados. Sementes BC1F3 apresentaram taxa de germinação de 47,6 %, contrastando com o valor 94,5 % apresentado por MT. Entretanto, após aplicação de 100 µM de GA3 a taxa de germinação de BC1F3 foi elevada para 72 %. Em análise de curvas de dose-resposta a GA, as plantas BC1F3 apresentaram menor porte que MT, sendo que este nanismo não foi completamente revertido aplicando-se GA. Em gerações avançadas de retrocruzamentos, constatou-se que a dormência de sementes foi perdida durante as introgressões. Tal constatação leva a crer que o principal componente da dormência de S. galapagense não está ligado ou é efeito pleiotrópico dos genes que respondem pelo seu nanismo ou recorte foliar. A análise de segregação de 278 plantas BC4F2 mostrou que o principal componente do nanismo de S. galapagense segrega na proporção 3:1, sendo a mutação recessiva presente em S. galapagense denominada galapagos dwarf (gdw). Plantas quase isogênicas a MT (geração BC6Fn) foram obtidas carregando os alelos Pts, Sp e gdw. Experimentos comparando-as com MT confirmaram que o alelo Pts aumenta pronunciadamente o recorte foliar de tomateiro e diminui ligeiramente a germinação e o porte das plantas. Tal observação está de acordo com a descoberta recente de que PTS codifica para um gene da classe KNOX, que podem estar envolvidos com GA. Em cominação com Pts, esse alelo parece ter efeito discreto no recorte foliar, mas somente em combinação com Pts. Surpreendentemente, sementes Sp tiveram germinação precoce, comparadas com MT (sp). Já o alelo gdw não mostrou ter efeito na germinação, mas confirmou afetar a altura e o recorte foliar. Esses resultados evidenciam que porte reduzido e folhas bastante recortadas de S. galapagense podem ser atribuídos principalmente a gdw e Pts. A dormência parece ser controlada por outro(s) gene(s) ainda desconhecido(s). Como o novo gene descoberto, GDW, não afeta a germinação, é pouco provável que esteja ligado a GA, podendo ser uma nova classe de genes controlando nanismo. / The tomato (Lycopersicon esculentum Mill. Syn. Solanum lycopersicum L) related wild species evolved into a wide range of latitudes, from the southern of Ecuador to the northern of Chile. These contrasting environment conditions allowed the emergence of great genetic diversity among these species. Lycopersicon cheesmanii f. minor (Hook.f.) C. H. Hill. Syn. Solanum galapagense S. Darwin & Peralta is endemic in the Galapagos Islands and has characteristics such as small plant size, dormant seeds and profusely divided leaves, being these characteristics also common in tomato gibberellin (GA) mutants. GA mutants such as gib1, gib2, gib3 (deficient), and procera (constitutive) are widely known in tomato. In addition to the afore mentioned mutations, the alleles Sp (Self Pruning) and Pts (Petroselinum), present S. galapagense, lead to changes in plant height and leaf architecture, respectively. Aiming at the understanding of such natural genetic variations, successive crosses and backcrosses of S.galapagense with the miniature tomato cultivar Micro-Tom (MT) were made, attempting to isolate plants segregating characteristics of the parental wild species (dormancy, dwarfism, and increased leaf indentation). In the BC1F2 generation were selected individuals shorter than MT, and with more serrated leaf margins or with more leaflets when compared to MT. BC1F3 seeds showed germination rates of only 46.7 %, contrasting with the 94.5% of MTs germination. However, after the application of 100 µM GA, the rate of germination of BC1F3 was increased to 72 %. Analysis GA dose-responses showed that the BC1F3 plants displayed smaller sizes than the MT plants, and this dwarfism was not completely reversed by GA applications. In advanced backcross generations, it was found that the dormancy of seeds was lost during the process of introgression, since the selection was not for this trait, but only for plant with small size and/or more divided leaves. This finding suggests that the main component of dormancy of S.galapagense is not connected to or is not a pleiotropic effect of the genes for dwarfism and leaf shape. The analyzes of the segregation of 278 BC4F2 plants, already harboring the alleles sp and pts from MT, showed that the main component of the dwarfism of S. galapagense segregates in the proportion 3:1, and then, the recessive mutation present in this specie was named galapagos dwarf (gdw). Plants nearly isogenic to MT (BC6Fn generation) were obtained carrying the alleles Pts, Sp and gdw. Experiments comparing these plants with MT confirmed that the allele Pts produces more divided leaf and leaflets, and showed that this allele has a slight effect in reducing seed germination and plant size. This observation is consistent with the recent discovery that Pts codes for a gene from the KNOX class, which may be involved with the GA hormone. The Sp allele had no direct effect on plant height, but only indirectly due to its indeterminate growth. This allele seems to have a slight effect on leaf shape, but only in combination with Pts. Surprisingly, Sp seeds had an early germination when compared to MT (sp). On the other hand, the allele gdw did not show any effect on germination, but confirmed to affect plant height and leaf architecture. Taken together, these results showed that the reduced plant size and the profusely divided leaves of S. galapagense can be attributed mainly to the effect of Pts and gdw alleles. Regarding seed dormancy, this trait appears to be controlled by other(s) gene(s), yet unknown, although Pts also contributes to this characteristic. Since the new gene that we discovered, GDW, does not affect the germination, it is unlikely that it can be linked the GA hormone, but it may represent a new class of genes controlling an important agronomic trait, the dwarfism.

O fungo basidiomiceto Crinipellis perniciosa é o agente causal da vassoura-de-bruxa do cacaueiro (Theobroma cacao), podendo causar sérios perdas na produção. Este fungo é capaz de colonizar, além do cacau, várias outras plantas hospedeiras, onde pode se adaptar às novas condições, contribuindo, dessa forma, para o aumento da variabilidade genética desse microrganismo. Assim sendo, o objetivo desse trabalho foi isolar e identificar C. perniciosa de tecidos sadios de cacaueiro e comparar a sua variabilidade genética e fisiológica com isolados patogênicos por meio de análises moleculares e fisiológicas. Após a desinfecção e retirada da casca dos ramos, colônias morfologicamente similares a C. perniciosa foram obtidas de tecidos sadios de cacaueiro, os quais foram considerados como endófitos. A identificação preliminar desses isolados foi baseada nas observações morfológicas, tais como coloração da colônia e presença de grampos de conexão. Posteriormente, os isolados de C. perniciosa foram caracterizados geneticamente por RAPD, e sequenciamento de regiões do rDNA (18S+5.8S+28S), resistência a fungicidas, produção de exoenzimas e patogenicidade ao cacaueiro. A análise por marcadores RAPD separou os 37 isolados em 8 grupos (G1 a G8), sendo o grupo G1 dividido em 2 subgrupos (G1-1 e G1-2). Por esta análise foi possível observar que linhagens com 100 % de similaridade foram isoladas de locais diferentes, enquanto que isolados obtidos de uma mesma planta podem ser geneticamente diferentes. A análise da seqüência do rDNA dos isolados de C. perniciosa mostrou a formação de 6 grupos distintos (R1 a R6). Isolados obtidos de uma mesma planta não se agruparam, reforçando a hipótese de que isolados geneticamente diferentes podem ocupar a mesma planta hospedeira. Quanto resistência a fungicidas (tebuconazole, mancozeb, benomil e óxido cuproso), foi observado que tebuconazole foi o mais eficiente na inibição do crescimento miceliar, enquanto benomil apresentar menor taxa de inibição. Isolados endofíticos e patogênicos apresentaram comportamento similar em relação aos fungicidas. Resultado semelhante foi observado quanto a produção de exoenzimas (amilase, lipase, pectinase, exo e endoglicanase). Foi observada a produção de todas as enzimas avaliadas, sendo possível detectar variações entre os isolados. Entretanto, esta variação não foi correlacionada ao hábito endofítico ou patogênico. A patogenicidade de 8 isolados de C. perniciosa foi avaliada em mudas de cacau Catongo. A porcentagem de plantas infectadas com sintomas variou de 55% a 100%. Isolados endofíticos apresentaram baixa virulência sobre o cacaueiro, tendo o isolado endofítico 31 induziu sintomas em 60% das plantas inoculadas, resultado este provavelmente devido à alta pressão de inóculo. Este trabalho mostra pela primeira vez C. perniciosa como endófito em tecidos não meristemático do cacaueiro. / The basidiomycete fungus Crinipellis perniciosa (Stahel) Singer is the causal agent of Witches' Broom Disease of Cacao (Theobroma cacao L.) which is the main factor limiting cocoa production in the Americas. Pod losses of up to 90% are experienced in affected areas as evidenced by the 50% drop in production in Bahia province, Brazil following the arrival of the C. perniciosa in the area in 1989. The disease has proven particularly difficult to control and many farmers in affected areas have given up cacao cultivation. Any useful control strategy for Witches' Broom disease must be effective against in range strains of the pathogen. It is already known that pathogenic variation exists among isolates of Crinipellis perniciosa obtained from different areas and host plants. However, any study was developed about the variability between endophytic and pathogenic population. In order to evaluate the genetic variability of 35 isolates of endophytic and pathogenic populations of Crinipellis perniciosa, the RAPD technique, ITS sequencing and fungicide susceptibility were performed. Genetic variability between 35 isolates of C. perniciosa was analysed by the random amplified polymorphic DNA (RAPD) technique, which indicated that isolates from other host plants were more diverse than isolates obtained from cacao plants. Among cacao isolates was observed at least two groups, one formed mainly by endophytic isolates and other by pathogenic ones. Analysis by ITS sequence grouped isolates independently of endophytic or pathogenic status. Fungicide susceptibility showed that cupric oxide inhibits statistically more endophytic isolates than pathogenic ones, showing that could have physiological differences between these populations. The present study highlighted the possible genetic and physiological differences between endophytic and pathogenic population of C. perniciosa.

A cultura do milho (Zea mays L.) apresenta grande importância cultural, social e econômica, tanto no Brasil como no mundo. Entre os fatores que contribuem grandemente para a diminuição de sua produtividade estão as doenças. A mancha de cercospora ou cercosporiose, causada pelo fungo Cercospora zeae-maydis Tehon & Daniels, é uma das principais doenças da cultura em vários países. Uma vez que o uso de híbridos resistentes é a medida mais eficiente para o seu controle, a caracterização e a discriminação de genótipos de milho quanto ao nível de resistência e de isolados do patógeno quanto ao nível de agressividade é uma etapa fundamental de qualquer programa de melhoramento. Isolados de C. zeae-maydis podem ser classificados em dois grupos genéticos, denominados I e II, segundo análise por marcadores AFLP e por restrição da região intergênica espaçadora do rDNA 5.8S. No Brasil, há ocorrência dos dois grupos, mas nos Estados Unidos há uma prevalência do grupo I sobre o grupo II, ao passo que em países do sul da África verifica-se somente a presença de indivíduos do grupo II. Presentemente, não há nenhum relato sistemático sobre diferenças em agressividade entre indivíduos destes grupos. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a agressividade de 20 isolados de C. zeae-maydis dos grupos genéticos I e II quando inoculados em um híbrido de milho suscetível e também testar o comportamento de 10 linhagens de milho frente a oito isolados em dois ambientes para verificar a possível presença de interação diferencial entre isolado, linhagem e local. Para tanto, os isolados foram cultivados em sementes de sorgo para produção de inóculo. Sementes colonizadas foram depositadas no cartucho das plantas e as avaliações foram realizadas utilizando-se escalas diagramáticas. No experimento em casa de vegetação foi verificada uma variação em agressividade entre os isolados do grupo genético I, do grupo genético II e entre os grupos. Observou-se ainda que isolados pertencentes ao grupo genético II são, em média, mais agressivos que isolados do grupo genético I. Este é o primeiro relato de diferenças em agressividade entre os grupos genéticos. No experimento em campo não foram observadas diferenças significativas quanto à agressividade dos isolados avaliados em Jardinópolis (SP) e Indianópolis (MG). Entretanto, observou-se forte interação entre linhagens e locais, indicando que o ambiente exerce influência na doença. Dessa forma, recomendam-se avaliações em ambientes diferentes e a utilização de isolados mais agressivos e pertencentes aos dois grupos genéticos a fim de otimizar a discriminação de genótipos de milho com relação à resistência a C. zeae-maydis. / Maize (Zea maydis L.) is of great social, cultural and economical importance in Brazil and in the world. Maize diseases are the main factors that reduce crop yield. Gray leaf spot, caused by the fungus Cercospora zeae-maydis Tehon & Daniels, is one of the most important diseases in many countries. Given that the disease can be controlled by the use of resistant maize hybrids, the characterization and discrimination of maize genotypes according to their level of resistance and of pathogen isolates according to their aggressiveness are fundamental steps in any breeding program. Isolates of C. zeae-maydis can be classified into two genetic groups, named I and II, by analysis with AFLP markers and restriction of the intergenic spacer region of the 5.8S rDNA. In Brazil, both groups occur whereas in the United States isolates from group I prevail and in some South African countries only isolates from group II can be found. Presently, there are no systematic reports on differences in aggressiveness between these groups. Therefore, the objective of this study was to evaluate the aggressiveness of 20 isolates of C. zeae-maydis from both genetic groups when inoculated in a susceptible maize hybrid and also to test the reaction of 10 maize inbreds to eight C. zeae-maydis isolates in two environments in order to assess the possible occurrence of differential interaction between isolates, inbreds, and locations. Isolates were cultivated in sorghum seeds for innoculum production. Colonized seeds were placed into the whorl of the plants and the disease reaction was evaluated using a diagrammatic scale. In the greenhouse experiment significant variation in aggressiveness was observed among isolates of group I, group II and between groups. Also, it was observed that isolates from group II were, on average, more aggressive than isolates from group I. This is the first report on differences in aggressiveness between the two genetic groups of C. zeae-maydis. In the field experiment no significant differences were observed in aggressiveness among isolates evaluated in Jardinópolis (SP) and Indianópolis (MG) for the inbreds tested. However, a strong interaction between reactions of maize inbreds and regions was observed indicating that the environment influences the disease. Thus, evalutions in several locations with aggressive isolates from both groups is recommended in order to optimize the discrimination of maize genotypes regarding their resistance to C. zeae-maydis.

A andiroba (Carapa guianensis) é uma espécie arbórea de importância econômica na região Amazônica pelo grande interesse que vem despertando nas indústrias madeireira e cosmética. É uma planta monóica, com floração assincrônica e auto-incompatível. Ela é bastante plástica e se adapta para ocupar diferentes ambientes, sendo encontrada tanto no baixio como na terra firme. Os objetivos do presente estudo foram avaliar a estrutura genética de duas populações naturais de andiroba e quantificar a diversidade genética intrapopulacional, a autocorrelação espacial e o fluxo gênico analisando uma única população em dois ambientes distintos (terra firme e baixio) e em três classes de tamanho (plântulas, jovens e adultos). Para o estudo interpopulacional, foram avaliados 39 indivíduos adultos no município de Porto Acre e 38 em Rio Branco. Já para o intrapopulacional analisaram-se 957 indivíduos do município de Rio Branco. Foram utilizados sete locos polimórficos de microssatélites que permitiram observar 42 alelos em ambas as populações, sendo que as estimativas dos parâmetros genéticos foram muito próximas entre elas. Não foi observada endogamia e a taxa de cruzamento aparente foi alta indicando reprodução por alogamia. A maior parte da variabilidade genética (90,5%) foi encontrada dentro das populações. No entanto, a divergência genética entre as populações (9,5%) foi estatisticamente significativa e pode ser considerada intermediária. Com relação à variabilidade intrapopulacional, observou-se 85 alelos na população Rio Branco, com 67 alelos ocorrendo no ambiente de terra firme e 70 no baixio. A diversidade gênica foi semelhante nas três classes de tamanho na população total e nos dois ambientes, não tendo sido observada endogamia em nenhuma das classes de tamanho dos ambientes. Também não foi observada divergência genética entre as classes de tamanho. Já entre os indivíduos do ambiente de terra firme e os do baixio esta divergência foi baixa (1,63%), mas significativa. A taxa de cruzamento aparente foi alta tanto para os ambientes como para a população total. As analises de autocorrelação espacial dos genótipos revelaram que a população Rio Branco apresentou baixa estruturação espacial, sendo que as árvores localizadas a uma distância de até aproximadamente 370 metros tenderam a ser geneticamente similares. No ambiente de baixio encontrouse este mesmo padrão, com árvores localizadas a uma distância de até 160 metros mostrando-se mais aparentadas entre si. Quando se observou separadamente cada classe de tamanho neste ambiente, verificou-se baixa estruturação na classe dos jovens, e uma disposição quase que aleatória dos genótipos na classe dos adultos. Na terra firme não se observou estruturação espacial dos genótipos em nenhuma das classes. As analises de parentesco das plântulas indicaram que 7,3% dos parentais paternos foram encontrados no ambiente de terra firme e 9,4% no baixio. Este baixo índice encontrado mostra que é grande a quantidade de fluxo gênico vindo de fora da área amostrada. Verificou-se fluxo gênico de longo alcance dentro da população, observando-se uma distância média de até 888,8 metros entre os ambientes. Com base nos conhecimentos gerados sobre a estrutura genética, podem-se estabelecer estratégias de manejo e conservação dessas populações naturais de andiroba. / Crabwood (Carapa guianensis) is a tree of economic importance in the Amazon region, due to the great interest it has been attracting in the wood and cosmetics industries. It is a monoecious species, with asynchronic flowering and self-incompatible. This species is very plastic and adapts to occupy different habitats, and it is found in the lowland and upland habitats. The objectives of this study were to evaluate the genetic structure between two natural populations of crabwood, and to quantify the intrapopulational genetic diversity, the spatial autocorrelation and gene flow of one population, considering two habitats (upland and lowland) and three size classes (seedlings, young plants and adults). For the interpopulational study, 39 adult individuals were evaluated in the municipal district of Porto Acre and 38 in Rio Branco. For the intrapopulational studies, 957 individuals were analyzed in the municipal district of Rio Branco. Seven polymorphic microssatellite loci were used to detect 42 alleles in both populations, were the genetic parameter estimates were very similar to each other. Inbreeding was not observed and the apparent outcrossing rate was high, indicating an outcrossing breeding system for this species. Most of the genetic variability (90.5%) was found to be within populations. However, the genetic divergence between them (9.5%) was statistically significant and can be considered as intermediate. Regarding the intrapopulacional variability, 85 alleles were observed in the Rio Branco population, with 67 alleles occurring in the upland habitat and 70 in the lowland. The genetic diversity was similar in the three size classes in the total population, and in the two habitats. No inbreeding was observed in any of the size classes of either habitat. No genetic divergence was observed between size classes as well. Between individuals of the upland habitat and those of the lowland habitat, this divergence was low (1.63%), but significant. The autocorrelation spatial analysis of the genotypes showed that the Rio Branco population presented low spatial genetic structuring, with the trees located at a distance of approximately 370 meters tending to be genetically similar. In the lowland habitat the same pattern was found, with trees located at a distance of 160 meters tending to be more related between themselves. When each size class of this habitat was observed separately, a low spatial genetic structuring was found in the young classes and an almost random disposal of the genotypes was observed in the adult classes. In the upland habitat, a spatial genetic structure of the genotypes was not observed in any of the size classes. The paternity analysis of the seedlings indicated that 7.3% of the male parents were found in the upland habitat and 9.4% in the lowland. This low index shows that the amount of gene flow coming from outside the sampling area is high. Long-distance gene flow within the population studied was observed, with an average distance of 888.8 m found between habitats. Based in the acquired knowledge on the genetic structure, management and conservation strategies can be established for these natural crabwood populations.

O estudo de fungos endofíticos tem sido intensificado nos últimos anos e abrange principalmente a descrição de novas espécies, o potencial de utilização no controle biológico de fitopatógenos e a produção de metabólitos secundários com atividades biológicas diversas. No entanto, a interação e a possível função destes organismos em plantas de clima tropical são pobremente estudadas e pouco compreendidas. A cana-de-açúcar é uma das principais culturas do Brasil e nos últimos anos está recebendo especial atenção devido à produção de etanol para uso como biocombustível. Um grande avanço no conhecimento das comunidades microbianas endofíticas desta planta tem sido alcançado, abrindo a possibilidade de estudo sobre as funções destes organismos na interação endofítica, bem como de seu potencial biotecnológico. Uma espécie que coloniza consistentemente os tecidos de cana-de-açúcar é o fungo Epicoccum nigrum. Este fungo é conhecido por sua atividade de biocontrole de fitopatógenos e por apresentar metabolismo secundário altamente desenvolvido e diverso. Nesse contexto, este trabalho teve por objetivos: 1) estudar a diversidade genética de isolados endofíticos de Epicoccum de cana-de-açúcar e de outros hospedeiros; 2) desenvolver um sistema de transferência de genes repórteres, visando à análise da interação in vitro e in vivo com cana-deaçúcar; 3) avaliar a atividade antimicrobiana in vitro de isolados endofíticos de Epicoccum contra diferentes fitopatógenos e patógenos humanos; 4) obter mutantes insercionais com atividade antimicrobiana ausente, visando à identificação de genes envolvidos no metabolismo secundário. O trabalho foi iniciado com o isolamento de Epicoccum de cana-de-açúcar. A análise por meio de abordagem polifásica resultou na separação dos isolados em dois taxa distintos (Grupo 1, E. nigrum; Grupo 2, Epicoccum sp.), demonstrando que a classificação de E. nigrum como uma única espécie variável deve ser reavaliada. A seguir, transformantes resistentes a higromicina B e expressando GFP foram obtidos por meio de transferência gênica mediada por A. tumefaciens. Ensaios de colonização de cana-de-açúcar in vitro e in vivo com a linhagem selvagem e transformada demonstraram a natureza não patogênica das linhagens e que E. nigrum é capaz de colonizar endofiticamente e persistir nas folhas desta planta. A análise da atividade antimicrobiana revelou extensa variação fisiológica, a qual foi correlacionada com a variabilidade genética dos isolados. Uma biblioteca de agrotransformantes de E. nigrum e Epicoccum sp. foi caracterizada quanto à perda da atividade antimicrobiana. A análise das seqüências flanqueadoras do T-DNA obtidas por TAIL-PCR a partir dos mutantes revelou que a inserção ocorreu em diferentes locais do genoma, muitos com elevada similaridade com proteínas hipotéticas de fungos, algumas sem função conhecida, e outras contendo domínios conservados envolvidos em diferentes funções celulares, como regulação da expressão gênica, transporte, obtenção de energia e outras funções enzimáticas. A análise do extrato orgânico por meio de bioautografia revelou a perda da atividade antimicrobiana de alguns mutantes insercionais, em comparação ao extrato da linhagem selvagem. O grande número de mutantes obtidos e caracterizados constitui uma ferramenta importante para o estudo molecular do metabolismo secundário deste fungo endofítico, auxiliando o entendimento da biossíntese de diversos compostos com estruturas complexas produzidos por esta espécie. / The study of endophytic fungi has increased in last few years and includes mainly the description of new species, biological control and production of compounds with biological activity. However, due the fact that few studies have been done, the role of these microorganisms inside the host plant from tropical areas is poorly understood. Sugarcane is one of the most important crop in Brazil, mainly due the biofuel production. Therefore, studies have been done to better understanding the role of endophytic microbial diversity inside the sugarcane plants, allowing the possibility to use this interaction in sugarcane production and also find endophytic isolates with biotechnological potential. Previous studies have shown that an important sugarcane endophytic fungus is Epicoccum nigrum, which species has been associated to biological control of many phytopathogens and also production of different secondary metabolites. In this way, the aims of the present study were to 1) study the genetic diversity of sugarcane endophytic Epicoccum; 2) develop a genetic transformation system for Epicoccum spp., allowing the in vitro and in vivo study of the interaction with sugarcane; 3) evaluate the in vitro antimicrobial activity of Epicoccum; 4) obtain mutants defective to antimicrobial activity and identification of genes associated to this activity. The polyphasic approach indicated that the evaluated Epicoccum population present two different genotypes (Group 1: E. nigrum and Group 2: Epicoccum sp.), suggesting that the classification of E. nigrum in only one species should be revised. Mutants resistant to hygromicin B and expressing GFP gene were obtained by transformation with Agrobacterium tumefaciens. In vitro and in vivo sugarcane colonization showed that the Epicoccum isolates and mutants were able to settling endophytically inside sugarcane without induce disease symptoms, and live up to leaves. The results shown that the antimicrobial activity was related to genetic variability, and this activity was better characterized by analysis of a obtained mutant library of E. nigrum and Epicoccum sp. The TAIL-PCR analysis revealed that the T-DNA introduced into the mutants was inserted in different regions of the fungi genome, truncating different genes those coding fungi hypothetical proteins, conserved domain associated to cellular function, such as genetic regulation, energy obtaining and others enzymatic activity. The analysis by bioautography indicated that some mutants lose the antimicrobial activity, allowing the correlation between the truncated genes and antimicrobial compound production. The evaluation of this mutant library showed that different genes are associated to antimicrobial compound production and may be an important tools to study the secondary metabolism in this endophytic fungus, allowing the understanding of biochemical pathway associated to biosynthesis of complex molecules produced by this fungus.

O conhecimento da herança dos caracteres de interesse é essencial para programas de melhoramento genético. Entretanto, a herança é altamente influenciada pelo ambiente e pela constituição genotípica da população e, assim, o acúmulo de informações é de grande importância para um melhor conhecimento das heranças dos caracteres. A maior parte dos estudos de herança de caracteres quantitativos é baseada em genótipos que não são mais usados em programas de melhoramento. Este trabalho teve como objetivo o estudo da herança da produção de grãos (PG) e dos componentes de produção em soja, isto é, número de vagens por planta (VP), número de sementes por planta (SP) e número de sementes por vagem (SV), em uma população derivada do cruzamento entre os cultivares Embrapa 60 e MG/BR 46, de alta divergência genética. Os genitores e as gerações F1, F2 e os dois retrocruzamentos foram avaliados experimentalmente no ano agrícola de 2007/8 para os quatro caracteres no Departamento de Genética da ESALQ, em Piracicaba, SP. Os dados experimentais foram submetidos às análises genéticas segundo o modelo aditivodominante, proposto por Mather e Jinks. As estimativas da heterose foram positivas para três dos caracteres (PG, VP e SP), e em torno de 50%, em relação à média dos genitores, enquanto que para SV a heterose foi nula. A herdabilidade entre plantas foi mediana para os componentes da produção (entre 33% e 42%) e baixa para PG (16%). As estimativas das variâncias aditivas foram sempre superiores às da variância dominante, de forma que os graus médios de dominância para todos os caracteres foram em torno de 1,0 (0,96 a 1,21), indicando a ocorrência de dominância completa para os caracteres avaliados. / The knowledge of inheritance of traits is very important for breeding purposes. However, the inheritance is highly influenced by the environment and the genotypic composition of the population and thus, the accumulative information of estimates is very important for a better knowledge of the inheritance of quantitative traits. Most of the studies of inheritance of quantitative traits in soybeans are based on populations which nowadays have no more interest in soybean breeding programs. The objective of this study was to investigate the inheritance of grain yield (PG) and yield components in soybeans, i.e., number of pods per plant (VP), number of seeds per plant (SP), and number of seeds per pod (SV), in a population derived from two genetically divergent soybean cultivars: Embrapa 60 and MG/BR 46. The parents, F1, F2 and two backcross generations were evaluated in the 2007/8 growing season for the four traits, at the Department of Genetics (ESALQ), in Piracicaba, SP. Experimental data were submitted to genetic analyses according to the additive-dominant model proposed by Mather and Jinks. Heterosis estimates were positive for three out of four traits (PG, VP, SP), with magnitudes around 50%, based on the parent means, while for SV heterosis was null. The heritability estimates on a plant basis were medium for yield components (between 33% and 42%) and low for PG (16%). Additive variance estimates were always higher than the dominance estimates, and the degree of dominance (gmd) for all the traits were around 1.0 (0.96 to 1.21), indicating the occurrence of complete dominance for the traits assessed.

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 alho situa-se encontra entre as principais olericulturas do Brasil, sendo cultivada em praticamente todas as regiões. Apesar de ser uma planta de sistema de reprodução assexuada, o alho cultivado tem apresentado considerável variabilidade, devido à seleção de mutações espontâneas expressas em caracteres de interesse. Coleções de germoplasma dessa espécie têm sido constituídas em vários países, inclusive no Brasil. As avaliações fenotípicas da diversidade genética dos bancos de germoplasma devem ser as mais completas possíveis. Assim, este trabalho teve por objetivo avaliar a divergência genética, através da análise multivariada, de 63 acessos da coleção de germoplasma do Instituto Agronômico de Campinas e Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, com base em dois grupos de variáveis: quantitativas e qualitativas. Os dados foram obtidos de dez variáveis quantitavivas e 18 qualitativas em experimentos conduzidos a campo em 2007, em dois municípios do Estado de São Paulo: Monte Alegre do Sul e Piracicaba, no delineamento de blocos casualizados com cinco repetições. A distância de Mahalanobis (D2) e o complemento aritmético de Jaccard foram utilizados como medidas de divergência para as variáveis quantitativas e qualitativas, respectivamente. Foram aplicadas as técnicas de análise agrupamento do método de otimização de Tocher e UPGMA e correlação entre as matrizes pelo teste de Mantel. Verificou-se que as medidas de divergência foi mais influenciada pelo tipo de variável do que pelo ambiente. Avaliações fidedignas de acessos dessa cultura requerem escolha criteriosa das variáveis ou descritores e dos locais de avaliações. / Garlic is among the main vegetable crop in Brazil, being cultivated through out the country. Despite its asexual reproduction system, cultivated garlic exhibits considerable morphological variation of important traits as result of spontaneous mutations. In Brazil and several others countries germplasm collections are available. The use of accessions in breeding programs requires an adequate evaluation and characterization of the genetic materials. The objective of this work was to evaluate the diversity among 63 accessions of the germplasm collection of the Instituto Agronômico de Campinas and Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz. Multivariate analysis was used considering quantitative as well as qualitative variable, measured in two locations (Monte Alegre do Sul and Piracicaba, São Paulo State, Brazil). Randomized complete blocks were set up in both locations, with five replications, in 2007. Ten quantitative and 18 qualitative variables were considered, with divergence between accession measures using Mahalanobis (D2) distances and the complement of Jaccards similarity, respectively. Grouping was made using Tochers procedure and the UPGMA method. Correlation of distance between matrices were tested with Mantels procedure. It could be seen that nature of the variable affected measures of distance more strongly than the environment. The correlation of distances between types of variables was low as for the compared of locations. This indicates that for evaluating accessions of this crops ca careful choice of variables and also environments is necessary for obtaining reliable results.

O conhecimento dos diferentes fatores genéticos que afetam os caracteres quantitativos de importância agronômica é um pré-requisito importante para o planejamento dos programas de melhoramento genético que visam explorar de maneira eficiente a variabilidade genética disponível nas populações. A importância da epistasia no melhoramento genético das populações de milho ainda não é bem entendida, sendo assim ignorada na maioria dos estudos de herança dos caracteres de interesses para os melhoristas. Os objetivos deste trabalho foram: (i) verificar a importância da epistasia para produção de grãos e seus componentes em milho; (ii) estimar os efeitos epistáticos em cada planta F2 para estes caracteres; e (iii) verificar a importância da interação epistasia x ambientes. A geração F1 obtida do cruzamento entre as linhagens endogâmicas L08-05F e L38-05D foi autofecundada para dar origem à população F2. Uma amostra de 100 plantas F2 foi autofecundada originando 100 progênies F2:3, que foram retrocruzadas com ambas as linhagens genitoras e sua geração F1, seguindo o esquema de cruzamento do delineamento triple test cross (TTC). As 300 progênies de retrocruzamentos foram avaliadas em 11 ambientes no município de Piracicaba/SP, em delineamento alfa-látice 15 x 20, no esquema fatorial com duas repetições por ambiente. As análises de variância seguindo o modelo TTC mostraram que a epistasia total foi altamente significativa para todos os caracteres e que os efeitos epistáticos não aditivos (epistasia aditiva x dominante e/ou dominante x dominante) foram mais importantes que a epistasia aditiva x aditiva. Os efeitos epistáticos estimados em cada planta F2 para a produção de grãos e seus componentes não foram unidirecionais e, além disso, sugerem a presença de epistasia pleiotrópica para PG e a maioria dos componentes da produção. A interação epistasia x ambientes foi verificada apenas para o caráter número de fileiras espigas-1. A presença de efeitos epistáticos positivos poderiam estar contribuindo significativamente para a elevada heterose reportada para o cruzamento entre as linhagens L08-05F x L38-05D. Os resultados sugerem que a epistasia é um componente importante na arquitetura genética dos caracteres estudados, o que significa que o modelo aditivo dominante não é suficiente para descrever a variação genética da produção de grãos e seus componentes na população. Diante disso, os efeitos epistáticos não deveriam continuar sendo ignorados e sua consideração nos modelos de predição da performance dos genótipos e na seleção assistida por marcadores moleculares poderia aumentar significativamente a eficiência da seleção nos programas de melhoramento genético de plantas. / Knowledge of different genetic factors that affect quantitative traits of the agronomic importance, is an relevant prerequisite to plant breeding programs aiming to efficiently explore the genetic variability available in populations. The importance of epistasis in breeding populations of maize is still not well understood, being ignored in most inheritance studies of characters important to plant breeders. This study aimed (i) to verify the role of epistasis in grain yield and its components in maize, (ii) to estimate the epistatic effects in each F2 plant for these characters, and (iii) to verify the role of epistasis x environment interaction. The F1 generation was developed from the cross between the inbred lines L-08-05F and L-38-05D and the F2 population from the selffecundated of F1. A sample of 100 F2 plants was self-fecundated resulting in 100 F2:3 progenies, which were backcrossed with both parental lines and their F1 generation, according to the triple test cross (TTC) design. The 300 backcross progenies were evaluated in 11 environments at the municipality of Piracicaba-SP, Brazil, using an alpha-lattice 15 x 20 design in a factorial arrangement with two replications per environment. Analysis of variance based on the TTC model showed that the total epistasis was highly significant for all characters and that non-additive epistatic effects (additive x dominant and / or dominance x dominance) were more important than the additive x additive epistasis. The epistatic effects estimated in each F2 plant for grain yield and its components were not unidirectional and these estimates suggest the presence of pleitropic epistasis for yield and major yield components. The epistasis x environment interaction was observed only for the number of row eras-1. The presence of positive epistatic effects could contribute significantly to the high heterosis reported for the crossing between the inbred lines L08-05F x L38-05D. Results suggest that epistasis is an important component in the genetic architecture of the traits considered, which means that the additive - dominant model is not enough to describe the genetic variation of grain yield and its components in the population. Thus, the epistatic effects should not remain ignored and its account in the models for predicting performance of the genotypes and in the molecular marker-assisted selection would significantly increase the efficiency of selection programs in plant breeding.