Orientador: Ivan de Godoy Maia / Banca: Miriam Perez Maluf / Banca: Carlos Augusto Colombo / Resumo: Sendo o café (Coffea arabica) um dos mais importantes produtos agrícolas do mundo, o segmento cafeeiro é de grande relevância para o Brasil, que é o seu maior produtor mundial. Doenças e pragas reduzem consideravelmente a produtividade da cultura e conseqüentemente, as margens de lucro. Nesse contexto, a disponibilidade de promotores tecido-específicos, responsáveis pela regulação de genes responsivos a estresses bióticos e abióticos, constitui uma ferramenta fundamental para os programas de melhoramento genético do café visando o incremento de resistência. Pensando nisso, o presente trabalho teve como objetivo realizar a caracterização de um gene que codifica uma Isoflavona Redutase-Like em café (CaIRL), cuja expressão é específica em folha e induzida por estresses, bem como do seu promotor. Para tal, um cDNA cobrindo toda a região codificadora do gene CaIRL foi obtido por 3'RACE e sua seqüência determinada. Uma análise filogenética foi empreendida e mostrou que a CaIRL representa uma nova redutase específica de café. A quantificação da expressão desse gene em folhas de café, via PCR em tempo real, revelou que mesmo é rápida e fortemente induzido pelo fungo da ferrugem alaranjada do cafeeiro (Hemileia vastatrix) e por danos mecânicos realizados no limbo foliar. Uma análise de deleção do promotor CaIRL em plantas de tabaco (Nicotiana tabacum) transgênicas demonstrou que a versão integral desse promotor (0.9 kb) é capaz de garantir uma expressão basal do gene repórter, sendo a mesma induzida por estresse mecânico. Por outro lado, uma expressão bastante reduzida do gene repórter, e não mais induzida por estresse mecânico, foi observada nas plantas transformadas com a versão menor do promotor (0.4 kb). A atividade do promotor CaIRL foi portanto bastante afetada pela deleção efetuada, e uma possível explicação para esse fato está na... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Not available / Mestre

As estimativas de parâmetros genéticos e fenotípicos de uma população possibilitam a avaliação de seu potencial para fins de melhoramento. Foram estimadas as variâncias genéticas e fenotípicas, herdabilidades e coeficientes de variação genético em duas populações de arroz de sequeiro, a CNA-IRAT (P 0) e a PCT-4\0\0\0 (P 1) do projeto de seleção recorrente da Seção de Arroz do Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT, Colômbia), a partir de um experimento em bloco são acaso, com quatro repetições, instalado na Estacion Experimental"La Libertad", Villavicencio, Colômbia, no primeiro semestre do ano agrícola 1995. Foram avaliadas as características altura da planta, dias para floração, número de perfilhos por planta, número de panículas por planta, produção de grãos por planta, peso de 100 grãos e fertilidade, e comparou-se as duas populações com relação ao potencial destas em programas de melhoramento. As comparações entre médias e variâncias foram feitas através de análises de variâncias, onde as cinco linhagens, que haviam sido utilizadas como parentais para a formação de P1 também foram utilizadas como tratamentos. Para estimar as variâncias genéticas que a variância existente dentro de linhagens homozigotas correspondia à variância ambiental, e por diferença estimou-se as variâncias genéticas. Concluiu-se que a população P 1 diferiu da P 0 em termos de média, para as características altura de planta, dias para floração, número de perfilhos por planta, número de panículas por planta e peso de cem grãos. Em termos de variância, as populações diferiram entre si para as características dias para floração, número de perfilhos por planta e número de panículas por planta. Com base nas estimativas de parâmetros genético- estatísticos, pode-se afirmar que a população P 1 apresenta-se mais favorável ao melhoramento genético para as características número de ) perfilhos por planta, número de panículas por planta e produção de grãos por planta que a população P 0. A população P 1 foi considerada superior à população P 0 por ter apresentado diminuição na característica altura de planta e aumento em número de perfilhos por planta e número de panículas por planta / not available

O presente trabalho refere-se à avaliação do potencial genético das populações de milho (Zea mays L.) BR-105 e BR-106 para o melhoramento interpopulacional. Utilizaram- se para tanto, de progênies de meios irmãos interpopulacionais obtidas de plantas endogâmicas - S1,s. Estas progênies foram avaliadas em Goiânia-GO, Sete Lagoas-MG e Londrina-PR. Foram tomados dados de produção (peso de espigas espalhadas), altura da planta e da espiga e índice de espigas (número de espigas dividido pelo número de plantas por parcela). A estimativa da heterose para peso de espigas despalhadas foi de 23,55 e 11,19% em relação à média dos pais e ao pai superior, respectivamente. Com relação aos caracteres altura da planta e da espiga, verificou-se que o híbrido interpopulacional possui porte semelhante ã media dos híbridos comerciais utilizados como testemunhas e valores de heteroses baixos e até negativos, principalmente em relação à população parental superior (BR-106). Para todos os caracteres avaliados, foram apresentados dados de variabilidade genética interpopulacional e progressos esperados com seleção, para investigar o potencial destas populações para o melhoramento interpopulacional. Verificou-se que as magnitudes destas estimativas permitem progressos substanciais com seleção recorrente recíproca. A variância da interação efeitos aditivos x locais foi 2,40 vezes inferior à variância genética aditiva para o caráter peso de espigas. Estes resultados indicam que existe variabilidade genética aditiva suficiente para permitir progressos substanciais com seleção para uma ampla região, uma vez que o progresso esperado com a seleção recorrente recíproca para o híbrido interpopulacional foi de 9,05% para o caráter peso de espigas, o que corresponde a cerca de 900 kg por hectare. Para os demais caracteres, a variância da interação efeitos aditivos x locais apresentaram magnitudes baixas e ou insignificantes. A metodologia proposta por MORENO GONZALES(1986), de avaliação das populações envolvidas no programa de seleção recorrente reciproca em locais diferentes e contrastantes, não se mostrou promissora. Os resultados das estimativas de progressos esperados no híbrido interpopulacional obtidos segundo esta metodologia variaram de 5,75 a 8,52%, sendo que o melhor resultado e inferior ao obtido quando se avalia e seleciona em todos os locais propostos. Entretanto, estes resultados mostram que uma escolha errada de locais, na eventualidade de falta de recursos e ou sementes, poderia diminuir em muito a magnitude do progresso esperado com a seleção. As estimativas dos progressos indiretos esperados com a seleção, obtidas neste trabalho permitem concluir que, ocorrendo falta de recursos e ou sementes, o melhor local para a avaliação das progênies seria Sete Lagoas (local 2 ). A produtividade teórica dos melhores híbridos de linhagens e em média 66,04 e 57,52% superior à média dos híbridos utilizados como testemunhas (BR-301 e XL-670) , considerando híbridos simples e duplos, respectivamente. As elevadas produtividades das populações per se e do híbridos interpopulacional, a heterose para peso de espigas relativamente alta, o porte das plantas e a altura das espigas semelhantes ás testemunhas, a elevada magnitude da variabilidade genética e do progresso com seleção, e a possibilidade de obtenção de híbridos de linhagens muito produtivos, evidenciam o potencial destas populações para serem utilizadas em programas de seleção recorrente recíproca e de híbridos de linhagens. / The present work was carried out in order to evaluate the genetic potencial of the maize (Zea mays L.) populations BR-105 and BR-106 aiming an interpopulation breeding program. There were used interpopulation half - sib progenies from S1 plants. These progenies were evaluated in Goiânia-GO, Sete Lagoas-MG and Londrina-PR, Brazil. Data of ear yield, plant and ear height and ear index (number of ears/number of plants per plot) were recorded. The estimate of heterosis for ear yield was 23.55 and 11 .9% in relation to the mid-parent .and high-parent respectivelly. For plant and ear height the interpopulation hybrid was similar to the commercial hybrids used as checks. These traits had shown low and even negative values of heterosis, mainly in relation to the higher parental population (BR-106). To investigate the potential of these populations for interpopulation breeding, data of interpopulation genetic variability and expected progress with selection were estimated for all the evaluated traits. According to the magnitude of these estimates, a substantial expected progress with reciprocal recurrent selection was estimated. The additive environment interaction variance was 2.40 times inferior to the additive genetic variance for ear yield. This result indicated there is enough additive genetic variability to allow a substancial progress with selection for a large region since the expected progress with reciprocal recurrent selection for ear yield in the interpopulution hybrid was 9.05% which means 900 kg per hectare. For the other traits, the additive genotype x environment interaction variances were low and/or non significant. The proposed methodology by MORENO GONZALES (1986) for evaluating populations involved in reciprocal recurrent selection programs in different and contrasting locations was shown to be not very much promising. According to this methodology the estimates of the expected progress in the interpopulation hybrid varied from 5.75 to 8.52%: The best result is inferior to that obtained when selection for interpopulation hybrid was based in all locations. Meanwhile these results show that a wrong choice of places, in the case of lack of resources or seeds might decrease the expected progress with. selection. The estimates of the indirect expected progress with selection allow the conclusion that in a lack of resources and/or seeds, Sete Lagoas (place 2) would be the best location for progenies evaluation. The theoretical productivity of the best estimated hybrids of inbred lines are in average 66.04 and 57.52% higher than the average of the hybrids used as checks (BR-301 and XL-670), considering simple and double - crosses hybrids respectivelly. The high per se population yield as their interpopulation hybrid, the high heterosis for ear yield, plant size and ear height similar to the checks, the high genetic variability and progress with selection and the possibility in getting hybrids of high production, put in evidence the potential of these populations for a reciprocal recurrent selection program and/or an inbred line hybrid program

Resistência a Exserohilum turcicum ( Pass. ) Leonard & Suggs, agente etiológico da"queima"das folhas de milho ou helminthosporiose, é um problema importante a ser considerado no melhoramento do milho. Este trabalho teve por objetivo avaliar, em condições de casa-de-vegetação, os efeitos de um ciclo de seleção recorrente fenotípica em progênies de milho pipoca Composto Indígena para E. turcicum, e a reação de diferentes variedades de milho a isolados do patógeno procedentes de várias regiões do pais. Para a obtenção de inóculo, o patógeno foi cultivado em meio de cultura LCH ( lactose - caseina hidrolisada) e incubado a ± 21° C, na ausência de luz por 10 dias. A inoculação das plantas foi feita depositando-se 0,5 ml de suspensão de conídios, padronizada para 5 x 103 conídios/ml, no cartucho de plantas no estádio de 4 a 5 folhas verdadeiras. As avaliações para as reações das plantas ao patógeno foram realizadas 14 dias apôs a inoculação, utilizando-se como critério o tipo de reação apresentado plantas. Os resultados para os testes das progênies de milho pipoca Composto Indígena revelaram que, em um ciclo de seleção recorrente fenotípica, foram verificadas diferenças significativas nos níveis de resistência a E. turcicum; tendo sido detectados também ganhos consideráveis nos níveis de resistênciadas progênies quando comparadas com a população original. Os isolados de E. turcicum testados comportaram-se diferentemente quando inocula dos nos diferentes hospedeiros. Através da cultivar de milho comum Iw, com resistência monogênica, foi possível detectar diferentes raças de E. turcicum, sendo -que determinados isolados do patógeno causaram lesões necróticas do tipo suscetível neste hospedeiro, enquanto que outros não. A cultivar F352, com resistência multigênica a E. turcicum, apresentou um alto nível de resistência a todos os isolados testados. O Composto Indígena apresentou segregação para tipos de reação quando inoculada separadamente com os diferentes isolados, re / not available

Este trabalho teve por objetivo determinar um dos procedimentos estatísticos já existentes para melhor avaliação de progênies, considerando limitações como a pouca disponibilidade de material, grande número de progênies e, procurando afetar ao mínimo a precisão do experimento. Foi avaliado um experimento de feijão com 121 progênies S2, provenientes de um programa de seleção recorrente em Lavras/MG. Os dados de produção de grãos (g/parcela) do feijoeiro foram submetidos à análises de variância considerando-se os seguintes procedimentos: látice, blocos aumentados, blocos casualizados completos, testemunha intercalar e método das médias móveis. Realizou-se a comparação entre os diferentes procedimentos quanto à sua eficiência no controle do erro experimental e em relação à precisão das estimativas. Pôde-se concluir que: o emprego do delineamento em blocos aumentados é viável para a seleção de progênies em etapas iniciais de programas de melhoramento genético vegetal. O delineamento em blocos aumentados não se mostrou apropriado para a estimação de parâmetros genéticos devido à baixa precisão das estimativas. O método das médias móveis foi eficiente no controle da heterogeneidade dos blocos, sendo esta eficiência similar àquela proporcionada pela análise em látice / not available

Estudaram-se 27 caracteres agronômicos para verificar suas alterações ao longo do melhoramento, correlações com a produção e formular ideotipo para milho. Ocorreram alterações na produção, eficiência, prolificidade, acamamento, altura de planta e espiga, relação entre as alturas, número de ramificações do pendão, área foliar, angulo foliar, dias para florescimento, índice de raízes adventícias aéreas e índices de bonecas. A produção e/ou seus caracteres correlacionaram-se positivamente com a uniformidade e velocidade de germinação, índices de bonecas, prolificidade, número total de folhas, folhas acima da espiga e eficiência e negativamente com dias para florescimento, acamamento, numero de ramificações do pendão, relação entre alturas e angulo foliar. O ideotipo idealizado foi de planta mais precoce e com maior período de enchimento de grãos. Também prolifica, com menor área foliar, folhas mais eretas e também apresentar posicao relativa da espiga mais baixa e pendão com menor número de ramificações / not available

O objetivo do presente trabalho foi a quantificação dos componentes da interação genótipo x ambiente, mais precisamente genótipo x ano, em progênies provenientes de cruzamentos biparentais de soja [Glycine max (L.) Merril] e suas implicações no melhoramento. Três populações denominadas 1, 2 e 3; oriundas dos cruzamentos BR 80-14853 x PI-165896, PI-123439 x PI-239235 e GAÚCHA x OC 79230 respectivamente; compostas de 60 linhagens homozigóticas aleatórias obtidas pelo método SSD (Single seed descente), foram avaliadas em relação ao caráter produtividade de grãos, em uma localidade (Piracicaba, SP/Brasil) durante três anos agrícolas: 1993/4, 1994/5 e 1995/6. Empregou-se um delineamento em blocos ao acaso modificado com três repetições e parcelas lineares de um metro de comprimento por 0,50 metro de largura, contendo 17 plantas após o desbaste. A população 3 foi em média superior quanto à produção de grãos, seguida pelas populações 1 e 2, respectivamente. Detectou-se variabilidade genética altamente significativa para as três populações, indicando a possibilidade de seleção de linhagens superiores. Detectou-se também uma interação genótipos x ambientes (progênie x anos) altamente significativa para todas as populações avaliadas. A análise dos componentes da interação fenotípicos e genéticos demonstrou que o componente complexo da mesma foi predominante em alto grau (média das três populações: 90,91% e 96,03% , para os componentes genéticos e fenotípicos, respectivamente). As implicações da predominância do componente complexo da interação nos programas de melhoramento foram estudados e discutidas em detalhe no presente trabalho / not available

O presente trabalho teve como objetivo elevar, por meio de mutações, a produção de enzimas pectinolíticas e manter em níveis insignificantes a de celulases na linhagem IFO 4626 de Penicillium chrysogenum. No 1º ciclo de mutação-seleção utilizando radiação ultravioleta foram obtidos mutantes que, selecionados em meio de cultura sólido apresentaram produção de pectinases superior à linhagem original, foram isolados 390 mutantes e destes, os 38 superiores foram reavaliados destacando-se a linhagem M85. Na avaliação em meio de cultura líquido, a M 85, quando comparada à original, apresentou elevação da atividade especifica de PL em torno de 40% cultivada em MMTf e de 20% na atividade especifica de PG, no mesmo meio. Aumento menos expressivo de atividade específica de PL foi encontrado quando cultivou-se a M 85 em MMTf, 10% enquanto que para a atividade específica de PG no mesmo meio não houve mudança significativa. Dando continuidade ao processo de melhoramento, a M 85 foi submetida a um novo ciclo de mutação-seleção por meio do acido nitroso. Foram isolados através de seleção em meio de cultura sólido, 410 novos mutantes. Destes, 8 se destacaram, sendo superior entre eles, a linhagem L 85. Na avaliação em meio de cultura líquido, no MMTf, a L 85 quando comparada à M 85 e a IFO 4626 teve aumentada a atividade específica de PL elevada em torno de 100% e 200% respectivamente; para a atividade especifica de PG, o aumento foi de 15% e 40% com relação a M85 e IFO 4626, respectivamente. A atividade específica de PL da linhagem L 85 cultivada no meio MMTf apresentou aumento em torno de 30% e 40% quando comparada a M85 e IFO 4626, respectivamente. Com relação à atividade especifica de PG da L 85 cultivada no meio MMTf, não houve alteração significativa quando comparada com as linhagens IFO 4626 e M 85 no referido meio / not available

Oryza sativa (arroz) é um dos cereais mais produzidos no Brasil e no Rio Grande do Sul. Contudo, perdas na produção podem ocasionar alta dos preços e prejuízos aos produtores. A brusone do arroz, causada por Magnaporthe oryzae, é uma das doenças que mais causa danos à cultura. A resistência genética à M. oryzae, raça-específica, tem sido majoritariamente o objetivo do melhoramento genético. Entretanto, essa característica é pouco durável no campo. Uma alternativa é a resistência de não-hospedeiro ou resistência basal, que confere à planta resistência de amplo espectro e de maior durabilidade. Este trabalho teve como objetivo investigar os mecanismos de resistência basal de genes selecionados e comparar as respostas de uma espécie hospedeira O. sativa, e uma espécie não-hospedeira, A. thaliana, frente à infecção por M. oryzae. Os genes EDR1, OsRac1, SGT1, HSP90, STP1, WRKY89, WRKY 53 e Spl11 foram selecionados através de busca in silico nas bases de dados de O. sativa e A. thaliana. Foram testadas as isolinhas de O. sativa (IRBL-5M-Pi5, IRBL1-CL-Pi1, IRBL12-M-Pi12 e LTH) e mutantes dos genes escolhidos de A. thaliana. Nas duas espécies foram avaliadas a severidade da doença e as freqüências dos eventos microscópicos desta interação em 4, 18, 24 e 120hai. Nas isolinhas de O. sativa ainda foi mensurada a expressão dos genes selecionados em 0, 4, 18 e 24hai. De acordo com os resultados obtidos quatro genes demonstraram alto potencial de envolvimento na resistência basal de M. oryzae: STP1, WRKY53, WRKY89 e HSP90. Os genes WRKY53 e HSP90 foram fortemente induzidos nas primeiras horas após a inoculação, demonstram atuar na regulação negativa de todas as etapas da interação, e mostraram ser dependentes do gene de resistência de efeito maior na isolinha IRBL1-CL-Pi1 e IRBL5-M-Pi5, respectivamente. O gene STP1 está ligado à regulação negativa da etapa de germinação dos esporos, formação de apressório e infecção, evitando assim o estabelecimento do fungo no hospedeiro. Este gene evidenciou ser dependente do gene de resistência da isolinha IRBL5-M-Pi5. O gene WRKY89 mostrou ter alto potencial para regulação positiva de respostas de defesa basal, e pode estar agindo na repressão do estabelecimento de M. oyzae nas células de O. sativa. De modo geral, a paralisação do estágio de infecção do fungo foi o momento que mais contribuiu para a resistência nas primeiras horas após a inoculação. Para todos os genes que apresentaram potencial relação com a regulação da resistência basal são necessários aprofundamentos das avaliações nos primeiros momentos principalmente em 4hai, como a observação da formação de papilas e espécies reativas de oxigênio. / Oryza sativa (rice) is one of the most commonly produced cereals in Brazil and in Rio Grande do Sul. However, losses in production may lead to high prices and losses for producers. Rice blast, caused by Magnaporthe oryzae, is one the diseases that causes losses in field. The genetic resistance to M. oryzae, specific to race, has been one of the major goals of genetic improvement. However, this feature is not durable in the field. An alternative is non-host resistance or basal resistance, causing the plant to have a broad spectrum of resistance and durability. This study aims to investigate the basal resistance mechanisms of selected genes and to compare the responses of a host species O. sativa, and a non-host species, A. thaliana, to infection by M. oryzae. The genes EDR1, OsRac1, SGT1, HSP90, STP1, WRKY89, WRKY 53 and Spl11 were chosen through search in silico in the database of O. sativa and A. thaliana. The isolines IRBL-5M-Pi5, IRBL1-CL-Pi1, IRBL12-M-Pi12 and LTH were tested for O. sativa and the mutants of chosen genes of A. thaliana. In both species, disease severity and the frequency of microscopic events of this interaction in 4, 18, 24 and 120hpi. Expression of selected genes from 0, 4, 18 and 24hpi in the O. sativa isolines was also measured. According to the results, four genes showed high involvement potential in basal resistance of M. oryzae: STP1, WRKY53, WRKY89 and HSP90. The WRKY53 and HSP90 genes were strongly induced in the first hours after inoculation and showed that they operate in down-regulating in all stages of the interaction, and showed to be dependent on the resistance gene in the isoline IRBL1-CL-Pi1 and IRBL5-M-Pi5, respectively. The STP1 gene is linked to negative regulation of the spore germination step, appressorium formation and infection, thus avoiding the establishment of the fungus in the host. This gene showed to be dependent on the resistance gene in the isoline IRBL5-M-Pi5. The WRKY89 gene showed to have high potential for up-regulation of basal defense response, and may be acting in the repression of the establishment of M. oyzae in O. sativa cells. Generally, the halt of the fungus infection stage was the moment that most contributed to the strength in the hours post inoculation. Deeper evaluations are necessary to all the genes that showed potential relationship with the regulation of basal resistance, especially in 4hpi such as observation of the formation of pappilae and reactive oxygen species.

O presente trabalho teve como objetivo elevar, por meio de mutações, a produção de enzimas pectinolíticas e manter em níveis insignificantes a de celulases na linhagem IFO 4626 de Penicillium chrysogenum. No 1º ciclo de mutação-seleção utilizando radiação ultravioleta foram obtidos mutantes que, selecionados em meio de cultura sólido apresentaram produção de pectinases superior à linhagem original, foram isolados 390 mutantes e destes, os 38 superiores foram reavaliados destacando-se a linhagem M85. Na avaliação em meio de cultura líquido, a M 85, quando comparada à original, apresentou elevação da atividade especifica de PL em torno de 40% cultivada em MMTf e de 20% na atividade especifica de PG, no mesmo meio. Aumento menos expressivo de atividade específica de PL foi encontrado quando cultivou-se a M 85 em MMTf, 10% enquanto que para a atividade específica de PG no mesmo meio não houve mudança significativa. Dando continuidade ao processo de melhoramento, a M 85 foi submetida a um novo ciclo de mutação-seleção por meio do acido nitroso. Foram isolados através de seleção em meio de cultura sólido, 410 novos mutantes. Destes, 8 se destacaram, sendo superior entre eles, a linhagem L 85. Na avaliação em meio de cultura líquido, no MMTf, a L 85 quando comparada à M 85 e a IFO 4626 teve aumentada a atividade específica de PL elevada em torno de 100% e 200% respectivamente; para a atividade especifica de PG, o aumento foi de 15% e 40% com relação a M85 e IFO 4626, respectivamente. A atividade específica de PL da linhagem L 85 cultivada no meio MMTf apresentou aumento em torno de 30% e 40% quando comparada a M85 e IFO 4626, respectivamente. Com relação à atividade especifica de PG da L 85 cultivada no meio MMTf, não houve alteração significativa quando comparada com as linhagens IFO 4626 e M 85 no referido meio / not available