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 grupo de percevejos que mais frequentemente causa perdas econômicas à soja no Brasil é composto pelas espécies: Nezara viridula, Piezodorus guildinii e Euchistus heros. Assim, os objetivos desta pesquisa foram avaliar parâmetros genéticos e correlações entre as diferentes características de desenvolvimento e produção, mapear QTL associados à resistência da soja aos percevejos e determinar respostas de expressão gênica associadas à alimentação do inseto. Uma população F2:3 foi desenvolvida através do cruzamento de IAC- 100 (resistente) e CD-215 (suscetível) e avaliada em campo experimental. As características agronômicas avaliadas foram: número de dias para o florescimento (NDF), altura da planta no florescimento (APF), número de dias para a maturidade (NDM), altura da planta na maturidade (APM), acamamento (AC), valor agronômico (VA) e produtividade de grãos (PG). As características de resistência a percevejos avaliadas foram: período de enchimento de grãos (PEG), retenção foliar (RF), índice percentual de danos nas vagens (IPDV), número de vagens por planta (NVP), número de sementes (NS), peso de sementes manchadas (PSM), peso de sementes boas (PSB), e peso de cem sementes (PCS). Para se ter um total de 96 amostras, os dois pais foram genotipados juntamente com as 12 mais resistentes e 12 mais suscetíveis plantas F2 para as características PEG, PCS e PSB, e as 11 mais resistentes e 11 mais suscetíveis para a característica RF. Para determinar o tempo de resposta de expressão gênica nas vagens à alimentação de percevejos, um estudo de microarranjo foi realizado com CD-215 avaliando a expressão relativa 5.5, 21, 24 e 41 horas após infestação em condições de casa-de-vegetação. Dentre as características de resistência, os maiores valores de herdabilidade foram observados para PCS e PEG. O caráter PCS apresentou correlação genética positiva e significativa com PSM e PEG. Neste estudo, 337 SNP, 28 SSR, 13 TRAP e 41 AFLP foram mapeados em 20 grupos de ligação. Quatorze QTL foram encontrados usando o modelo restrito de múltiplos QTL e análise de Kruskal-Wallis. A maioria dos QTL foi detectada para mais de uma característica e composta por genes com efeito menor. Na análise de microarranjo foi observada uma expressão diferencial clara para as amostras de 21, 24 e 41 horas com P. guildinii. Assim, para o experimento de campo as vagens foram infestadas com esta espécie e amostras de vagens foram coletadas 0, 8, 24 e 46 horas após infestação. Nesta etapa foi sequenciado somente o RNA mensageiro da amostra 24 horas. Na análise de RNA-seq realizada nas vagens sem nenhum tratamento, a cultivar resistente (IAC- 100) apresentou 39,4% dos genes com maior expressão e 11,68% dos genes com menor expressão do que a cultivar suscetível (CD-215). Baseado nos resultados, a seleção indireta para PCS associado com PSB pode ser realizada com sucesso para a obtenção de genótipos resistentes a percevejo. Além disso, os resultados de mapeamento de QTL foram parcialmente consistentes com estudos anteriores para característica agronômicas, sugerindo que QTL reais foram mapeados. / The group of stink bugs most frequently causing economic losses in soybean in Brazil consists of the species: Nezara viridula, Piezodorus guildinii, and Euchistus heros. Therefore, the objectives of the current research were to evaluate genetic parameters and correlations among distinct development and yield traits, map QTL associated with soybean resistance to stink bugs, and determine plant gene expression profiles associated to insect feeding. An F2:3 population was developed by crossing IAC-100 (resistant) and CD-215 (susceptible) and it was evaluated at an experimental field. The agronomic traits evaluated were number of days to flowering (NDF), plant height at flowering (PHF), number of days to maturity (NDM), plant height at maturity (PHM), lodging (L), agronomic value (AV), and grain yield (GY). The characteristics of stink bug resistance evaluated were grain filling period (GFP), leaf retention (LR), percentage index of pod damage (PIPD), number of pods per plant (NPP), number of seeds (NS), weight of spotted seeds (WSS), healthy seed weight (HSW), and weight of a hundred seeds (WHS). To have a total of 96 samples, the two parent lines were genotyped along with the 12 most resistant and 12 most susceptible F2 plants for the traits GFP, WHS, and HSW, and the 11 most resistant and 11 most susceptible for the trait LR. In order to determine the timing of gene expression response in pods under stink bug feeding, a microarray study was carried out with the cultivar CD-215, evaluating relative transcription levels at 5.5, 21, 24, and 41 hours post-infestation under greenhouse conditions. Among the characteristics of resistance, the highest values of heritability were observed for WHS and GFP. The trait WHS exhibited positive and significant genotypic correlation with WSS and GFP. In this study, 337 SNP, 28 SSR, 13 TRAP, and 41 AFLP markers were mapped to 20 linkage groups. Fourteen QTL were found using the restricted multiple QTL model and Kruskal-Wallis analyses. The majority of the QTL was detected for more than one trait and consisted of genes with minor effects. A clear differential gene expression was observed in the microarray analysis for the samples at time points 21, 24, and 41 hours infested with P. guildinii. Thus, in field trials the pods were infested with this species and samples of pods were taken at 0, 8, 24, and 46 hours. In this study, only RNA from the 24 hour sample was sequenced. From RNA-seq analysis performed on pods without treatment, the resistant cultivar (IAC-100) showed 39.4% of genes with induced expression and 11.68% of genes with repressed expression in comparison to the susceptible cultivar (CD-215). Based on the results, indirect selection for WHS associated with HSW can be successfully employed for obtaining stink bug resistant genotypes. Moreover, mapping QTL results were partially consistent with previous studies for agronomic traits, suggesting that real QTL were mapped.

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.

A cultura da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) possui uma importância histórica e econômica para o Brasil. O agronegócio sucroalcooleiro vem experimentando forte expansão na última década não só no Brasil como também em todo o mundo em função, principalmente, da demanda por fontes de energia menos agressivas ao ambiente. Para atender a uma maior demanda por seus subprodutos, principalmente de etanol, a área cultivada com cana-de-açúcar vem aumentando a cada ano no Brasil, ocupando áreas novas de cultivo nas regiões centrais do país. Nesse contexto, o melhoramento genético tem um papel fundamental no desenvolvimento de novas cultivares adaptadas a essas condições de cultivo. A maioria dos caracteres de importância econômica possui uma natureza genética complexa fazendo com que o desenvolvimento de uma nova cultivar de cana-de-açúcar leve mais de 10 anos. Desta forma, o uso de abordagens que permitam a identificação de genes ou de QTLs associados a caracteres quantitativos de forma precisa e rápida tem grande utilidade no melhoramento dessa espécie. O mapeamento por associação baseado no fenômeno do desequilíbrio de ligação é uma metodologia que visa detectar associações entre genes e caracteres agronômicos, podendo contribuir desta forma para o melhoramento da cana-de-açúcar. Assim, este trabalho teve como principal objetivo avaliar o uso da abordagem de mapeamento por associação na detecção de associações importantes entre marcadores moleculares do tipo SSR e AFLP e os caracteres Altura, Diâmetro e Número de Colmos; Percentual de Fibra na Cana (Fibra % Cana); Porcentagem em massa de sacarose (Pol % cana) e Tonelada de Cana por Hectare (TCH) em cana-de-açúcar. Os dados fenotípicos dos genótipos avaliados são oriundos de experimentos conduzidos em quatro regiões: Ribeirão Preto, Jaú e Piracicaba em São Paulo e Goianésia em Goiás no período entre 1990 e 2009. Associações entre os marcadores e os caracteres fenotípicos foram avaliadas em cada região e em todas simultaneamente. A análise de associação realizada através de modelos mistos sugeriu a existência de doze associações envolvendo os caracteres Número de Colmos, Porcentagem em massa de sacarose (Pol % cana) e Tonelada de Cana por Hectare (TCH). Quatro associações envolveram a característica Número de Colmos sendo três (CIR56, ACG_CGT e AGG_CAG) de caráter geral, ou seja, relacionada à média das quatro regiões e uma associação na região de Goiás (ACG_CAT). Sete associações entre a característica Pol % Cana e as marcas CV60, CV106, AAG_CAC, AAG_CAG e ACG_CTT foram específicas para a região de cultivo de Ribeirão Preto. Uma associação entre Tonelada de Cana por Hectare (TCH) e a marca ACG_CGC foi detectada na região de Piracicaba. / Sugarcane (Saccharum spp.) has an historical and economic relevance in Brazil. We are the largest producer and exporter of sugar and ethanol in the world. Sugar agribusiness has experienced a xx in the last decade not only in Brazil but also around the world as a consequence of increasing demand on renewable and clean sources of energy. As a consequence, the growing area with sugarcane in Brazil is expanding, reaching the central regions of the country. Sugarcane breeding has an important role in developing new cultivars adapted to these new conditions. However, most traits of economic importance in sugarcane have complex genetic architecture making the improvement of new sugarcane cultivars a challenging process. Thus, adoption of strategies that allow for rapid and precise detection of genes associated with quantitative traits is of great interest, representing a valuable tool for sugarcane breeding. Association mapping based on linkage disequilibrium represents a strategy useful for detection of marker-trait associations and may contribute for identifying genes useful for sugarcane breeding. In the present study, association mapping approach was applied to sugarcane in order to evaluate its potential contribution in detecting important associations between SSR and AFLP molecular markers and the characters Height, Diameter and Number of Stalks; % Fiber; % Pol and TCH. Phenotypic data for genotypes were collected from field trials in four locations: Ribeirão Preto, Jaú and Piracicaba in São Paulo and Goianésia in Goiás between 1993 and 2009. Marker-trait associations were tested for each location individually and for all locations simultaneously. A mixed model approach was adopted to test for marker-trait associations. The results suggested the existence of twelve associations involving the characters Stalk Number, % Pol and TCH. Four associations involved stalk number from which three (markers CIR56, ACG_CGT e AGG_CAG) were for all locations and one specific to Goiás (ACG_CAT). Seven associations between % Pol and markers CV60, CV106, AAG_CAC, AAG_CAG e ACG_CTT were detected in Ribeirão Preto. One association between TCH and ACG_CGC was detected in Piracicaba

A cultura do maracujá-doce (Passiflora alata Curtis, 2n = 18) não apresenta expressão comercial como à do maracujá-amarelo. No entanto, por se tratar de uma frutífera relativamente nova nos mercados, com grande potencial de expansão devido ao seu valor agregado, há necessidade de se realizarem estudos genéticos e de melhoramento visando a sua expansão comercial, que deve vir acompanhada pela geração de conhecimento científico. Assim, o objetivo deste estudo foi enriquecer o mapa genético integrado da espécie com marcadores funcionais e mapear QTL relacionados à produção e qualidade de fruto. Para tal, foi utilizada uma população F1 composta por 180 indivíduos, provenientes do cruzamento simples entre dois acessos de maracujá-doce. Para a construção do mapa de ligação, utilizou-se um algoritmo que estima, por verossimilhança, simultaneamente, a fase de ligação e a frequência de recombinação, especialmente desenhado para espécies não endogâmicas. Em paralelo, 100 genótipos dessa mesma população foram avaliados fenotipicamente em dois locais, durante dois anos, para caracteres de interesse agronômico. As análises de QTL foram feitas pelo método de mapeamento por intervalo composto e marcadores com diferentes padrões de segregação. Os dados fenotípicos mostraram que existe variabilidade genética na população F1 para ser explorada com fins de melhoramento. Um novo mapa de ligação integrado foi gerado com 1786,11 cM, com uma densidade entre marcas de 4,16 cM. Foram alocados no mapa integrado cinco marcadores do tipo RGA nos grupos de ligação I, II e VI. De um total de 39 QTL, seis QTL estão associados ao caráter diâmetro médio de fruto, quatro ao comprimento médio de fruto, cinco ao peso médio de fruto, cinco à espessura média da casca, cinco ao peso médio da casca, quatro ao peso médio da polpa, cinco ao teor de sólidos solúveis totais, três ao número médio de frutos e dois ao caráter produção. A porcentagem da variação fenotípica explicada por estes QTLs variou de 5,67, para o caráter produção, a 23,52%, para o caráter teor de sólidos solúveis totais. A despeito do número e da importância dos QTL mapeados neste trabalho, é necessário o desenvolvimento de marcadores moleculares mais informativos para a saturação do mapa genético e a obtenção de estimativas cada vez mais acuradas, visando incorporar dados moleculares em programas de melhoramento genético da cultura. / The sweet passion fruit crop (Passiflora alata, 2n = 18) does not present a commercial value as the yellow passion fruit crop. However, as it is a crop that recently entered the markets, with increasing potential for expansion due to its aggregated value, it is important to develop genetic and breeding studies to allow this expansion, which need to be accompanied by scientific knowledge generation. Therefore, the aim of the present study was to enrich the integrated genetic map of the species with functional markers and mapping QTL related to yield and fruit quality. We used an F1 population composed of 180 individuals derived from a single cross between two accessions of sweet passion fruit. For linkage map construction, a likelihood-based algorithm for simultaneously estimating linkage phase and recombination fraction, specially designed for outcrossing species, was used. Separately, 100 genotypes of the same population were phenotypic evaluated in two localities, during two years, for agronomic traits. QTL mapping was carried out by performing composite interval analysis and using markers with different segregation ratios. Phenotypic data showed that there is genetic variability in the F1 population to be exploited in breeding programs. A novel linkage map spanning 1786,11 cM, with an average marker density of 4,16 cM was constructed. We attributed five RGA markers in the linkage groups I, II and VI. Out of 39 QTL, six were associated with the trait average fruit width, four with average fruit length, five with average fruit weight, five with average skin thickness, five with average skin weight, four with average pulp weight, five with soluble solids content, three with average fruit number and two QTL were detected for fruit yield. The percentage of phenotypic variation explained by these QTL ranged from 5,67, for the trait yield to 23,52% for the trait soluble solids content. Despite of the number and importance of the QTL here mapped, new and informative markers are necessary to be developed to achieve map saturation, and providing more accurate estimates aiming at incorporating molecular information in breeding programs of the crop.

O meloeiro (Cucumis melo L.) é uma cultura de grande importância econômica para o comércio de exportação brasileiro e é cultivada principalmente na região Nordeste. A produção da cultura pode ser limitada por uma doença das partes aéreas, denominada oídio, sendo no Brasil, causada pelo fungo Podosphaera xanthii. Este patógeno apresenta diversas raças definidas com base na reação de um conjunto de cultivares diferenciadoras de meloeiro. Dentre estes genótipos, o acesso PI 414723 é resistente à maior parte das raças e a linhagem Védrantais é suscetível. O presente trabalho teve como objetivos: (i) estudar a herança da resistência às raças 1, 3 e 5 de P. xanthii em indivíduos da geração F2 do cruzamento PI 414723 x Védrantais e (ii) mapear os genes de resistência a estas raças com base em marcadores de polimorfismo de comprimento de fragmentos amplificados (AFLP), de repetições de sequências simples (SSR) e análogos de genes de resistência (RGA) também nesta população. A herança da resistência foi analisada em 87 indivíduos F2 cultivados em condições de casa-de-vegetação. As três raças foram inoculadas em seis regiões eqüidistantes da nervura central em quatro folhas de cada planta. Plantas foram classificadas como resistentes ou suscetíveis com base em avaliações visuais do desenvolvimento do fungo nas folhas. As plantas foram classificadas como suscetíveis quando houve reprodução abundante de conídios e resistentes quando a reprodução foi inexistente ou escassa. Frequências de indivíduos resistentes e suscetíveis indicaram que a resistência às três raças é controlada por um gene dominante de efeito maior. Um mapa genético foi construído compreendendo 1.469 cM, consistindo de 207 marcadores (139 AFLP, 47 SSR, 18 RGA e três fenotípicos) e com uma distância média de 7,4 cM entre marcadores distribuídos em 12 grupos de ligação. Análises de co-segregação com marcadores indicaram que os genes de resistência estão localizados no grupo de ligação II. Em adição a isto, as análises indicaram ligação completa entre os genes de resistência às raças 1 e 5, sendo este gene denominado Pm-x1.5. Já o gene de resistência à raça 3 (Pm-x3) foi localizado a 5,1 cM dos demais. Um marcador AFLP (H35M75_156) foi localizado entre os dois genes a 1,3 cM de Pm-x1.5 e 3,8 cM de Pm-x3. Este é o primeiro relato da localização genética de genes de resistência às raças 3 e 5 em PI 414723 e também o primeiro relato do mapeamento de marcadores RGA gerados pela técnica TRAP em meloeiro. / Melon (Cucumis melo L.) is a crop of great economic importance for the export trade in Brazil and is cultivated mainly in the Northeast. Crop yield can be affected by a disease of the aerial parts, called powdery mildew that in Brazil is caused by the fungus Podosphaera xanthii. This pathogen has several races characterized based on the reaction of a set of differential melon cultivars. Among these genotypes, the plant introgression PI 414723 is resistant to most races and the breeding line Védrantais is susceptible. This study aimed to: (i) study the inheritance of resistance to races 1, 3 and 5 of P. xanthii in the F2 generation from the cross PI 414723 x Védrantais, and (ii) map resistance genes to these races in this same population based on amplified fragment length polymorphism (AFLP), simple sequence repeat (SSR) and resistance gene analog (RGA) markers. The inheritance of resistance was analyzed on 87 F2 individuals grown under greenhouse conditions. The three races were inoculated simultaneously on four leaves of each plant. Plants were classified as resistant or susceptible based on visual assessments of fungal growth on the leaves. Plants were considered susceptible when there was abundant production of conidia and resistant when the production was scarce or non-existent. The frequencies of resistant and susceptible individuals indicated that resistance to all three races is controlled by a dominant major gene. A genetic map was constructed comprising 1469 cM, consisting of 207 markers (139 AFLP, 47 SSR, 18 RGA, and three phenotypic) with an average distance of 7.4 cM between markers distributed in 12 linkage groups. Co-segregation analysis with markers indicated that the resistance genes are located on linkage group II. Moreover, the analysis indicated complete linkage between resistance to races 1 and 5, and this gene was denominated Pm-x1.5. The gene for resistance to race 3 (Pm-x3) was located at 5.1 cM from Pmx1.5. An AFLP marker (H35M75_156) was located between the two genes at 1.3 cM from Pmx1.5 and 3.8 cM from Pm-x3. These is the first report on the location of resistance genes to races 3 and 5 in PI 414723, and also the first report of RGA markers mapping using the TRAP technique in melon.

Um dos principais riscos associados às culturas inseticidas que expressam toxinas da bactéria Bacillus thuringiensis (Bt) é a evolução de resistência em pragas alvo, processo governado por fatores genéticos e bioecológicos que se inter-relacionam. Um dos parâmetros chave que influenciam a evolução de resistência é a freqüência inicial do alelo de resistência na população da praga alvo (FreqInicial). Devido à complexidade desse processo, experimentos para estudar sua evolução em larga escala são praticamente impossíveis. Modelos matemáticos de simulação têm sido utilizados para estimar a freqüência do alelo de resistência (FreqR) à toxina Bt ao longo das gerações da praga. O risco de resistência foi estimado utilizado o modelo de Caprio, incorporando incerteza ao parâmetro FreqInicial. Essa abordagem, denominada análise de incertezas, possibilita estimar o risco ao longo das gerações da praga, quantificado pela probabilidade de FreqR exceder um valor crítico. Os principais objetivos deste trabalho foram: (i) discutir o uso de análise de incertezas no contexto da estimação do risco de resistência e (ii) avaliar o efeito de diferentes distribuições da freqüência inicial do alelo de resistência (FreqInicial) sobre as estimativas de risco. Foi desenvolvido um software (RRiskBt), em linguagem Visual BASIC que permite quantificar o risco de resistência utilizando análise de incertezas. Os resultados da análise de incertezas indicaram que as estimativas de risco são afetadas pela distribuição de FreqInicial de modo diferenciado ao longo das gerações. As estimativas do risco de resistência, considerando a distribuição Normal para FreqInicial, são similares àquelas considerando a distribuição Triangular quando as referidas distribuições têm a mesma variância. O uso da distribuição Uniforme, ao invés da Normal ou Triangular em função da falta de informação sobre FreqInicial, leva à superestimação das estimativas de risco de resistência nas gerações iniciais e subestimação nas gerações subseqüentes à geração na qual a freqüência crítica é atingida. A análise de sensibilidade de FreqR a variações nos parâmetros FreqInicial ou DFRes possibilita estimar a geração a partir da qual a estimativa de FreqR independe da variação do parâmetro em questão dentro de um intervalo de valores possíveis preestabelecido. A utilização da análise de incertezas possibilita estimar a geração da praga alvo a partir da qual o risco de resistência é superior a 0,99, independentemente da distribuição utilizada para caracterizar a incerteza associada a FreqInicial. / One of the main risks associated to transgenic crops expressing Bacillus thuringiensis (Bt) toxins is the pest resistance evolution, process driven by genetic and ecological inter related factors. A key parameter that influences the rate of resistance evolution is the initial frequency of the resistance allele in the pest population (FreqInicial). Due to complexity of that process, large scale field experiments to investigate resistance evolution are practically impossible. Mathematical simulation models have been utilized to estimate the R allele frequency (FreqR) along pest generations. The resistance risk was estimated using the deterministic Caprio’s model, incorporating uncertainty to FreqInicial. That approach, called uncertainty analysis, allows to estimate resistance risk along generations. The risk is quantified by the probability of FreqR exceeding a critical value. The main objectives of this work were: (i) to discuss the use of uncertainty analysis in the context of risk resistance estimation and (ii) to evaluate the effect of different FreqInicial input probability distributions on the risk estimates. A software (RRiskBt) was developed in Visual BASIC language to quantify risk of pest resistance evolution to Bt toxins using uncertainty analysis. The results of uncertainty analysis showed that the influence of FreqInicial input distributions on the risk estimates changes along pest generations. The risk estimates considering input Normal distribution for FreqInicial are similar to those ones obtained considering Triangular distribution if their variances are equal. The use of Uniform distribution instead the Normal or Triangular due to lack of information about FreqInicial, leads to super estimation of risk estimates for the initial generations and sub estimation for the generations after the generation for which the critical frequency is achieved. The sensitivity analysis of FreqR to FreqInicial or DFRes allows to estimate the generation after which the FreqR estimates become independent of changes in the particular parameter. The uncertainty analysis allows to estimate the pest generation after which the resistance risk is higher than 0.99, independently of the FreqInicial input distribution.

Abstract Cryopreservation enables storage of genetic resources at ultra-low temperatures (<-150°C) while maintaining viability and regeneration capability. The method is especially suitable for long-term preservation of plant materials that cannot be stored as seeds. The genetic resources of potato (Solanum tuberosum L.), one of the most important food crops in the world, are preserved almost entirely by vegetative preservation. Cryopreservation is therefore increasingly applied for securing potato genetic resources in plant genebanks. A major challenge is, however, that recovery percentages can extensively vary among different genotypes. Light spectral quality is among the most important factors affecting plant growth and morphogenesis, but its effect with regard to cryopreservation has not been studied. In the present thesis, I studied the effect of six different light qualities on cryopreservation success of five potato cultivars before and after cryopreservation. I also explored how the different light conditions affect gene transcript abundance of recovering potato shoot tips. The results indicate that light spectral quality significantly affects the cryopreservation success of potato shoot tips in vitro. Prior to cryopreservation, cultivation under blue LEDs resulted in high initial survival, while post-cryopreservation exposure to a combination of red and blue LEDs (90% red, 10% blue) doubled the regeneration percentages. Concurrently, for most cultivars, red LEDs had adverse effects both before and after cryopreservation. The transcriptome analysis of potato shoot tips revealed the complex and extensive effect of cryopreservation on transcript abundance. Moreover, the expression level of stress- and defence-responsive genes was affected by light spectral quality. The positive effect of red-blue LEDs on shoot formation could tentatively be associated with a higher level of morphogenesis-related transcripts and lower level of stress and defence-responsive transcripts. The present thesis reveals that light spectral quality is an additional non-cryogenic factor, which can significantly increase the cryopreservation efficiency of plant germplasm. / Tiivistelmä Syväjäädytys mahdollistaa geenivarojen säilytyksen erittäin alhaisissa lämpötiloissa (<-150°C), siten että niiden elin- ja uusiutumiskyky säilyvät. Menetelmä soveltuu erityisesti sellaisten kasvimateriaalien pitkäaikaissäilytykseen, joita ei voida säilöä siementen avulla. Peruna (Solanum tuberosum L.) on yksi maailman tärkeimmistä ruokakasveista ja sen geenivaroja säilytetään lähes pelkästään vegetatiivisesti. Syväjäädytysmenetelmää käytetäänkin kasvavissa määrin perunan geenivarojen taltioimiseen geenipankeissa. Haasteena on kuitenkin syväjäädytyksen jälkeinen suuri vaihtelu elpymisprosenteissa eri genotyyppien välillä. Valon laatu on yksi tärkeimmistä kasvien kasvuun ja kehitykseen vaikuttavista tekijöistä, mutta sen vaikutusta syväjäädytyksen yhteydessä ei ole tutkittu. Väitöskirjassani tutkin kuuden erilaisen valonlaadun vaikutusta sekä syväjäädytystä edeltävän että sen jälkeisen kasvatuksen aikana viiden perunalajikkeen selviytymiseen. Lisäksi tutkin, miten erilaiset valo-olosuhteet vaikuttivat geenien ilmenemiseen elpyvissä perunan versonkärjissä. Tutkimukseni osoitti, että valon laatu vaikuttaa merkittävästi perunan versonkärkien kykyyn elpyä syväjäädytyksestä in vitro -olosuhteissa. Kun perunan versonkärkiä kasvatettiin sinisten LED-valojen alla ennen syväjäädytystä, niiden elävyysprosentit olivat korkeita, kun taas syväjäädytystä seuraava kasvatus sinipunaisten LED-valojen (90 % punaista, 10 % sinistä) alla kaksinkertaisti uusiutumisprosentit. Samanaikaisesti suurimmalle osalle lajikkeista punaisilla LED-valoilla oli epäsuotuisat vaikutukset selviytymiseen sekä syväjäädytystä edeltävän, että sitä seuraavan kasvatuksen aikana. Perunan kärkisilmujen geeniekspressioanalyysi osoitti, että syväjäädyttäminen aiheuttaa laajoja ja monitahoisia vaikutuksia kasvin geenien toiminnassa. Valon laatu vaikutti erityisesti stressi- ja puolustusgeenien ilmenemiseen. Tulokset viittaavat siihen että sinipunaisten LED-valojen uusiutumista edistävä vaikutus voi liittyä morfogeneesissä toimivien geenituotteiden runsauteen ja toisaalta stressi- ja puolustusgeenituotteiden määrän laskuun. Kaiken kaikkiaan tutkimukseni osoitti, että valon laatu on tärkeä ei-kryogeeninen tekijä, joka voi lisätä kasvien syväjäädytyksen tehokkuutta.

Submitted by Ricardo Cedraz Duque Moliterno (ricardo.moliterno@uefs.br) on 2016-07-11T23:39:34Z No. of bitstreams: 1 Tese-Ronaldo SOliveira_2015.pdf: 1819214 bytes, checksum: da69b4c584e3e9304788bb2b45091d51 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-11T23:39:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese-Ronaldo SOliveira_2015.pdf: 1819214 bytes, checksum: da69b4c584e3e9304788bb2b45091d51 (MD5) Previous issue date: 2015-01-31 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / The aim of this work was to organize a Forage Germplasm Bank in the State University of Feira de Santana-BA (BGF-UEFS), to carry out a survey of the occurrence of species of Stylosanthes and do pre-breeding studies in a sample of accessions collected in the Semiarid of Bahia from 2008 and 2014. Five collection expeditions in different Semiarid regions of the State was done as an attempt to rescue the maximum genetic variability available. For the pre-breeding work, 25 accessions of Stylosanthes plus a control were utilized. The methods of analysis of variance (ANOVA) and Restricted Maximum Likelihood/Best Linear Unbiased Prediction (REML/BLUP) were used. The genetic parameters were estimated in order to choose the most precise method to select the best individuals for a breeding program. Finally, it was studied the genetic diversity in order to choose the best combinations to develop segregating populations in a breeding program of Stylosanthes. In total, 225 accessions of Stylosanthes spp. were rescued in the state of Bahia, being 61 from de Northeast of the state, 58 from the Mid North, 59 from S?o Francisco Valley, 24 from the Mid South and 23 from the Far West. The estimates of the genetic parameters showed that the methods (ANOVA and REML/BLUP) presented divergent values. The REML/BLUP estimated the genetic values with better accuracy, increased the efficiency of selection and therefore decreased the cost of a given breeding program that has the objective to increase the mass production in Stylosanthes. In a sample of the analyzed accessions, four species were found (S. scabra, S. humilis, S. viscosa and S. capitata). Genetic variability among the accessions and the clusters of Tocher and UPGMA were basically defined by the botanical species and some of them were superior for mass production (BGF08-16 and BGF06-15) and for forage quality (BGF08- 006 and BGF08-007). / O objetivo deste trabalho foi organizar um Banco de Germoplasma de Forrageiras da Universidade Estadual de Feira de Santana, BA (BGF-UEFS), realizar o levantamento da ocorr?ncia de esp?cies do g?nero Stylosanthes e conduzir um estudo de Pr?-melhoramento em uma amostra de acessos coletados no Semi?rido baiano entre os anos de 2008 a 2014. Foram realizadas cinco expedi??es de coleta em diferentes regi?es do Estado procurando resgatar o m?ximo da variabilidade gen?tica dispon?vel. Para os estudos de pr?-melhoramento foram utilizados 25 acessos de Stylosanthes mais uma testemunha. Por meio dos m?todos de an?lise de vari?ncia (ANOVA) e M?xima Verossimilhan?a Restrita/Melhor Predi??o Linear n?o Viesada (REML/BLUP) foram estimados os par?metros gen?ticos, procurando indicar qual o m?todo mais preciso na sele??o dos melhores indiv?duos para um programa de melhoramento. Por fim, realizou-se o estudo da diversidade gen?tica no intuito de indicar as melhores combina??es para formar as popula??es segregantes do programa de melhoramento gen?tico dessa forrageira. Foram resgatados 225 acessos de Stylosanthes spp. de cinco mesorregi?es da Bahia, dos quais 61 foram do Nordeste baiano, 58 do Centro Norte baiano, 59 oriundos do Vale S?o Franciscano da Bahia, 24 resgatados no Centro Sul Baiano e 23 acessos no extremo Oeste Baiano. A estimativa dos par?metros gen?ticos mostrou que os m?todos (ANOVA e REML/BLUP) apresentaram valores divergentes sendo que o REML/BLUP estima os valores gen?ticos com maior acur?cia, aumenta a efici?ncia da sele??o e consequentemente diminui os custos dos programas de melhoramento gen?tico que objetivam aumentar a produ??o de massa em Stylosanthes. Em uma amostra de acessos analisada foram identificadas quatro esp?cies (S. scabra, S. humilis, S. viscosa e S. capitata). Foi observada variabilidade gen?tica entre os acessos avaliados e os agrupamentos de Tocher e UPGMA foram definidos quase que pela identifica??o bot?nica das esp?cies, sendo que os acessos BGF08-16 e BGF06-15 se mostraram superiores para produ??o de massa e os acessos BGF08- 006 e BGF08-007 para a qualidade de forragem.

Thesis (MSc (Viticulture and Oenology. Wine Biotechnology))--University of Stellenbosch, 2002. / Pathogen devastation of food products has been the topic of extensive research efforts worldwide. Fungal infections are foremost amongst these pests, contributing not only to losses in product yield, but also significantly affecting the quality thereof. It is not surprising then that producers of these foodstuffs and their derived products continually strive towards the highest possible product quality. Therefore, it remains imperative that satisfactory methods are implemented to control these fungal pathogens. The current strategies are all hampered by drawbacks, and severe crop losses are still experienced. New technologies are being explored; one such technology is the genetic transformation of plant species. This method has enabled scientists to introduce foreign genes, with known functions and predictable outcomes, into plants. Genes identified to be involved in disease resistance have become the focus of numerous research efforts concerned with the improvement of the plant's innate defence response. This study aimed to enhance disease resistance to fungal pathogens by means of the genetic transformation of two genes previously shown to be involved in disease resistance. These genes encode polygalacturonase-inhibiting proteins (PGIPs) from Phaseolus vulgaris and resveratrol synthase from Vitis vinifera. PGIPs specifically inhibit the action of fungal polygalacturonases (PGs), which are enzymes responsible for the hydrolytic breakdown of plant cell walls. These enzymes were also found to be the first enzymes that are secreted by fungal pathogens during infection of the host plant. Additionally, PGIP-PG interaction results in the existence of molecules involved in the activation of plant defence responses. Resveratrol, the product of resveratrol synthase, exerts its antifungal action by destruction of the microbial cellular membranes. These mentioned genes were transformed alone, and in combination, into Nicotiana tabacum and the resultant transgenic lines were evaluated for enhanced disease resistance and for possible synergistic effects between the transgenes. Several independent transgenic lines were regenerated with genes integrated into the tobacco genome. Almost all the plants harbouring only pgip or vst1 genes also expressed these genes at a high frequency. Some non-expressing lines were identified from the transgenic plants that had integrated both genes, but several lines were obtained expressing both transgenes. Good correlations were observed between transgene product activity and enhanced resistance to the fungus Botrytis cinerea in an antifungal in planta assay. Lines showing the highest PGIP activity and resveratrollevels were more resistant to the pathogen, leading to disease resistance of up to 80% seven days after inoculation in comparison to an untransformed control. These lines maintained their strong inhibition, even three weeks post-inoculation, showing a complete halt in disease development and fungal growth. These results provide good indications of the efficacy of these transgenes in the upregulation of plant defence. However, the study will have to be expanded to include even more transgenic lines to elucidate the possible synergistic effects of these genes. In an additional pilot study, genes encoding for precursors and for the formation of resveratrol were introduced into the yeast Saccharomyces cerevisiae. The resultant recombinant yeast strains were evaluated for their ability to produce the phenolic substance, resveratrol. This compound has been implicated in beneficial aspects relating to human health, including positive effects on atherosclerosis and platelet aggregation as a direct result of its antioxidant and anti-inflammatory activities. Recombinant yeast strains were constructed that expressed genes coding for coenzyme A ligase and resveratrol synthase. These strains were shown to be able to produce the phenolic compound resveratrol from the precursors present in the yeast as well as from the products introduced with the transformation. The resveratrol was complexed with an added glucose moiety. These results are extremely positive, considering the possibility of manipulating wine yeasts to produce resveratrol during the wine fermentation, thereby adding to the health aspects of both red and white wine. This is the first report of the production of this compound by the introduction of genes necessary for its biosynthesis in a foreign host. This study has confirmed the importance of PGIPs and resveratrol in the effort to enhance disease resistance in plants through genetic transformation technology. It has also shown that the health benefits of resveratrol could be exploited more optimally in the wine industry, by producing wine yeasts with the ability to synthesise this important antioxidant.