Orientador: Catalina Romero Lopes / Banca: Edson Seizo Mori / Banca: Rogério Abdallah Curi / Resumo: O Arachis Pintoi é uma leguminosa forrageira de alta qualidade, apresentando valores de 18 a 25% de proteína bruta, 60 a 67% de digestibilidade "in vitro" da matéria seca e 60 a 72% de digestibilidade da energia bruta, além de apresentar grande aceitabilidade pelos animais. O valor nutritivo do A. Pintoi é mais alto quando comparado com gramíneas e leguminosas tropicais. No sistema de produção animal em pasto a utilização de leguminosa forrageira deve ser valorizada pela qualidade de produção e pelo alto valor nutritivo que é oferecido à dieta e também pelo aporte de nitrogênio atmosférico incorporado aos ecossistemas das pastagens. O uso de leguminosas em pastagens, no Brasil, ainda é muito limitado, seja porque o portfólio de cultivares é pequeno, ou porque o preço da semente ou do material vegetativo é elevado. Neste trabalho foram avaliados quatro genótipos de A. Pintoi (G1, G2, G3 e G4) oriundos de pré-seleção de um híbrido natural da espécie, utilizando o marcador molecular microssatélite visando à seleção de plantas homozigotas para, a partir delas, seguir o processo de melhoramento em cada genótipo para obtenção de linhagens puras. Foram utilizados nesta avaliação 14 locos de microssatélites dos quais, dez mostraram-se polimórficos e quatro monomórficos. O número de alelos observado variou de 1 a 11 por loco, com um total de 85 alelos e média de 8,5 por loco. A heterozigose observada variou de 0,3377 no loco AP183CV a 0,8701 no loco AP190CV com média de 0,6403. As plantas de maior homozigose foram selecionadas para dar continuidade ao processo de melhoramento e após avaliação agronômica poderão ser lançadas como potenciais cultivares de A. Pintoi. Considerando-se somente as plantas com homozigose superior a 70%, foi possível selecionar cinco plantas do genótipo G1 ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Not available. / Mestre

Orientador: Ivan de Godoy Maia / Banca: Luis Eduardo Aranha Camargo / Banca: Adriane Pinto Wasko / Banca: Edson Seizo Mori / Banca: Esteban Roberto González / Resumo: Os cassetes de expressão empregados atualmente para a produção de plantas geneticamente modificadas são baseados, na sua maioria, em promotores constitutivos que determinam a expressão generalizada do transgene na planta, o que muitas vezes não é necessário nem desejado. A alternativa mais viável para substituição de tais promotores é investir na identificação e caracterização de promotores órgão/tecidoespecíficos ou estímulo-dependentes nas espécies de interesse. O presente projeto teve como objetivos identificar e caracterizar genes com padrão de expressão órgãoespecífico em eucalipto e, a partir dessas informações, isolar e caracterizar as seqüências promotoras adjacentes. Predições in silico no banco de dados do projeto de seqüências expressas do eucalipto (FORESTs), e informações disponíveis na literatura a respeito de genes com padrão de expressão órgão-específico, foram utilizadas na seleção. Assim, 59 genes preditos como possuindo expressão exclusiva em dado órgão foram selecionados para a validação via RT-PCR. Dos candidatos validados, 2 eram de raiz, 1 de folha, 1 de botão floral e 1 de botão floral e fruto, concomitantemente. Três candidatos ubíquos também foram selecionados. Dois desses candidatos tiveram seus perfis de expressão em diferentes órgãos de eucalipto avaliados por PCR quantitativa, indicando que o primeiro é preferencialmente expresso em folhas, e o segundo expresso especificamente em raiz. A partir de estratégias de "genome walking" foram isolados diferentes promotores putativos, sendo que o promotor do candidato com expressão preferencial em folha (1.2 kb) foi selecionado para a caracterização funcional em plantas usando o gene uidA, que codifica a -glucuronidase (GUS), como repórter. Em plântulas transgênicas de tabaco da geração T1, a expressão de GUS foi detectada majoritariamente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Many plant genetic engineering applications require spatial expression of transgenes, which in turn depends upon the availability of tissue- and organ-specific promoters. In the present work, the identification of genes with organ-specific expression in Eucalyptus grandis was performed aiming the subsequent isolation and characterization of contiguous promoter sequences. Candidates genes were selected by in silico predictions in the Eucalyptus EST project (FORESTs) database or by searching the available literature for genes with specific expression patterns. Fifty-nine genes with predicted organ-specific expression were selected for further RT-PCR validation. Among the validated candidate genes, 2 were root-specific, 1 was leaf-specific, 1 was flower-bud-specific and 1 was flower-bud and fruit specific. Three genes ubiquitously expressed were also selected. The relative expression levels of two of them (one leafspecific and one root-specific) over a broad range of eucalyptus organ/tissues were determined using real time PCR. The 5' putative regulatory sequences of the validated genes were isolated using genome walking strategies, and the activity of the leafspecific promoter (1.2 kb) was further investigated in transgenic tobacco plants using a GUS reporter system. In transgenic seedlings from the T1 generation, GUS expression driven by this promoter was detected preferentially in cotyledons. In adult plants, however, GUS expression was detected in both stem and root, but in lower intensity if compared to the expression observed in leaves. This promoter was also able to modulate the transient expression of GUS in seedlings of Eucalyptus grandis. / Doutor

Orientador: Mário Luiz Teixeira de Moraes / Banca: Paulo Henrique Muller da Silva / Banca: Celso Luis Marino / Banca: Rinaldo Cesar de Paula / Banca: Alexandre Magno Sebbenn / Resumo: Testes de Progênies de polinização aberta ou controlada são técnicas que permitem ao melhorista orientar o seu programa de melhoramento com base no potencial genético do material de que dispõe. Na atualidade são empregados programas computacionais avançados com base em modelos matemáticos de genética quantitativa. A partir dos dados dos parâmetros genéticos quantitativos, parâmetros moleculares calculados com dados de DNA, avaliações aos 2, 5 e 7 anos de idade dos caracteres altura das plantas (ALT) (m), diâmetro à altura do peito (DAP) (cm), volume individual das árvores (VOL) (m), genotipagem de 33 genitores femininos e 41 masculinos, quando foram analisados 14 locos microssatélites SSR, pode-se traçar a linha de trabalho de melhoramento com segurança nos resultados almejados. O objetivo deste estudo foi (i) formar um pomar de recombinação, (ii) formar um pomar de hibridação com as melhores progênies das famílias, (iii) identificar as famílias excepcionais para propagação seminal e clonal, (iv) selecionar as 10 melhores progênies para clonagem e (v) formar um Pomar de Semente Testada com as populações genitoras feminina e masculina. O delineamento experimental do teste foi de blocos casualisados com 286 tratamentos (cruzamentos), em 8 repetições de parcelas lineares de 6 plantas. O teste da razão de verossimilhança (LTR) revelou diferenças de alta significância, ao nível de 1% de probabilidade (p<0,001), entre todos os caracteres avaliados e em todas as idades de avaliação.... / Abstract: Progeny tests of open or controlled pollination are techniques that allow the breeder to guide its improvement program based on the genetic material of the available material. At the present time advanced computer programs based on mathematical models of quantitative genetics are used. From data of the quantitative genetic parameters, molecular parameters calculated with DNA data, evaluations at 2, 5 and 7 years of age of characters, height of plants (HGT) (m), diameter at breast height (DBH) (cm), individual volume of trees (VOL) (m) and genotyping of 33 female and 41 male parents, when fourteen SSR microsatellite loci were analyzed, it is possible to draw the working line for safely improving the desired results. The objective of this study is (i) forming a recombination orchard, (ii) forming a hybridization orchard with the best progenies of the families, (iii) identifying exceptional families to seed and clonal propagation, (iv) selecting the 10 best progenies for cloning and (v) creating an Orchard of Tested Seeds with female progenitor population. The experimental design of the test was the one of randomized blocks with 286 treatments (crossings) in eight repetitions of linear parcels of 6 plants. The likelihood ratio test (LRT) revealed differences of high significance, at the level of 1% of probability (p<0.001), between all evaluated characters and in all evaluating ages. Individual heritability between sexes in the restricted sense (h2 a) was approximately the double or the heritability of dominance effects between males and females (h2 dom). Individual heritability between sexes in the broad sense, in other words, of total phenotypic effects (h2 g) was 0.4 at two years, 0.34 at five years and 0.21 at seven years of age. Those values indicate success of population selection. General accuracy of males (Gacm), general accuracy of females (Gafm) and general accuracy of plant breeding (Gacgcross ... / Doutor

Esta pesquisa objetivou estimar parâmetros genotípicos e fenotípicos relacionados ao melhoramento da soja para resistência ao acamamento. Três cultivares adaptados (Bragg, FT-1, União) e uma linhagem experimental (FT8654) foram utilizados como parentais femininos e resistentes ao acamamento. um genótipo exótico (PI229358) foi utilizado como parentaI masculino e suscetível ao acamamento. As plantas foram avaliadas nos anos agrícolas 1984/85 e 1985/86, respectivamente. Os caracteres avaliados foram: acamamento (nota visual), ângulo de acamamento, altura da planta, número de internódios e produtividade de semente. Os principais resultados obtidos foram: a) as médias observadas em 1985/86 (progênies F3 e parentais) foram inferiores àquelas observadas em 1984/85 (progênies F2 e parentais), mas apresentaram a mesma tendência em ambas as situações; b) ocorreu uma grande variação nas estimativas da heterose nos diferentes caracteres analisados, e nem sempre a maior estimativa estava associada com a maior média e variância; c) os caracteres nota de acamamento, ângulo de acamamento e produtividade tiveram magnitudes variáveis nas estimativas dos coeficientes de herdabilidade no sentido amplo nos cruzamentos avaliados; d) as estimativas dos coeficientes de herdabilidade no sentido restrito foram de pequena magnitude em todos os caracteres e cruzamentos avaliados; e) correlações positivas foram detectadas entre dois pares de caracteres na geração F2: nota de acamamento e altura da planta, altura da planta e número de internódios; correlações negativas ocorreram entre dois pares de caracteres: nota de acamamento e ângulo de acamamento, ângulo de acamamento de altura de planta; f) correlações de pequena magnitude e negativas entre as gerações F2 e F3 indicaram não haver chance de sucesso na seleção precoce para produtividade em cruzamentos contendo 50% de genes exóticos; g) a variância dominante foi superior à variância aditiva, exceto para os caracteres número de internódios e produtividade em cruzamentos; h) houve evidência de sobredominância na maioria dos caracteres e cruzamentos; a dominância parcial ocorreu apenas para produtividade em um único cruzamento. / this research aimed to estimate genotypic and phenotypic parameters to soybean breeding lodging resistance. Three adapted cultivars (Bragg, FT-1, União) and one experimental line (FT8654) were used as female, lodging resistant parents. One exotic genotype (PI229358) was the male, lodging suscetible parent. 'F IND. 2' and 'F IND. 3' progenies and parents were tested in 1984/85 and 1985/86, respectively. The characters evaluated were: lodging (visual scores), angle of lodging, number of internodes, plant height and seed yield. The main results were: a) lodging, angle of lodging and seed yield showed large range of estimates for broad sense heritability overall crosses; b) narrow sense heritabilities had low magnitudes for all characters and crosses; c) positive correlations were detected in 'F IND. 2' for lodging and plant height, plant height and number of internodes, negative correlations occurred between lodging and angle of lodging, angle of lodging and plant height; d) low and negative correlations between 'F IND. 2' and 'F IND. 3' indicated no chance of success in early generation selection for seed yield, in crosses having 50% of exotic genes; e) dominance variance was superior to additive variance, except for the number of internodes and seed yield in two crosses; f) there was evidence of overdominance in the majority of characters and crosses; partial dominance occurred only for seed yield in one cross

No presente estudo avaliaram-se três ciclos de seleção em populações de milho cultivadas em regiões de elevada altitude, em quatro localidades do Peru. Os ciclos foram gerados de três (populações de milho denominadas Complexos Peruanos (CP). O CPI é formado por milho branco, precoce, consumido como milho verde; ("choclo"); CPII com características similares ao CPI, porém de ciclo tardio; CPIII por milho amarelo, precoce e consumido tostado ("cancha") e fubá ("chochoca"). Os diversos ciclos foram selecionados principalmente para resistência ao"Maize chlorotic mottle vírus"-MCMV (vírus do mosqueado clorótico do milho) através do método de seleção recorrente de famílias S1. Em cada ciclo foram selecionadas as plantas com menor grau de infecção do MCMV, dentro das melhores famílias S1. A recombinação foi feita planta a planta (cruzamento manual). No primeiro e segundo ciclos a seleção para MCMV foi efetuada com inoculação mecânica. No terceiro ciclo não se utilizou essa prática. Nos três ciclos, em que se selecionou também para"Maize rayado fino vírus"- MRFV ("Brazilian corn streak vírus"- BCSV), doenças foliares e podridão de espigas, a seleção foi realizada em condições de infecção natural. Na colheita selecionaram-se as espigas que eram provenientes das plantas menos infectadas por doenças, de famílias com bom rendimento e bom aspecto agronômico. A seleção praticada para aumento da resistência ao MCMV produziu diferentes respostas, nos ciclos seletivos gerados em cada um dos Complexos Peruanos. As respostas desiguais sugerem a existência de diferentes quantidades de variância genética aditiva da resistência ao MCMV, nas três populações. Pelos progressos significativos conseguidos nas populações CPIII e CPII com aumento médio de resistência ao MCMV, de 3,1% e 2,6% por ciclo, respectivamente, fica evidenciada a eficiência da seleção recorrente baseada em famílias S1. As diferentes respostas obtidas para o MCMV são indicadores de que não se pode utilizar a mesma estratégia de inoculação e seleção em diferentes materiais. Sobretudo, deve-se procurar avaliar nas populações base (CO), antes da seleção, a quantidade de variação genética disponível para a resistência ao vírus em questão. Não se tendo encontrado significância da resposta à seleção para MRFV e podridão de espigas, deve-se reconsiderar a metodologia para avaliação destas doenças podendo-se considerar a possibilidade de utilizar inoculação artificial. Quando a seleção incrementou a resistência ao MCMV (CPIII e CPII) também houve tendência de respostas correlacionadas favoráveis para rendimento de grãos e resistência ao MRFV. Na população CPI, em que não houve resposta da seleção para resistência ao MCMV, também não ocorreram respostas correlacionadas favoráveis. A alta eficiência da inoculação com MCMV mostrou ser essa uma prática necessária para se avaliar o comportamento de populações em processo de melhoramento para resistência a este vírus. O rendimento de grãos foi afetado significativamente pelo MCMV. Estimou-se uma média de redução de 28,5 kg/ha nas três populações para cada aumento de 1% de plantas infectadas para níveis de infecção entre 28,5% a 43,1%. Deve ser feita reavaliação do CPI para confirmar ou não os resultados nele obtidos / not available

A brusone, causada por Magnaporthe oryzae, é a principal doença da cultura do arroz no Brasil e no mundo. O manejo efetivo da doença pode ser obtido com o uso de cultivares resistentes. A alta variabilidade genética e a capacidade de adaptação do patógeno, por pressão de seleção, no entanto, tem diminuído o tempo de vida útil decultivares plantadas extensivamente por vários anos. Este estudo objetivou caracterizar a diversidade patogênica e a estrutura populacional de uma população contemporânea de M. oryzae do Sul do Brasil. Para tal, uma população de 224 isolados foi obtida de folhas e panículas sintomáticas coletadas em 17 municípios dos Estados do Rio Grande do Sul - RS (147 isolados) e Santa Catarina - SC (77 isolados) na safra 2012/13. Todos os isolados foram inoculados em uma série internacional de oito cultivares diferenciadoras e uma séria brasileira de oito cultivares de arroz irrigado. Uma subamostra de 192 isolados foi submetida a genotipagem com dez marcadores microssatélites. No total, foram identificados 75 patótipos pela série internacional e 38 patótipos pela série nacional. Os dois patótipos mais prevalentes foram o IH-1(23 isolados), encontrado somente no RS, e o BF-4 (38 isolados). Em SC, o patótipo mais prevalente foi o IB-46 (21 isolados) Já para os patótipos brasileiros, houve o predomínio do BD-15 (34 isolados) no estado do RS e BF-4 (38 isolados) em SC. Com base nos padrões gerados pelos microssatélites, os isolados foram agrupados em quatro subpopulações, ou linhagens, distintas. Duas linhagens, encontradas no RS, foram compostas uma por isolados da cultivar Puitá INTA CL e outra por isolados da cultivar Guri INTA CL. Uma terceira linhagem agrupou isolados apenas de Santa Catarina e, por último, uma linhagem agrupou isolados distribuídos nos dois estados e em diferentes cultivares. Não houve associação entre as linhagens e os patótipos brasileiros ou internacionais. O número de patótipos internacionais identificados neste estudo é o maior até então relatado em uma região produtora do Brasil. As informações geradas podem ser úteis para os programas de melhoramento na busca de fontes de resistência considerando as populações distintas nas regiões produtoras do sul do Brasil. / Blast, caused by Magnaporthe oryzae, is the main disease of rice in Brazil and worldwide. The disease is effectively managed with the use of resistant varieties. The high genetic variation and adaptation due to selection pressure in the pathogenic populations affects the durability of the resistance when a few and genetically uniform varieties are grown over large areas and many years. This study aimed to characterize the pathogenic diversity and population genetic structure in a contemporary population of M. oryzae from Southern Brazil. For such, 224 isolates were obtained from symptomatic leaves and panicles collected across 17 municipalities of Rio Grande do Sul (RS, 147 isolates) and Santa Catarina (SC, 77 isolates) states during the 2012/13 season. All isolates were inoculated in a set of eight differential international varieties and another set of eight differential Brazilian varieties or irrigated rice. A subsample of 192 isolates was genotyped using ten microsatellite markers. In total, 75 and 38 pathotypes were identified based on the international and Brazilian differential sets, respectively. The most prevalent pathotypes were IH-1 (23 isolates), found only in RS, and BF-4 (38 isolates) In SC, the most prevalent pathotype was the IB-46 (21 isolates). For the Brazilian pathotypes, BD-15 was the most prevalent in RS state (34 isolates) and BF-4 was the most prevalent in SC (38 isolates). The molecular analysis showed that the microsatellites markers were highly polymorphic, revealing high variation within and among the four populations structured by cultivar and geography. Two lineages were found solely in one of two varieties: Puitá INTA CL and Guri INTA CL. A third lineage was found only for isolates from SC State. Finally, a fourth lineage was composed of isolates spread out through both states and several varieties. No association was found between the lineages and the groups of international or Brazilian pathotypes. The number of international pathotypes identified in this study is the largest reported in a production region of Brazil. The information from this study may be useful for breeding programs targeting sources of resistance taking into account the current profile of the populations of the rice blast pathogen from Southern Brazil.

As plantas expressam diferentes mecanismos de defesa em resposta a patógenos. Em geral, ocorre o reconhecimento de padrões moleculares associados ao patógeno (PAMPs) por receptores específicos das plantas, desencadeando as respostas de defesa através das vias de sinalização mediadas por jasmonato (JA), etileno (ET) e ácido salicílico (AS). Além disso, a descoberta de sinais endógenos como AtPep1 que regulam a expressão de genes de defesa em Arabidopsis thaliana tem auxiliado na compreensão dos mecanismos de defesa. No entanto, os mecanismos de defesa de plantas a patógenos necrotróficos como Pythium spp. são pouco conhecidos. Desta forma, o desenvolvimento de estratégias para identificar e caracterizar genes de resistência à Pythium spp. pode auxiliar na compreensão dos mecanismos de defesa, possibilitando a obtenção de cultivares resistentes. Uma das estratégias empregadas para a identificação de genes de resistência a patógenos do gênero Pythium consistiu na construção de uma biblioteca de cDNAs diferencialmente expressos em A. thaliana susperexpressando AtPROPEP1, que são mais resistentes à P. irregulare e a P. deliense. Paralelamente, foi realizada a busca de um gene ortólogo ao AtPROPEP1 de A. thaliana em diferentes espécies de solanáceas. Outra estratégia utilizada envolveu a avaliação do efeito da aplicação dos hormônios JA e AS e do regulador de crescimento etefon na resistência de plantas de tomate à P. dissotocum. Posteriormente foi realizado o silenciamento dos genes CTR1, ERF1 e SlPROPEP em plantas de tomate a fim de verificar o papel dos mesmos na resistência das plantas à P. dissotocum. Os resultados obtidos na biblioteca subtrativa indicam que A. thaliana superexpressando AtPROPEP1 pode induzir a expressão não somente da defensina PDF1.2, mas também de GRP3, outro gene envolvido na defesa de plantas contra patógenos. Através da busca de ortólogos de AtPROPEP1 em diferentes solanáceas foi possível identificar um ortólogo em Solanum lycopersicum - SlPROPEP. O tratamento com etefon aumentou a resitência das plantas à P. dissotocum comparado com as plantas não tratadas. Este tratamento também induziu a expressão relativa de SlPROPEP, PR-1, PR-5 e da defensina DEF2. Assim como o tratamento com etefon o silenciamento do gene CTR1, que atua como um regulador negativo da via de sinalização de defesa por ET aumentou a resistência das plantas à P. dissotocum. Enquanto que as plantas silenciadas para os genes ERF1 e SlPROPEP foram mais suscetíveis. O silenciamento de SlPROPEP reprimiu a expressão relativa dos genes PR-1, PR-5, ERF1, LOX-D e DEF2 envolvidos na defesa de plantas à patógenos. Estes resultados, em conjunto com o aumento da resistência nas plantas tratadas com etefon, sugerem que a via de sinalização de ET atua na resistência de tomate à P. dissotocum sendo que esta resistência possivelmente é mediada por SlPROPEP. / Plants express different defense mechanisms in response to pathogens. In general, specific receptors in plants reconize pathogen-associated molecular patterns (PAMPs), triggering the response defenses by signaling pathways mediated by jasmonate (JA), ethylene (ET) and salicylic acid (SA). Furthermore, the discovery of endogenous signals, as AtPep1, which regulate defense genes expression in Arabidopsis thaliana, has aided the understanding of the defense mechanisms. However, the defense mechanisms of plants to necrotrophic pathogens such as Pythium spp. are poorly known. Thus, development of strategies to identify and characterize the resistance genes to Pythium spp. can help the understand of defense mechanisms, allowing the obtainance of resistant cultivars. One of the strategies used for the identification of resistance genes to pathogens within the genus Pythium consisted to construct a cDNA library of differentially expressed genes in plants overexpressing AtPROPEP1, which are more resistant to P. irregulare and P. deliense. Simultaneously, a search for orthologous genes to AtPROPEP1 from A. thaliana in different species of Solanaceae was performed. Another strategy used involved the evaluation of application of JA and AS and of the growth regulator ethephon on the resistance of tomato plants to P. dissotocum. Then, the silencing of the genes CTR1, ERF1 and SlPROPEP was performed in tomato plants in order to check the role of the tomato resistance to P. dissotocum. The results obtained from subtractive cDNA library indicate that A. thaliana plants overexpressing AtPROPEP1 may induce expression not only of the PDF1.2 defensin but also the GRP3 expression, another gene involved in plant defense against pathogens. By the search for orthologous genes to AtPROPEP1 in different species of Solanaceae was possible to identify an ortholog in Solanum lycopersicum - SlPROPEP. The ethephon treatment increased resistance of plants to P. dissotocum compared to untreated plants. This treatment also induced the expression of SlPROPEP, PR-1, PR-5 and DEF2 defensin. As ethephon treatment, the silencing of CTR1 gene, which acts as a negative regulator of defense signaling pathway by ET, increased plant resistance to P. dissotocum. Whereas the plants containing ERF1 and SlPROPEP genes silenced were more susceptible. SlPROPEP silencing repressed the relative expression of the genes PR-1, PR-5, ERF1, LOX-D e DEF2 involved in plant defense to pathogens. These results, together with increased resistance in the plants treated with ethephon, suggest that ET signaling pathway acts in tomato to resistance P. dissotocum and this resistance is likely mediated by SlPROPEP.

Resumo não disponível.

A aveia (Avena sativa L.) é um cereal de importância mundial utilizada para a produção de grãos e forragem. A ferrugem do colmo da aveia, causada por Puccinia graminis f. sp. avenae (Pga), é uma das mais devastadoras doenças da aveia em todo o mundo. Para melhor entender as epidemias de ferrugem do colmo no Sul do Brasil, foram realizados levantamentos da virulência do patógeno durante dois anos em um programa de melhoramento de aveia. As epidemias foram caracterizadas por uma mistura de raças similares e de amplo espectro de virulência. A raça de maior virulência (TST) foi identificada em 2014, para a qual apenas o gene Pg-10 foi parcialmente efetivo. Marcadores moleculares para estudos de genética de populações para Pga são escassos. Utilizando a sequência genômica de um isolado de Pga, 19 marcadores de sequências simples repetidas (SSR) foram desenvolvidos. Estes marcadores foram utilizados para avaliar a diversidade genética de 66 isolados de Pga da Austrália, Brasil e Suécia. Os isolados do Brasil e da Austrália foram caracterizados por uma e duas linhagens clonais predominantes, respectivamente. Por outro lado, os isolados da Suécia foram caracterizados por uma população recombinante e alta diversidade genética (nove genótipos distintos entre dez isolados). No hospedeiro, um limitado número de genes de resistência à ferrugem do colmo está disponível para o melhoramento da aveia. Para identificar novos genes de resistência, 61 genótipos brasileiros do Programa Internacional de Aveia da Quaker foram avaliados para a resposta de plântula e de planta adulta à ferrugem do colmo na Austrália. Nos testes de plântula, o patótipo de maior virulência da Austrália conferiu tipo de infecção susceptível à todas as linhagens diferenciais e genótipos testados, sendo utilizado para investigar a presença de resistência de planta adulta (RPA). Em um ensaio de campo, os genótipos UFRGS 087105-1 e UFRGS 087129-1 foram resistentes a moderadamente resistentes e representam uma promissora fonte de RPA para a ferrugem do colmo na Austrália. No Brasil, o genótipo UFRGS 995088-3 é uma importante fonte de resistência à ferrugem do colmo. Este estudo reporta a análise genética e o mapeamento molecular da resistência em UFRGS 995088-3. A análise genética foi realizada em duas populações de linhagens endogâmicas recombinantes (LERs) F5:7. A razão de segregação para a resistência está em conformidade com a presença de um e três genes independentes. Um arranjo de 6000 SNPs da aveia foi utilizado para genotipar uma população de 85 LERs. Os dados moleculares fornecem evidências de um único gene para a resistência com distorção de segregação. Este gene foi mapeado em um intervalo de 0,7 cM entre dois marcadores que explicam 95 % da resistência. Estes marcadores poderão servir de base para estudos futuros de validação em outras populações. / Oat (Avena sativa L.) is a major cereal crop of global importance used for grain and forage production. Oat stem rust, caused by Puccinia graminis f. sp. avenae (Pga), is one of the most severe diseases of oats worldwide. To better understand the epidemics of stem rust in South Brazil, virulence surveys were carried out during two epidemic years in an oat breeding program. The epidemics were characterized by a mixture of similar and highly virulent races. The most virulent race (TST) was identified in 2014, for which only Pg-10 was partially effective. Molecular markers suitable for population genetics of Pga are scarce. Using the genomic sequence of a Pga isolate, 19 simple sequence repeat (SSR) markers were developed. These markers were used to assess the genetic diversity of 66 Pga isolates from Australia, Brazil and Sweden. Brazilian and Australian isolates were characterized by one and two predominant clonal lineages, respectively. In contrast, the Swedish isolates were characterized by a highly diverse recombinant population (nine distinct genotypes out of ten isolates). In the host, a limited number of resistance genes to stem rust are available for oat breeding. In order to identify novel resistance sources, 61 Brazilian genotypes from Quaker International Oat Nursery were assessed for seedling and adult plant response to stem rust in Australia. In the seedling tests, the most virulent pathotype of Australia conferred susceptible infection type to all differential set and genotypes tested, and thus it was used to investigate the presence of adult plant resistance (APR). In a field trial, the genotypes UFRGS 087105-1 and UFRGS 087129-1 were resistant to moderately resistant and represent a promising source of effective APR to oat stem rust in Australia. In Brazil, the genotype UFRGS 995088-3 is a useful stem rust resistance source. This study reports the genetic analysis and the molecular mapping of the resistance in UFRGS 995088-3. The genetic analysis was performed using two recombinant inbred line (RIL) populations F5:7. The segregation ratio of RIL populations for the resistance conformed to the presence of one and three independent genes. A 6 K oat single nucleotide polymorphism (SNP) array was used to genotype one population comprising 85 RILs. The molecular marker data provided evidence of a single-gene for the resistance with distorted segregation. This gene was mapped in a 0.7 cM interval between two markers that explained 95 % of the resistance. These markers can be used as a basis for further validation studies using other populations.

Solos ácidos com toxidez por Al são comuns, sendo geralmente destinados à pecuária. A utilização de leguminosas forrageiras adaptadas a esta situação minimizaria o uso de correção de acidez e ainda possibilitaria um aporte de N ao sistema via fixação biológica. A caracterização e a identificação de mecanismos de tolerância ao Al tóxico são os passos iniciais em um programa de seleção e melhoramento visando maior adaptação a esta condição de estresse. Este trabalho objetivou: (i) caracterizar genótipos de cornichão (L. corniculatus), espécies diplóides, inclusive da espécie modelo L. japonicus e linhas endogâmicas recombinantes (LER) de Lotus, quanto à tolerância ao Al tóxico; (ii) identificar o acúmulo de Al e exsudação radicular de ácidos orgânicos nas espécies cultivadas; e (iii) selecionar genótipos com respostas contrastantes ao Al tóxico, comparando-os através de caracteristicas agronômicas e moleculares. Os resultados da caracterização mostraram que as espécies modelo diplóides MG-20 e GIFU, a população UFRGS, e as cvs. San Gabriel e São Gabriel foram as mais produtivas de maneira geral. A população UFRGS apresentou ainda uma grande superioridade em situações de moderada acidez do solo (22,2% de Al), demonstrando um potencial de utilização em regiões onde se realize correção parcial do solo. Das 180 LERs testadas, 24 foram superiores e 39 foram inferiores a espécie modelo GIFU. Com relação à exsudação radicular de ácidos orgânicos, na ausência de Al observaram-se baixos níveis de exudação para todos os genótipos. Já na presença do Al, os resultados mostraram que o genótipo UFRGS, selecionado para tolerância ao Al (UF-T2), apresentou aumento significativo (pelo menos 50% superior) da exudação de ácido oxálico em relação aos demais genótipos, assim como a população UFRGS mostrou-se superior à cv. Draco em todas as avaliações. O resultado de dois ciclos de seleção massal visando tolerância ao Al mostrou incrementos na produção de matéria seca em todas as concentrações de Al testadas, enquanto que a seleção para sensibilidade ao Al pareceu estar relacionada com o baixo vigor das plantas, uma vez que na ausência de Al estes genótipos apresentaram menor acúmulo de matéria seca em relação às populações originais. A grande diversidade observada nos genótipos avaliados pode indicar que mecanismos de tolerância ao Al possam atuar em diferentes intensidades. A exudação de ácido oxálico parece ser um mecanismo que permite a manutenção do crescimento do cornichão em condições de Al tóxico, sendo que a seleção de um genótipo mais tolerante ao Al proporcionou aumentos significativos neste mecanismo de defesa. / Acid soils with aluminum (Al) toxicity are common, being generally destined for cattle livestock. The utilization of forage legumes adapted to this situation would minimize the use of agricultural liming materials and still allow a nitrogen input to the system via biological fixation. The characterization and identification of tolerance mechanisms to toxic Al are the initial steps in a selection and breeding program aiming a greater adaptation to this stress condition. This work was aimed to: (i) characterize cultivated populations of birdsfoot trefoil (tetraploid), model species (diploid) and recombinant inbred lines (RIL) of Lotus, regarding toxic Al tolerance; (ii) identify the accumulation of Al and root exudation of organic acids in the cultivated species; and (iii) select genotypes with contrasting responses to the toxic Al, comparing their morphological and molecular characteristics. The results of the characterization showed that the diploid genotypes, MG-20 and GIFU, and the cultivated UFRGS genotypes, San Gabriel and São Gabriel were the most productive in a general matter. The UFRGS genotype also presented a great superiority in situations of moderate soil acidity (22,2% of Al), demonstrating a utilization potential in regions where partial soil amelioration is done. Of the180 RILs tested, 24 were superior and 39 were inferior to the GIFU genotype. Regarding root exudation of organic acids, in the absence of aluminum, low levels of exudation were observed for all genotypes. However, in the presence of aluminum, the results showed that the UFRGS genotype selected for Al tolerance presented a significant increase (at least 50% higher) of oxalic acid exudation compared to the other genotypes, and the UFRGS genotype proved superior to the Draco genotype in all evaluations. The result of two mass selection cycles aiming Al tolerance showed increments in dry matter production in all of the toxic aluminum concentrations tested, while the selection for Al sensibility seemed to be related to the plants’ low vigor, since in the absence of Al these genotypes presented a lower accumulation of dry matter compared to the original populations. The great diversity observed in the evaluated genotypes may indicate that the Al tolerance mechanisms may act in different intensities. The exudation of oxalic acid is apparently a mechanism that permits the maintenance of the birdsfoot trefoil growth in different conditions of toxic Al, as well as the selection of a more tolerant genotype to aluminum permitted a significant increase in this defense mechanism.