Orientador: Sergio Marangoni / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-04T06:47:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_AdrianaMoreiradaSilvae_D.pdf: 6318592 bytes, checksum: 2d42ae741dfb799cf38492581dbb5324 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: As plantas são capazes de responder e resistir ao ataque de patógenos ativando uma diversidade de estratégias de defesa. A maioria delas exibe uma estratégia geral onde são ativadas respostas bioquímicas de maneira coordenada, incluindo a reprogramação do metabolismo celular, o reforço das barreiras celulares e produção de compostos antimicrobianos e proteínas que agem diretamente sobre o patógeno. Mas existem também respostas específicas das plantas a determinados patógenos, onde são ativadas vias de defesa específicas.Apesar da crescente quantidade de dados em literatura descrevendo genes envolvidos na patogênese vegetal, pouco se sabe sobre as modificações ao nível de proteoma associadas com estas interações. Neste trabalho é apresentado um estudo proteômico comparativo de plantas de milho, de dois genótipos contrastantes em relação à resistência ao fungo Puccinia polysora, em que foram caracterizadas as diferenças no perfil de expressão de proteínas em sementes dos dois genótipos. Através de uma ampla caracterização dos perfis de proteína por diferentes métodos eletroforéticos, foram reveladas 12 proteínas diferencialmente expressas no genótipo de maior resistência. Destas, 5 foram identificadas por espectrometria de massas por MALDI-TOF, sendo 3 delas identificadas como proteínas com atividade de defesa: uma lipoxigenase de 96 kDa, uma proteína Vicilin-like de 66 kDa e uma proteína Heat-Shockde 70 kDa. No segundo capítulo da tese, apresentamos um estudo complementar de mapeamento de QTLs em plantas de milho para a identificação dos genes reguladores da síntese de DIMBOA, um composto secundário que atua na defesa de plantas contra fungos e insetos. Neste estudo foi construído um mapa genético de ligação de uma população F2 resultante do cruzamento de uma linhagem com alta produção de DIMBOA e outra linhagem de baixa produção deste composto. O mapa, com um tamanho total de 1432,9 centimorgans, foi construído com 123 marcadores SSR. Com este mapa foi possível identificar quatro QTLs potencialmente relacionadas com a regulação da via de síntese de DIMBOA, sendo uma no cromossomo 1 (bin 1.08), duas no cromossomo 6 (bin 6.01 e bin 6.02) e uma no cromossomo 10 (bin 10.05) / Abstract: Plants have the ability to respond to invasion by pathogens through activation of a variety of defense strategies. Most plants exhibit a general defense strategy in which a wide range of biochemical responses are induced in a coordinated manner, including reprogramming of cellular metabolism, accumulation of barrier-forming substances and production of antimicrobial compounds and proteins that act directly to prevent pathogen invasion. Some plants show also specific pathogen responses, in a different strategy pathway. Although there is an increasing amount of literature dealing with genes involved in bacterial and fungal pathogenesis, very few reports have addressed proteome modifications associated with such interactions. In the present work we show a comparative proteomic analysis of maize plants, resistant and susceptible genotypes to Puccinia polysora fungi infection and the characterization of differences in protein expression profiles of seeds. Protein profiles of both genotypes were analyzed by a broad range of electrophoresis methods and we could identify 12 proteins differentially expressed in resistant genotype. Five of them were identified by MALDI-TOF mass spectrometry and 3 of them were identified as defense related proteins, a 96 kDa lipoxygenase, 66 kDa Vicilin-like protein and 70 kDa Heat-Shock protein. We also present a complementary study of QTL mapping for identification of regulatory genes controlling DIMBOA synthesis in maize. In this study is shown a linkage map of a F2 population resultant from crossing between two maize lines presenting high DIMBOA production and low DIMBOA production. This map presents 1432,9 centimorgans and was constructed using 123 SSR markers. Using this map we could identify four QTLs possibly related with DIMBOA production, one QTL on bin 1.08 of chromossome 1, two QTLs on bins 6.01 and 6.02 on chromossome 6, and one last QTL on bin 10.05 on chromossome 10 / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

O efeito da ferrugem tropical do milho, causada pelo patógeno Physopella zeae, e da ferrugem polisora, causada por Puccinia polysora, na taxa líquida de fotossíntese e na transpiração de folhas de milho (Zea mays) foram avaliados em condições de ambiente controlado, nas temperaturas de 21ºC, 26ºC e 31ºC para Physopella zeae e, 22ºC, 26ºC e 28ºC para Puccinia polysora. A taxa líquida de fotossíntese foi relacionada à severidade da doença por meio do modelo matemático Pxx/Po=(1-x)β, onde Pxx representa a taxa fotossintética líquida de folhas com severidade de doença x (em proporção), Po e β representa a relação entre a lesão virtual (área foliar com fotossíntese nula) e a lesão visual (área foliar coberta por sintomas). O parâmetro β caracteriza o efeito do patógeno em toda a gama de severidade de doença. Os valores de β determinados por regressão não-linear (R2 de 0,36 a 0,65 para os ensaios com P. polysora e de 0,34 a 0,69 para Physopella zeae) variaram entre 5,35 a 9,53 para P. polysora e 1,31 a 15,9 para Physopella zeae. Esses valores indicam que houve redução da eficiência fotossintética não apenas no tecido lesionado, mas também em parte do tecido verde remanescente de folhas infectadas. Os valores de β apresentaram alta variação devido à grande variabilidade observada à baixa severidade. / not available

O efeito da ferrugem tropical do milho, causada pelo patógeno Physopella zeae, e da ferrugem polisora, causada por Puccinia polysora, na taxa líquida de fotossíntese e na transpiração de folhas de milho (Zea mays) foram avaliados em condições de ambiente controlado, nas temperaturas de 21ºC, 26ºC e 31ºC para Physopella zeae e, 22ºC, 26ºC e 28ºC para Puccinia polysora. A taxa líquida de fotossíntese foi relacionada à severidade da doença por meio do modelo matemático Pxx/Po=(1-x)β, onde Pxx representa a taxa fotossintética líquida de folhas com severidade de doença x (em proporção), Po e β representa a relação entre a lesão virtual (área foliar com fotossíntese nula) e a lesão visual (área foliar coberta por sintomas). O parâmetro β caracteriza o efeito do patógeno em toda a gama de severidade de doença. Os valores de β determinados por regressão não-linear (R2 de 0,36 a 0,65 para os ensaios com P. polysora e de 0,34 a 0,69 para Physopella zeae) variaram entre 5,35 a 9,53 para P. polysora e 1,31 a 15,9 para Physopella zeae. Esses valores indicam que houve redução da eficiência fotossintética não apenas no tecido lesionado, mas também em parte do tecido verde remanescente de folhas infectadas. Os valores de β apresentaram alta variação devido à grande variabilidade observada à baixa severidade. / not available

A identificação e localização de marcadores moleculares ligados a genes de interesse pode agilizar o programa de melhoramento de vegetais. Na cultura do milho, vários esforços têm sido realizados para tal finalidade. Este trabalho objetivou identificar marcadores microssatélites ligados a genes que conferem resistência à ferrugem polissora, causada por Puccinia polysora, e verificar o efeito fenotípico destes nas variáveis monocíclicas número e comprimento de lesão. Foram utilizadas duas linhagens (Z-95 e Z-93) contrastantes em níveis de resistência à doença, o híbrido (Z-95 x Z-93) e uma população F2 obtida da autofecundação do híbrido. Esses indivíduos foram fenotipados quanto à resistência à doença em dois ensaios a campo e genotipado em laboratório com 142 marcadores microssatélites. Para agilizar a genotipagem, o método de análise dos segregantes agrupados (ASA) foi utilizado (Michelmore et al., 1991). Marcadores potencialmente ligados identificados pelo método de ASA foram utilizados para genotipar 165 indivíduos segregantes e confirmar a existência de ligação. Dois marcadores, Phi 65 e Phi 28, ambos no cromossomo 9, mostraram-se significativamente associados (p<0,000001 e p<0,000078, respectivamente) a um QRL (locos de resistência quantitativa) a P. polysora. A associação entre QRL e marcadores explicou 12,9% (Phi 65) e 5,10% (Phi 28) do fenótipo resistência. Em um terceiro ensaio em casa de vegetação, 94 plantas foram inoculadas com suspensão de uredósporos e avaliadas quinze dias após a inoculação quanto ao número total de pústulas e o comprimento de 10 lesões. Estas plantas foram genotipadas com os marcadores Phi 65 e Phi 28. Somente o marcador Phi 65 mostrou-se significativamente associado (P< 0,000032) a redução no número total de pústulas. Por outro lado, nenhum marcador mostrou associação significativa com a variável comprimento de lesão. Por estarem ligados ao mesmo marcador, sugere-se que o QRL identificado no ensaio a campo seja o mesmo identificado em casa de vegetação / not available

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:40:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Darci_Fontoura.pdf: 1899459 bytes, checksum: 8c49d8ad8328dec589d5f17122d1bf18 (MD5) Previous issue date: 2013-08-16 / In recent years farmers have gradually increased the use of chemical pesticides to mitigate the losses from diseases in corn. An alternative to reduce the use of such products may be the application of resistance inducer, taking advantage of latent genetic resistance, causing less negative impact on the environment and human health. Although, there may be an energetic expense with this induction which could hold up this form of control. With the objective of verifying the resistance induction in off-season (safrinha) corn by acibenzolar-S-methyl (ASM) and phosphorylated mannanoligosaccharide (MOS), experiments were conducted with four corn hybrids (30F90H, 30K64H, 30K73H and P4042H) in two consecutive years (2011 and 2012) in off-season environment in the municipality of Toledo - PR. In addition to the resistance inducers, a fungicide (azoxystrobin + ciproconazole) was applied, as well as water as a check. A randomized block design, with a triple factorial scheme, plus an additional treatment and three replications was used. The factors were: (A) hybrid in four levels (B) product in three levels and, (C) dose in three levels. The additional treatment was carried out with water spray, representing the level zero of the dose factor. The application of the products happened in phenological stages V8 and VT. There was observed an incidence of diverse plant pathogens in the two consecutive years, on the same hybrids, in the same location and under the same manageable conditions, probably due to diverse climatic conditions from one year to another, although hypersensitive response occurred in both years under MOS treatment. In the 2011 off-season, there was an incidence of Exserohilum turcicum, a necrotrophic pathogen, and no damaged kernels were found, while in the 2012 off-season, there was an incidence of Puccinia polysora, a biotrophic pathogen, plus significant percentage of damaged kernels. None of the applied products affected the traits plant height, ear placement, content of foliar nitrogen and percentage of damaged kernels. There was significant effect of resistance inducers on the hypersensitivity response and root lodging, without reducing the productivity compared to the water treatment. MOS increased hypersensitivity response severity and ASM reduced root lodging. The fungicide treatment (azoxystrobin + ciproconazole) showed better control of foliar diseases (P. polysora and E. turcicum) and higher yield in both years, and in 2011 it reduced stalk lodging and increased the mass of thousand kernels / Nos últimos anos os produtores tem aumentado gradativamente o uso de defensivos químicos para amenizar os prejuízos com doenças da cultura do milho. Uma alternativa visando diminuir o uso de tais produtos poderá ser a aplicação de indutores de resistência, tirando proveito da resistência genética latente, gerando menor impacto negativo sobre o meio ambiente e a saúde humana. Entretanto, poderá haver elevado dispêndio de energia nessa indução que torne inviável essa forma de controle. Objetivando verificar a indução de resistência em milho safrinha pelos indutores acibenzolar-S-metil (ASM) e mananoligossacarídeo fosforilado (MOS), foram conduzidos experimentos com quatro híbridos de milho (30F90H, 30K64H, 30K73H e P4042H), em dois anos consecutivos (2011 e 2012), na safrinha no município de Toledo PR. Além dos indutores de resistência, realizou-se também tratamento com fungicida (azoxistrobina + ciproconazol), além de água como testemunha. Foi utilizado delineamento experimental de blocos casualizados com esquema fatorial triplo e tratamento adicional, em três repetições. Os fatores testados foram: (A) híbrido em quatro níveis, (B) produto em três níveis e, (C) dose em três níveis. O tratamento adicional foi realizado com pulverização de água, representando o nível zero do fator dose. As aplicações dos produtos aconteceram nos estádios fenológicos V8 e VT. Observou-se incidência de patógenos distintos nos dois anos consecutivos sobre os mesmos híbridos, no mesmo local e nas mesmas condições de manejo, provavelmente em função da condição climática distinta de um ano para o outro, embora a resposta de hipersensibilidade tenha acontecido em ambos os anos no tratamento com MOS. Na safrinha de 2011 houve incidência de Exserohilum turcicum, um patógeno necrotrófico, e não foram encontrados grãos ardidos, enquanto que na safrinha de 2012 houve incidência de Puccinia polysora, um patógeno biotrófico, além de significativo percentual de grãos ardidos. Nenhum dos produtos aplicados influenciou as características altura de planta, altura de inserção de espiga, teor de nitrogênio foliar e percentual de grãos ardidos. Houve efeito dos indutores de resistência quanto à resposta de hipersensibilidade e acamamento em função da raiz, sem redução da produtividade em relação ao tratamento com água. MOS aumentou a severidade da resposta de hipersensibilidade e acibenzolar-S-metil reduziu o acamamento em função da raiz. O tratamento com fungicida (azoxistrobina + ciproconazol) apresentou o melhor controle das doenças foliares (P. polysora e E. turcicum) e a maior produtividade em ambos os anos, sendo que em 2011 ainda reduziu o acamamento de colmo e aumentou a massa de mil grãos

A identificação e localização de marcadores moleculares ligados a genes de interesse pode agilizar o programa de melhoramento de vegetais. Na cultura do milho, vários esforços têm sido realizados para tal finalidade. Este trabalho objetivou identificar marcadores microssatélites ligados a genes que conferem resistência à ferrugem polissora, causada por Puccinia polysora, e verificar o efeito fenotípico destes nas variáveis monocíclicas número e comprimento de lesão. Foram utilizadas duas linhagens (Z-95 e Z-93) contrastantes em níveis de resistência à doença, o híbrido (Z-95 x Z-93) e uma população F2 obtida da autofecundação do híbrido. Esses indivíduos foram fenotipados quanto à resistência à doença em dois ensaios a campo e genotipado em laboratório com 142 marcadores microssatélites. Para agilizar a genotipagem, o método de análise dos segregantes agrupados (ASA) foi utilizado (Michelmore et al., 1991). Marcadores potencialmente ligados identificados pelo método de ASA foram utilizados para genotipar 165 indivíduos segregantes e confirmar a existência de ligação. Dois marcadores, Phi 65 e Phi 28, ambos no cromossomo 9, mostraram-se significativamente associados (p<0,000001 e p<0,000078, respectivamente) a um QRL (locos de resistência quantitativa) a P. polysora. A associação entre QRL e marcadores explicou 12,9% (Phi 65) e 5,10% (Phi 28) do fenótipo resistência. Em um terceiro ensaio em casa de vegetação, 94 plantas foram inoculadas com suspensão de uredósporos e avaliadas quinze dias após a inoculação quanto ao número total de pústulas e o comprimento de 10 lesões. Estas plantas foram genotipadas com os marcadores Phi 65 e Phi 28. Somente o marcador Phi 65 mostrou-se significativamente associado (P< 0,000032) a redução no número total de pústulas. Por outro lado, nenhum marcador mostrou associação significativa com a variável comprimento de lesão. Por estarem ligados ao mesmo marcador, sugere-se que o QRL identificado no ensaio a campo seja o mesmo identificado em casa de vegetação / not available