A ferrugem alaranjada é uma doença foliar que afeta a cana-de-açúcar, tendo ganho destaque como uma das principais doenças da cultura. Causada pelo fitopatógeno biotrófico Puccinia kuehnii, foi relatada em diversos países da América do Sul, incluindo o Brasil. Entender o comportamento desta doença é importante na compreensão de seus mecanismos de infecção. Para isso, o propósito deste trabalho é avaliar o transcriptoma, por sequenciamento de RNA, da resposta da cana-de-açúcar à infecção por P. kuehnii durante o estabelecimento da doença. O material biológico utilizado correspondeu a folhas de cana-de-açúcar do cultivar suscetível SP89-1115, amostrados no momento da inoculação dos esporos (0 h), 12 horas após a inoculação (hai), 24 hai, 48 hai, 5 dias e 12 dias após a inoculação da ferrugem alaranjada. Após o pré-processamento das leituras, foi realizado o mapeamento de aproximadamente 800 milhões de leituras, utilizando como referência um transcriptoma de cana-de-açúcar obtido a partir do sequenciamento de seis genótipos distintos. Posteriormente, foi realizada a análise de expressão diferencial: i) em um teste do tipo Análise de Variância, ii) entre a comparação de cada tempo após a infecção contra 0 h e iii) pela comparação de tempos adjacentes. Por essa última estratégia, a maioria dos transcritos diferencialmente expressos ocorreu em 12 hai, 48 hai e 12 dai. Através do enriquecimento funcional foram evidenciados processos relacionados principalmente à fotossíntese e oxirredução, importantes na manutenção do metabolismo e sinalização celular sob perturbação. Os perfis de expressão gênica temporal dos transcritos anotados de acordo com termos da base Gene Ontology, por sua vez, mostraram ondas invertidas de repressão e estímulo entre as comparações 12 hai vs 0 h e 48 hai vs 24 hai. Através da segunda análise de expressão diferencial houve indícios de que os níveis de expressão dos transcritos eram similares entre 0 h e 48 hai. Portanto, P. kuehnii pode ter agido no sentido de repressão das vias de resposta de defesa nas primeiras horas seguidas da inoculação, desfavorecendo mecanismos de acúmulo de fitormônios e deposição de lignina na parede celular. O cultivar de cana-de-açúcar pode ter sido prejudicado pela ausência de sistemas de reconhecimento e/ou no combate às proteínas efetoras do patógeno, de modo a ter sido modulado para o estabelecimento fúngico, havendo evidências do restabelecimento parcial da homeostase celular em 48 hai. / Orange rust is a foliar disease that affects sugarcane, gaining importance among the main diseases of this crop. Caused by the biotrophic phytopathogen Puccinia kuehnii, it has been reported in several countries in South America, including Brazil. Understanding the behavior of this disease is very important in comprehending its mechanisms of infection. The purpose of this work is to evaluate the transcriptome, by RNA sequencing, of the sugarcane response to infection by P. kuehnii during the establishment of the disease. The biological material used corresponds to sugarcane leaves from susceptible cultivar SP89-1115, sampled at the time of spore inoculation (0 h), 12 hours post inoculation (hpi), 24 hpi, 48 hpi, 5 days and 12 days post inoculation of orange rust. After pre-processing the reads, we mapped approximately 800 million reads to a reference sugarcane transcriptome obtained from sequencing six different genotypes. Subsequently, we performed differential expression analysis: i) in an Analysis of Variance type test; ii) comparing each time after inoculation against 0 h and iii) by comparing adjacent times. By the latter strategy, most of the differentially expressed transcripts occurred at 12 hpi, 48 hpi and 12 dpi. Through functional enrichment analysis, processes related mainly to photosynthesis and oxidation were evidenced, which are important in metabolic maintenance and cellular signaling under perturbation. The temporal gene expression profiles of Gene Ontology-annotated transcripts, in turn, showed reverse repression and stimulus waves between the comparisons 12 hpi vs 0 h and 48 hpi vs 24 hpi. Through the second differential expression analysis we found evidence that the expression levels of the transcripts were similar between 0 h and 48 hpi. Therefore, P. kuehnni may have acted in the sense of repressing defense response pathways in the first hours following inoculation, disfavoring mechanisms of phytohormones signaling and lignin deposition in the cell wall. This sugarcane cultivar may have been harmed by the absence of recognition systems and/or in the control of pathogen effector proteins in order to have been modulated for fungal establishment, with evidence of partial reestablishment of cellular homeostasis at 48 hpi.

Orientador: Antonio Goes / Resumo: A ferrugem alaranjada, causada por Puccinia kuehnii, é uma importante doença na cultura da cana-de-açúcar, causando danos econômicos significativos aos produtores. É responsável por 20-40 % de perda em toneladas de cana por hectare e, além disso, provoca redução no teor de sacarose nos colmos. Diante desse contexto, o objetivo desse estudo foi determinar a eficácia dos fungicidas fluxapiroxade, do grupo químico carboxamida, com formulação de fluxapiroxade 300 g L-1 e a formulação contendo o fluxapiroxade + piraclostrobina (167 + 333 g L-1), comparados com os fungicidas padrões piraclostrobina + epoxiconazol (133 + 50 g L-1) e azoxistrobina + ciproconazol (200 + 80 g L-1). Para tal, foram conduzidos quatro experimentos, em condições de campo, no município de Santa Rita do Passa Quatro, estado de São Paulo, entre os meses de novembro de 2012 a abril de 2014. Foram empregadas as cultivares RB72454 e SP813250, plantadas no espaçamento 1,5 m entre linhas. Os tratamentos avaliados e as dosagens (em mL de produto comercial por hectare) foram: fluxapiroxade (167, 233, 300); fluxapiroxade + piraclostrobina (350), epoxiconazol + piraclostrobina (1000) e ciproconazol + azoxistrobina (300). O fungicida ciproconazol + azoxistrobina foi acrescido de 600 mL do óleo mineral Nimbus, enquanto nos demais fungicidas adicionou-se o óleo mineral Assist a 500 mL ha-1. As aplicações dos fungicidas, em número de três, e em intervalos mensais, deram-se mediante pulverizador costal pressurizado a CO2, ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Orientador: Antonio de Goes / Resumo: A ferrugem alaranjada da cana-de-açúcar (FA), causada por Puccinia kuehnii, é responsável por superior a 40% na produtividade de genótipos de cana-de-açúcar suscetíveis e intermediários. Nesse estudo foram realizados três experimentos. No experimento E1 foi avaliado o efeito do número de aplicações de fungicida piraclostrobina + epoxiconazole (PE) no município de Olímpia-SP, em E2 foi avaliado o efeito do número de aplicações de fungicida piraclostrobina + epoxiconazole (PE) no município de Catigua-SP, ambos em épocas distintas, e em E3 foi avaliado o efeito do volume de calda de PE no controle da doença. A partir dos dados obtidos nos experimentos E1 e E2, foi também avaliada a viabilidade econômica do controle da FA da cana-de-açúcar. Os experimentos foram realizados em dois locais, Olímpia e Catiguá, Estado de São Paulo, sendo empregada a cultivar SP81-3250, em quarto ciclo, após o terceiro corte, em estádio de desenvolvimento (Elongação do colmo; Crescimento intenso; Início do acúmulo de sacarose) da cultura. Em E1 e E2 usou-se o delineamento experimental em blocos ao acaso (DBC), com quatro tratamentos, sendo 0 (testemunha), 1, 2 e 3 aplicações. Cada parcela foi constituída por quatro linhas de 8 metros, espaçadas de 1,5 metros. Foram realizadas sete avaliações, com as quais determinou-se a severidade, a partir das quais foi obtida a área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD). Também foi estimado o rendimento de colmos, expresso em tonelada de colmos por hectare... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The orange rust of sugarcane (FA), caused by Puccinia kuehnii, is responsible for over 40% in the yield of susceptible and intermediate sugarcane genotypes. Three experiments were performed in this study. In the E1 experiment, the effect of the number of applications of fungicide pyraclostrobin + epoxiconazole (PE) in the municipality of Olímpia-SP, in E2, was evaluated the effect of the number of applications of fungicide pyraclostrobin + epoxiconazole (PE) in the municipality of Catigua-SP, both at different times, and in E3 the effect of the volume of PE syrup on disease control was evaluated. From the data obtained in experiments E1 and E2, the economic viability of sugarcane FA control was also evaluated. The experiments were carried out at two locations, Olímpia and Catiguá, State of São Paulo, and the cultivar SP81-3250 was used, in the fourth cycle, after the third cut, at the development stage (Elongation of the stem, intense growth; sucrose) of the culture. In E1 and E2, the experimental design in randomized blocks (DBC) was used, with four treatments, being 0 (control), 1, 2 and 3 applications. Each plot was constituted by four lines of 8 meters, spaced of 1.5 meters. Seven evaluations were performed, with which the severity was determined, from which the area under the disease progress curve (AACPD) was obtained. The yield of stalks, expressed in ton of stems per hectare (TCH), was also estimated. In E3 a similar procedure was adopted, whose treatments were repres... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by LÚCIO DE PAULA COLLETTE Collette (lucio.collette@basf.com) on 2016-11-23T10:15:13Z No. of bitstreams: 1 Collette_lp_me_jabo.pdf: 836563 bytes, checksum: 1fcd869c26df22f8c5192ed2d04da786 (MD5) / Rejected by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo a orientação abaixo: O arquivo submetido não contém o Certificado de aprovação fornecido pela Seção de Pós-Graduação. Corrija esta informação e realize uma nova submissão com o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-11-25T17:25:06Z (GMT) / Submitted by LÚCIO DE PAULA COLLETTE Collette (lucio.collette@basf.com) on 2016-11-29T09:16:16Z No. of bitstreams: 2 Collette_lp_me_jabo.pdf: 836563 bytes, checksum: 1fcd869c26df22f8c5192ed2d04da786 (MD5) Certificado_Lucio Collette.pdf: 127065 bytes, checksum: c17a9d8f68119efdd0fc626cd1bb34e3 (MD5) / Rejected by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: Foram submetidos 2 arquivos PDF’s, apenas 1 arquivo deve ser submetido. O arquivo PDF não deve estar protegido e a dissertação/tese deve estar em um único arquivo, inclusive os apêndices e anexos, se houver. Corrija estas informações e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-11-29T13:49:25Z (GMT) / Submitted by LÚCIO DE PAULA COLLETTE Collette (lucio.collette@basf.com) on 2016-11-29T18:39:45Z No. of bitstreams: 1 Collette_lp_me_jabo.pdf: 22894048 bytes, checksum: aed36851f073f41f0ad604eeaf022e38 (MD5) / Rejected by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: A versão final da dissertação/tese deve ser submetida no formato PDF (Portable Document Format) e o arquivo não deve estar protegido. Para incluir a folha de aprovação no arquivo, digitalize a folha de aprovação e inclua no arquivo word de seu trabalho e depois gere um arquivo PDF. Por favor, corrija o arquivo PDF e realize uma nova submissão com o arquivo desprotegido. Agradecemos a compreensão. on 2016-12-01T12:33:45Z (GMT) / Submitted by LÚCIO DE PAULA COLLETTE Collette (lucio.collette@basf.com) on 2016-12-07T19:22:08Z No. of bitstreams: 1 Collette_lp_me_jabo .pdf: 912792 bytes, checksum: 3449617266b7978c7183c84d7311ea1f (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-12-09T13:15:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 collette_lp_me_jabo.pdf: 912792 bytes, checksum: 3449617266b7978c7183c84d7311ea1f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-09T13:15:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 collette_lp_me_jabo.pdf: 912792 bytes, checksum: 3449617266b7978c7183c84d7311ea1f (MD5) Previous issue date: 2016-05-23 / A ferrugem alaranjada, causada por Puccinia kuehnii, é uma importante doença na cultura da cana-de-açúcar, causando danos econômicos significativos aos produtores. É responsável por 20-40 % de perda em toneladas de cana por hectare e, além disso, provoca redução no teor de sacarose nos colmos. Diante desse contexto, o objetivo desse estudo foi determinar a eficácia dos fungicidas fluxapiroxade, do grupo químico carboxamida, com formulação de fluxapiroxade 300 g L-1 e a formulação contendo o fluxapiroxade + piraclostrobina (167 + 333 g L-1), comparados com os fungicidas padrões piraclostrobina + epoxiconazol (133 + 50 g L-1) e azoxistrobina + ciproconazol (200 + 80 g L-1). Para tal, foram conduzidos quatro experimentos, em condições de campo, no município de Santa Rita do Passa Quatro, estado de São Paulo, entre os meses de novembro de 2012 a abril de 2014. Foram empregadas as cultivares RB72454 e SP813250, plantadas no espaçamento 1,5 m entre linhas. Os tratamentos avaliados e as dosagens (em mL de produto comercial por hectare) foram: fluxapiroxade (167, 233, 300); fluxapiroxade + piraclostrobina (350), epoxiconazol + piraclostrobina (1000) e ciproconazol + azoxistrobina (300). O fungicida ciproconazol + azoxistrobina foi acrescido de 600 mL do óleo mineral Nimbus, enquanto nos demais fungicidas adicionou-se o óleo mineral Assist a 500 mL ha-1. As aplicações dos fungicidas, em número de três, e em intervalos mensais, deram-se mediante pulverizador costal pressurizado a CO2, com 30 lb-pol2, com bicos tipo leque Teejet 8002, e volume equivalente a 150 L.ha-1. Um tratamento correspondente à testemunha não recebeu aplicação com fungicida. Adotou-se o delineamento de blocos casualizados, com quatro repetições. Cada unidade experimental foi representada por parcelas constituídas por 6,0 m de largura e 10 m de comprimento, totalizando uma área de 60,0 m². As avaliações consistiram na determinação dos índices severidade dos sintomas, empregando-se escala de notas, em número de cinco avaliações. Também foi determinada a produtividade das plantas, em termos de tonelada de colmos de cana-de-açúcar por hectare. Com os dados de severidade foi calculada a área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD). Após análise de variância, as médias foram comparadas por meio de teste de médias, empregando-se o teste Scott-Knott a 5% de probabilidade. Todos os fungicidas, independente se isolados ou em misturas, de forma geral demonstraram eficiência quando aplicados previamente ao aparecimento de sintomas da doença, em cana da cultivar SP813250, a qual apresentou baixo índice de severidade da doença. Porém, quando aplicados em plantas já sintomáticas, da cultivar RB72454, verificou-se um comportamento diferenciado dos tratamentos, com destaque para fluxapiroxade 300 g L-1 que, em doses superiores a 233 mL pc ha-1, foi estatisticamente semelhante aos padrões piraclostrobina + epoxiconazol e azoxistrobina + ciproconazol. O fungicida fluxapiroxade + piraclostrobina (167 + 333 g L-1), na dose de 350 mL pc ha-1 foi o mais eficiente, sendo superior aos padrões, independente das condições avaliadas. / Orange rust, caused by Puccinia kuehnii, is an important disease in the sugarcane crop, causing significant economic damage to farmers. It’s responsible for the loss of 20 – 40% tons of sugarcane per hectare, and furthermore causes a reduction in sucrose content in the stems. In this context, the objective of this study was to determine the effectiveness of fluxapyroxad fungicides, from carboxamide chemical group, with fluxapyroxad formulation 300 g L -1 , and the formulation containing fluxapyroxad + pyraclostrobin ( 333 + 167 g l-1) , compared with the standards fungicides pyraclostrobin + epoxiconazole ( 133 50 + g L -1 ) and azoxystrobin + cyproconazole (200 + 80 g L -1 ). To this, four experiments were conducted under field conditions at the municipality of Santa Rita do Passa Quatro, state of São Paulo, between November 2012 to April 2014. It was used RB72454 and SP813250 cultivars, planted with 1,5 m between rows. The treatments evaluated and dosages (in mL of commercial product per hectare) were: fluxapyroxad (167, 233, 300); fluxapyroxad + pyraclostrobin (350), epoxiconazole + pyraclostrobin (1000) and azoxystrobin + cyproconazole (300). For the cyproconazole + azoxystrobin fungicide was added 600 mL of Nimbus mineral oil, while the other fungicides were added the mineral oil Assist at 500 mL ha-1. The applications of fungicides, applied three times, and with monthly intervals, were done by CO2 backpack applicator, with 30 lb-pol2, nozzles type Teejet 8002, and volume equivalent to 150 L.ha-1. A corresponding treatment as check received no fungicide application. A randomized block design with four replications was adopted. Each sample unit was represented by plots with 6.0 m width and 10 m length, with a total area of 60.0 m². The evaluations consisted in determining the rates the severity of symptoms, using grading scale in number of five evaluations. Also was determined the productivity of the plants in terms of tons of sugarcane stems per hectare.The severity data were transformed into area under the disease progress curve (AUDPC). After analysis of variance, the means were compared with means test, using the Scott-Knott test at 5% probability. All fungicides, regardless of isolated or in mixtures, demonstrated effectiveness when applied prior to the onset of symptoms of the disease in sugarcane cultivar SP813250, which showed low level of disease severity. However, when applied in already symptomatic plants, cultivar RB72454, there was a different behavior of the treatments, especially fluxapyroxad 300 g L-1 that, at doses higher than 233 mL pc ha-1 was statistically similar to standards pyraclostrobin + epoxiconazole and cyproconazole + azoxystrobin. The fungicide fluxapyroxad + pyraclostrobin (167 + 333 g L-1), at dose of 350 ml pc ha-1 was the most efficient, being higher than the standards, regardless of the conditions evaluated.

A ferrugem alaranjada da cana-de-açúcar, causada pelo fungo Puccinia kuehnii, apesar de ser centenária, foi detectada no Brasil apenas no final de 2009, após causar uma grande epidemia na Austrália em 2000. Pela recente detecção, não há estudos que comparam as populações brasileiras de P. kuehnii e a reação, em condições controladas, de importantes variedades de cana-de-açúcar ao patógeno. Assim, este trabalho analisou e comparou o comportamento de variedades de cana-de-açúcar inoculadas com seis diferentes populações de P. kuehnii coletadas em diferentes locais no Brasil, além de verificar a variabilidade patogênica e genética destas populações. Para isso, inoculou-se populações de P. kuehnii coletadas em Piracicaba (SP), Araras (SP), Ribeirão Preto (SP), Paranacity (PR), Nova Alvorada do Sul (MS) e Dourados (MS). As variedades de cana-deaçúcar utilizadas foram: SP89-1115, SP81-3250, RB85-5156, RB86-7515, RB92- 5211, RB96-6928, CTC 3, CTC 6, CTC 8, CTC 9, CTC 13, CTC 15 e CTC 18. Em todas as inoculações avaliaram-se os períodos de incubação e de latência da doença, a severidade, o número total de pústulas e a porcentagem de pústulas abertas. Além disso, as regiões ITS e IGS de todas as populações de P. kuehnii foram sequenciadas e comparadas entre si e com sequências do patógeno da Austrália, Papua Nova Guiné, Indonésia, Filipinas, Japão, China, Guatemala, Panamá, Jamaica, Costa Rica, Nicaraguá, México e Estados Unidos. Os resultados mostraram que a porcentagem de pústulas abertas é o melhor parâmetro para separar e classificar as variedades de cana-de-açúcar quanto ao grau de resistência ao patógeno. O período de incubação da doença variou de 7 a 10 dias e o período de latência, de 9 a 19 dias. As populações de P. kuehnii não constituem diferentes raças virulentas e a população coletada em Araras (SP) é uma raça mais agressiva do patógeno. Para as regiões IGS e ITS, as seis populações de P. kuehnii utilizadas apresentam sequências idênticas entre si e entre todas as sequências de P. kuehnii do continente americano depositadas no \"GenBank\". Para estas duas regiões, as populações utilizadas no trabalho diferem de sequências da Austrália, China, Filipinas, Havaí (EUA), Indonésia, Japão, Papua Nova Guiné e Samoa. A disseminação do patógeno além da Ásia e Austrália parece ter ocorrido após a epidemia da doença na Austrália em 2000. No entanto ainda não se sabe ao certo como o patógeno teria chegado à América em 2007 e à África em 2011. / Despite being a century disease, sugarcane orange rust, caused by the Puccinia kuehnii, was only reported in 2009 Brazil, after having caused an epidemic in Australia in 2000. Because it was recently detected in Brazil, there are no studies that compare P. kuehnii populations in Brazil and the reaction, under controlled conditions, of important sugarcane varieties to the pathogen. This study compared the performance of sugarcane varieties inoculated with six different populations of P. kuehnii collected in different sites in Brazil. We also studied the pathogenic and genetic variability of these pathogens populations. In order to carry out this study, P. kuehnii populations were collected in the municipalities of Piracicaba (SP), Araras (SP), Ribeirao Preto (SP), Paranacity (PR), Nova Alvorada do Sul (MS), and Dourados (MS). The sugarcane varieties used were: SP89-1115, SP81-3250, RB85- 5156, RB86-7515, RB92-5211 RB96-6928, CTC 3, CTC 6, CTC 8, CTC 9, CTC 13, CTC 15, and CTC 18. For all inoculations, we evaluated the incubation period, latent period, disease severity, total number of pustules, and percentage of open pustules. Furthermore, the ITS and IGS rDNA regions of all P. kuehnii populations were sequenced and compared with sequences from Australia, China, Costa Rica, Guatemala, Indonesia, Jamaica, Japan, Mexico, Nicaragua, Papua New Guinea, the Philippines, Panama, and the United States. The results showed that the percentage of open pustules is the best parameter to separate and classify the resistance of sugarcane varieties to the pathogen. The incubation period of the disease ranged from 7 to 10 days and the latent period from 9 to 19 days. There are no P. kuhenii virulent races and the population collected in Araras (SP) is a more aggressive race. For the IGS and ITS regions, the six P. kuehnii populations have identical sequences which were identical to all P. kuehnii sequences found in the American continent deposited at the GenBank accession. The P. kuehnii used in this study is different from populations found in Australia, China, Hawaii (USA), Indonesia, Japan, Papua New Guinea, the Philippines, and Samoa. The pathogen dissemination over Asia and Australia seems have occurred after the 2000 epidemic in Australia. However, it is unknown still how the pathogen reached America in 2007 and Africa in 2011.

A ferrugem alaranjada da cana-de-açúcar, causada pelo fungo Puccinia kuehnii, apesar de ser centenária, foi detectada no Brasil apenas no final de 2009, após causar uma grande epidemia na Austrália em 2000. Pela recente detecção, não há estudos que comparam as populações brasileiras de P. kuehnii e a reação, em condições controladas, de importantes variedades de cana-de-açúcar ao patógeno. Assim, este trabalho analisou e comparou o comportamento de variedades de cana-de-açúcar inoculadas com seis diferentes populações de P. kuehnii coletadas em diferentes locais no Brasil, além de verificar a variabilidade patogênica e genética destas populações. Para isso, inoculou-se populações de P. kuehnii coletadas em Piracicaba (SP), Araras (SP), Ribeirão Preto (SP), Paranacity (PR), Nova Alvorada do Sul (MS) e Dourados (MS). As variedades de cana-deaçúcar utilizadas foram: SP89-1115, SP81-3250, RB85-5156, RB86-7515, RB92- 5211, RB96-6928, CTC 3, CTC 6, CTC 8, CTC 9, CTC 13, CTC 15 e CTC 18. Em todas as inoculações avaliaram-se os períodos de incubação e de latência da doença, a severidade, o número total de pústulas e a porcentagem de pústulas abertas. Além disso, as regiões ITS e IGS de todas as populações de P. kuehnii foram sequenciadas e comparadas entre si e com sequências do patógeno da Austrália, Papua Nova Guiné, Indonésia, Filipinas, Japão, China, Guatemala, Panamá, Jamaica, Costa Rica, Nicaraguá, México e Estados Unidos. Os resultados mostraram que a porcentagem de pústulas abertas é o melhor parâmetro para separar e classificar as variedades de cana-de-açúcar quanto ao grau de resistência ao patógeno. O período de incubação da doença variou de 7 a 10 dias e o período de latência, de 9 a 19 dias. As populações de P. kuehnii não constituem diferentes raças virulentas e a população coletada em Araras (SP) é uma raça mais agressiva do patógeno. Para as regiões IGS e ITS, as seis populações de P. kuehnii utilizadas apresentam sequências idênticas entre si e entre todas as sequências de P. kuehnii do continente americano depositadas no \"GenBank\". Para estas duas regiões, as populações utilizadas no trabalho diferem de sequências da Austrália, China, Filipinas, Havaí (EUA), Indonésia, Japão, Papua Nova Guiné e Samoa. A disseminação do patógeno além da Ásia e Austrália parece ter ocorrido após a epidemia da doença na Austrália em 2000. No entanto ainda não se sabe ao certo como o patógeno teria chegado à América em 2007 e à África em 2011. / Despite being a century disease, sugarcane orange rust, caused by the Puccinia kuehnii, was only reported in 2009 Brazil, after having caused an epidemic in Australia in 2000. Because it was recently detected in Brazil, there are no studies that compare P. kuehnii populations in Brazil and the reaction, under controlled conditions, of important sugarcane varieties to the pathogen. This study compared the performance of sugarcane varieties inoculated with six different populations of P. kuehnii collected in different sites in Brazil. We also studied the pathogenic and genetic variability of these pathogens populations. In order to carry out this study, P. kuehnii populations were collected in the municipalities of Piracicaba (SP), Araras (SP), Ribeirao Preto (SP), Paranacity (PR), Nova Alvorada do Sul (MS), and Dourados (MS). The sugarcane varieties used were: SP89-1115, SP81-3250, RB85- 5156, RB86-7515, RB92-5211 RB96-6928, CTC 3, CTC 6, CTC 8, CTC 9, CTC 13, CTC 15, and CTC 18. For all inoculations, we evaluated the incubation period, latent period, disease severity, total number of pustules, and percentage of open pustules. Furthermore, the ITS and IGS rDNA regions of all P. kuehnii populations were sequenced and compared with sequences from Australia, China, Costa Rica, Guatemala, Indonesia, Jamaica, Japan, Mexico, Nicaragua, Papua New Guinea, the Philippines, Panama, and the United States. The results showed that the percentage of open pustules is the best parameter to separate and classify the resistance of sugarcane varieties to the pathogen. The incubation period of the disease ranged from 7 to 10 days and the latent period from 9 to 19 days. There are no P. kuhenii virulent races and the population collected in Araras (SP) is a more aggressive race. For the IGS and ITS regions, the six P. kuehnii populations have identical sequences which were identical to all P. kuehnii sequences found in the American continent deposited at the GenBank accession. The P. kuehnii used in this study is different from populations found in Australia, China, Hawaii (USA), Indonesia, Japan, Papua New Guinea, the Philippines, and Samoa. The pathogen dissemination over Asia and Australia seems have occurred after the 2000 epidemic in Australia. However, it is unknown still how the pathogen reached America in 2007 and Africa in 2011.

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However, two rust diseases have threatened its yield, brown rust (Puccinia melanocephala) and orange rust (P. kuehnii). The most efficient method to control these diseases is resistant varieties. The success and longevity of varieties depends basically on two factors: pathogen diversity and correct evaluation of genotype reaction. Therefore, chapter 1 of this dissertation aimed to examine phenotypic and genotypic diversity of rusts pathogens and existence of a direct correlation between these traits. Genotyping of P. melanocephala employed 31 isolates and 39 for P. kuehnii with 10 SSR markers. The genetic diversity was verified through UPGMA clustering and PCoA analyses. The phenotypic diversity was investigated by leaf lesion area and compatible/incompatible interaction between host and pathogen. Data of this work showed similar grouping between UPGMA and PCoA with identification of nine genetic subpopulations for P. kuehnii and 10 subpopulations for P. melanocephala. As for phenotypic diversity, three races were identified in P. kuehnii whereas two were detected in P. melanocephala. Direct correlation between genetic and phenotypic diversity was only observed in P. kuehnii. The chapter 2 examined reaction of five sugarcane commercial varieties to P. kuehnii over different period of time as well as quantity and viability of urediniospores. For disease progress disease, three isolates were inoculated on five varieties and their reactions evaluated 21, 28, 35, 42 days after by disease score. Disease reaction measured by quantity and viability of uredinispores was examined in two different trials. In the first, spores from different type of lesions were investigated 42 days after inoculation, in the second, spores from the same type of reaction but from a susceptible and resistance varieties were observed. Our data identified one variety which reaction changed over time. Therefore, in order to avoid false resistant materials other traits should be taking into account, quantity and viability of urediniospores. / Açúcar, etanol e bionergia são produtos gerados a partir da cana-de-açúcar, cuja demanda atual permanece alta. Entretanto, duas ferrugens têm ameaçado a produtividade, ferrugem marrom (Puccinia melanocephala) e ferrugem alaranjada (P. kuehnii). O mais eficiente método de controle dessas doenças é variedades resistentes. O sucesso e longevidade das variedades dependem de vários fatores, podendo ser os dois principais: a diversidade do patógeno e a correta avaliação da reação dos genótipos. Portanto, o capítulo 1 desta dissertação objetivou examinar a diversidade genética e fenotípica dos patógenos das ferrugens e a existência de correlação direta entre essas características. 31 isolados de P. melanocephala e 39 de P. kuehnii foram genotipados por 10 SSR (Simple Sequence Repeat). A diversidade genética foi verificada através grupamento UPGMA (Unweighted Pair Group Methods Using Arithmetic Averages) e análise de PCoA (Principal Coordinate Analyses). A diversidade fenotípica foi investigada pela porcentagem de área afetada e reações incompatíveis/compatíveis entre o patógeno e o hospedeiro. Os resultados deste trabalho mostraram similar agrupamento entre UPGMA e PCoA com identificação de nove subpopulações genéticas para P. kuehnii e 10 subpopulações para P. melanocephala. Para a diversidade fenotípica, três raças foram detectadas em P. kuehnii, enquanto em P. melanocephala duas. Correlação direta entre diversidade genética e fenotípica foi encontrada somente em P. kuehnii. O capítulo 2 examinou a reação de algumas variedades comerciais de cana-de-açúcar à P. kuehnii em diferentes períodos de tempo, assim como viabilidade e quantidade de urediniósporos. Para o progresso da doença, três isolados foram inoculados, em cinco variedades e sua reação avaliada aos 21, 28, 35 e 42 dias depois pela escala de notas. Reação da doença medida pela quantidade e viabilidade de urediniósporos foi examinada em dois diferentes ensaios. No primeiro, esporos de diferentes tipos de lesão foi investigado 42 dias depois da inoculação, no segundo, esporos do mesmo tipo de reação, mas de uma variedade suscetível e a outra resistente foram observadas. Nosso dado verificou que uma variedade pode mudar de reação de resistente para suscetível ao longo do tempo. Portanto, a fim de evitar falsos resistentes outras características do material devem ser levadas em conta, quantidade e viabilidade de urediniósporos.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A aplicação de produtos fitossanitários no setor sucroenergético, até recentemente, estava focada sobretudo no controle de plantas infestantes. Com o surgimento epidêmico da ferrugem alaranjada da cana-de-açúcar, causada pelo fungo Puccinia kuehnii, as aplicações de fungicidas tornaram-se necessárias nas variedades suscetíveis. Porém, poucos estudos concernentes à tecnologia de aplicação são encontrados na literatura, especialmente em relação à aplicação aérea e aos efeitos promovidos na fisiologia das plantas. Este trabalho objetivou estudar as diferentes formas de aplicação de fungicidas na cana-de-açúcar, variedade SP81-3250, no que se refere a deposição de calda, controle da doença, produtividade e efeitos fisiológicos. Executaram-se duas aplicações de fungicidas dos grupos químicos Estrobilurinas e Triazóis nas unidades experimentais. Nas aplicações aéreas, utilizaram-se duas taxas de aplicação (30 e 40 L ha-1) e três orientações dos bicos na barra de pulverização (135º, 0º e 90º em relação à linha de voo), sendo avaliado apenas na segunda aplicação o ângulo de 90o, considerado como padrão aéreo da Usina Vale do Tijuco. Já na aplicação terrestre, utilizaram-se taxa de aplicação de 200 L ha-1 e pontas de pulverização de jato plano com indução de ar (AI11004-VS). Esse procedimento, considerado como padrão terrestre da referida Usina, foi avaliado apenas na primeira aplicação. Dividiu-se a pesquisa em duas partes. Na primeira, avaliaram-se as deposições da calda no dossel superior da cultura e as perdas para o solo, por meio da adição à calda do traçador Azul Brilhante para ser quantificado por absorbância em espectrofotometria. Além disso, conduziu-se um estudo do espectro de gotas por meio da avaliação dos impactos em papéis hidrossensíveis, quantificou-se a severidade da doença nas folhas a partir de um programa de análise de imagens digitalizadas e mensurou-se a biometria da cana-de-açúcar. Já na segunda parte da pesquisa, foram realizadas avaliações de trocas gasosas com analisador de gás IRGA e da quantidade de clorofilas a e b com um clorofilômetro. Os dados foram analisados usando o teste T de Student, para amostras independentes, a 0,05 de significância. A aplicação aérea com menor volume de calda (de 30 L ha-1) proporcionou deposição de calda fungicida e produtividade maiores que as da aplicação com 40 L ha-1. A angulação dos bicos de pulverização na barra da aeronave voltados para trás, de forma a produzir gotas maiores, não interferiu no resultado da aplicação, demonstrando ser uma alternativa viável para a redução de deriva. A aplicação aérea com gotas finas e médias proporcionou maior deposição de calda nas folhas de cana-de-açúcar e menor perda para o solo, em comparação com a aplicação terrestre com gotas extremamente grossas. A aplicação de fungicida gerou incrementos de produtividade superiores a 20 t ha-1, independentemente da forma de aplicação, podendo alcançar 40 t ha-1 com aplicações aéreas. A aplicação aérea proporcionou, em geral, melhores taxas fotossintéticas em relação à aplicação terrestre, com melhor desempenho da fotossíntese e maior concentração das clorofilas a e b no limbo foliar. Não foram detectadas diferenças nas trocas gasosas entre as aplicações aéreas nas distintas condições operacionais de taxa de aplicação e angulação do bico de pulverização na barra. / The application of phytosanitary products in the sugar and ethanol industry has usually targeted pest control. With the epidemic rise in orange rust in sugarcane, caused by fungus Puccinia kuehnii, applications of fungicides are now necessary to protect susceptible varieties. However, few studies have focused on the impacts of the application technology, especially regarding the aerial application and its effects on the plant physiology. This study investigated the different forms of application of fungicides in sugarcane variety SP81-3250 and their association with spray deposition, disease control, productivity, and plant physiology. Experimental units received two different applications of fungicides of the chemical groups strobilurin and triazole. Aerial applications were performed using two different volume rates (30 and 40 L ha-1) and spray bar nozzles in three different angles (135°, 0° and 90 ° to the flight line). The 90° angle, the aerial standard used at sugar factory Usina Vale do Tijuco, was assessed at the second application only. Ground applications were performed using rates of 200 L ha-1 and flat fan spray nozzles with air induction (AI11004-VS). This procedure, used as the ground standard in the sugar factory, was measured in the first application only. The research was divided into two parts. In the first part, spray deposition in the upper canopy and losses to soil were assessed using tracer Brilliant Blue for absorbance spectrophotometry. It addition, sugarcane biometrics was measured, droplet spectrum was analyzed through the assessment of impacts on water sensitive paper, and disease severity on leaves was quantified using a digital image analysis software program. In the second part, gas exchange was assessed using gas analyzer IRGA, and the amount of chlorophyll a and b was measured using a chlorophyll meter. Data were analyzed using Student’s t test for independent samples, with significance set at 0.05. Aerial application with lower volume rates (30 L ha-1) provided greater deposition of fungicide and greater productivity than the application with 40 L ha-1. The angle of the spray nozzles facing backwards in the plane bar, so as to produce larger droplets, did not influence the application result, and thus, proved to be a viable alternative to reduce drift. Aerial applications with fine and medium droplets provided higher spray deposition on sugarcane leaves and less loss to soil compared to ground applications with extremely coarse droplets. Fungicide application generated increases in productivity of over 20 t ha-1, regardless of application form, reaching 40 t ha-1 with aerial applications. Aerial application provided generally better photosynthetic rates compared to ground application, with better photosynthesis performance and higher concentration of chlorophyll a and b in the leaf blade compared to ground application. No differences were found in gas exchange across the air applications in different operating conditions for volume rates and angles of the spray bar nozzle. / Dissertação (Mestrado)