Mais de 20 milhões de hectares em todo o mundo são atualmente destinados a plantações de Eucalyptus, sendo que o Brasil possui a segunda maior área. No ano de 2007 a rede internacional EUCAGEN, liderada pelo Brasil, África do Sul e Estados Unidos, surgiu com o objetivo de colaboração para a pesquisa genômica do eucalipto. A árvore escolhida para o sequenciamento (Brasuz) foi fornecida pelo Brasil e em 2011 as primeiras sequências foram disponibilizadas. Em todas as fases de seu desenvolvimento, o eucalipto está sob o constante ataque de patógenos, destacando-se a ferrugem, causada pelo Basideomiceto Puccinia psidii Winter como a mais importante doença em regiões tropicais. A doença vem se espalhando rapidamente pelo mundo e recentemente foi relatada na Austrália, centro de origem do eucalipto. Com o objetivo de estudar o mecanismo molecular da interação plantapatógeno entre Eucalyptus grandis e Puccinia psidii, estabeleceu-se um patossistema modelo composto por um isolado monopustular do fungo e plantas resistente e susceptível provenientes de uma progênie de meios irmãos da planta Brasuz. O desenvolvimento do patógeno nos genótipos selecionados foi analisado por meio de microscopia de luz e de epifluorescência, e permitiu o monitoramento da dinâmica do desenvolvimento do fungo nos dois genótipos, com a identificação de todas as etapas de desenvolvimento do patógeno no genótipo susceptível bem como o estágio em que o genótipo resistente bloqueia o seu desenvolvimento. Com base nesses resultados determinou-se seis intervalos de interesse para a realização da análise da expressão gênica por meio da técnica de RNA-Seq. As análises revelaram grandes diferenças no perfil transcricional dos dois genótipos em resposta à presença do patógeno, permitindo a identificação de genes conhecidamente envolvidos em mecanismos de defesa de plantas como Receptores LRR-Quinase, fatores de transcrição WRKY, MYBS e GRAS, Proteínas R TIR-NBS-LRR Proteína Induzida por Injúria e proteínas envolvidas em processos de degradação proteica como F-Box. A comparação dos resultados provenientes das análises histológicas e moleculares permitiram a elaboração de um modelo para explicar os principais processos envolvidos no mecanismo de resistência de Eucalyptus grandis à Puccinia psidii. / More than 20 million hectares are destined to Eucalyptus plantations worldwide and Brazil has the second largest planted area. The International Eucalyptus Genome Network, EUCAGEN, was created in 2007 in order to perform genomic research on Eucalyptus. Brazil provided the biological material from the model tree (Brasuz) to have the complete genome sequenced and the first sequences were released to the scientific community in 2011. During Eucalyptus development, it is constantly exposed to pathogen attack with one of the most threatening diseases being eucalyptus rust caused by the neotropical rust fungus Puccinia psidii Winter which is rapidly spreading around the world and was recently described in Australia. In order to try and understand the molecular plant-microbe interaction between E. grandis and P. psidii we have to create a model system by isolating the pathogen from a single pustle and select resistant and susceptible plants from half-sib population generated using Brasuz as the pollen receptor. We performed light and epifluorescence microscopy analyses, identified all of the stages of the fungal development and recognized the moment which the resistant genotype blocks pathogen development. Based on these results we selected six time points to carry out transcriptomic analysis. Using RNA-Seq analysis we were able to verify large differences in transcriptional profile between resistant and susceptible plants and identify genes known involved in plant defense response such as LRR recptor Kinase, transcription factors (WRKY, MYBS and GRAS), TIR-NBS-LRR Proteins, Woundinduced protein and proteins involved in protein degradation (F-Box). Comparing microscopy and transcriptomic results allowed us to propose a model to explain the molecular mechanism of resistance of Eucalyptus grandis to Puccinia psidii.

Os mecanismos moleculares envolvidos na resistência de plantas contra patógenos são um tema bastante discutido no meio acadêmico, sendo o objetivo maior dos estudos a diminuição das perdas de produtividade provocadas por doenças em plantações do mundo todo. Muitos modelos de interação patógeno-hospedeiro foram propostos e desenvolvidos priorizando plantas e culturas de rápido desenvolvimento com ciclo de vida curto. Espécies de ciclo longo, porém, devem lidar durante anos - ao menos até a idade reprodutiva - contra o ataque de bactérias, fungos e vírus, sem contar, nesse meio tempo, com recombinações genéticas e mutações que tornariam possível o escape contra as moléstias causadas por microrganismos. Assim, como alternativa aos modelos usuais, o presente trabalho estudou um diferente par de antagonistas: Eucalyptus grandis e Puccinia psidii. Apesar da contribuição de programas de melhoramento genético, o patossistema E. grandis X P. psidii ainda é pouco descrito no nível molecular, havendo poucos estudos sobre os processos e as moléculas que agem de forma a conferir resistência às plantas. Assim, buscando o melhor entendimento da relação entre E. grandis X P. psidii, o presente trabalho estudou a mudança dos perfis de proteínas e metabólitos secundários ocorrida nos tecidos foliares de plantas resistentes e susceptíveis durante a infecção pelo patógeno, com o auxílio da técnica de cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas. Os resultados obtidos indicam que as plantas resistentes percebem a presença do patógeno logo nas primeiras horas pós-infecção, produzindo proteínas ligadas à imunidade (HSP90, ILITYHIA, LRR Kinase, NB-ARC disease resistance protein). Essa percepção desencadeia a produção de proteínas de parede celular e de resposta oxidativa, além de modificar o metabolismo primário e secundário. As plantas susceptíveis, por outro lado, têm o metabolismo subvertido, produzindo proteínas responsáveis pelo afrouxamento da parede celular, beneficiando a absorção de nutrientes, crescimento e propagação de P. psidii. No trabalho também são propostos metabólitos biomarcadores de resistência, moléculas biomarcadoras de resposta imune e sinais da infecção por patógeno em E. grandis. / The molecular mechanisms involved in the plant resistance against pathogens is a well-discussed theme in the academy, overall objecting to diminish worldwide plantation yield losses caused by diseases. Many pathogen-host models were proposed and developed prioritizing model plants and fast growing crops with short life cycles. However, long life cycle species need to cope with the attack of bacteria, fungi and virus throughout many years, or at least until its reproduction period, being unable, meanwhile, to escape the attack of these microorganisms through genetic recombination and mutation. Therefore, as an alternative to the usual models, the present work studied a different pair of antagonists: Eucalyptus grandis and Puccinia psidii. Despite the contribution of plant breeding programs, the E. grandis X P. psidii pathosystem is still poorly described in the molecular level, with few studies about processes and molecules that confer resistance to the plants. Thus, in order to better understand the E. grandis X P. psidii relationship, this project aimed to study the proteome and metabolome changes that occur on leaf tissues of resistant and susceptible plants infected by the pathogen, with the aid of the liquid chromatography coupled to mass spectrometry technique. The results show that the resistant plants notice the presence of the pathogen shortly after being infected, producing immunity related proteins such as HSP90, ILITYHIA, LRR Kinase, NB-ARC disease resistance protein. This perception triggers the production of cell wall and oxidative burst proteins, also changing the primary and secondary metabolism. On the other hand, susceptible plants have its metabolism subverted, producing proteins responsible for the cell wall loosening, favoring P. psidii nutrient uptake, growth and spread. Metabolite biomarkers, Immune response biomarker molecules and infection signals triggered by P. psidii on E. grandis are also proposed on this work.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:37:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Willian Bucker Moraes.pdf: 2543567 bytes, checksum: 39cbc60151124897818f6ebbce433b24 (MD5) Previous issue date: 2009-07-30 / The Rust, caused by the fungus Puccinia psidii Winter, is one of the most important diseases to the eucalypt host. The pathogen causes the disease in clonal minigarden and in young plants in the field, mostly in leaves and in young shoots. The favorable climatic conditions to infection of these pathogen in eucalypt include temperature between 18 to 25 ºC, with periods of at least 6 hours of leaf wetness for 5 to 7 days. Considering the interaction between environment and pathogen, the present study has as objective : (a) to map risk areas for the establishment of eucalyptus rust by exploiting the principle of space-time escape and (b) evaluate the potential impacts of global climate change on the spatial distribution of areas of risk for the occurrence of eucalyptus rust. (a) For the mapping of risk areas, it was calculated the rate of infection from the average daily maximum temperature and leaf wetness, and from this generated the risk index. The data used were obtained from the meteorological database, of the Regional Aracruz and São Mateus (Espírito Santo) and Regional Teixeira de Freitas (Bahia) for the years 2001 to 2006, a total of 23 weather stations. Based on the value of the index of occurrence risk of the eucalyptus rust, were prepared maps of spatial and temporal distribution of the disease, for which it was observed that the risk index varied according to the studied area and months of the year. The months from May to November were more favorable for the occurrence of eucalyptus rust. Thus, the results obtained in this study allowed the working principle of space-time escape, making it possible to schedule the harvest season, driving regrowth and planting of clones according to the level of resistance to disease. (b) To study the potential impacts of global climate change on the distribution of eucalypt rust, were prepared monthly maps of risk areas for the occurrence of disease, considering the current climatic conditions, based on a historical series from 1961 to 1990 and future scenarios A2 and B2, for the decades 2020, 2050 and 2080 provided by the Intergovermental Panel on Climate Change (IPCC). The weather conditions were classified into three categories, according to the potential risk of disease occurrence, considering the temperature (T) and relative humidity (RH): ): i) high risk (18 &#8804; T &#8804; 25 ºC and UR &#8805; 90%); ii) medium risk (T &#61500; 18 ou T > 25 ºC e UR 90%; T < 18 ou T &#61502; 25 ºC e UR &#8805; 90%); and iii) low risk (T 18 ou T > 25 ºC e UR 90%). Data about the future climate scenarios were provided by the GCM Change Fields. It was used in this work the simulation model Hadley Center for Climate Prediction and Research (HadCM3) using the Idrisi 32. Based on the results obtained observed that there will be reduction in the area favorable for the occurrence of eucalyptus rust, and this reduction will be gradual for the decades of 2020, 2050 and 2080 being more pronounced in scenario A2 than in B2. However, it is important to note that large areas still remain favorable for disease development, especially in the colder months of the year, in other words, from May to July. Thus, the knowledge generated in this work, coupled with the development of predictive models of the disease, can be important tools in the integrated management of eucalyptus rust / A ferrugem, causada pelo fungo Puccinia psidii Winter, é um das doenças mais importantes para a eucaliptocultura. O patógeno causa doença em minijardim clonal e em plantas novas no campo, principalmente em folhas e em brotações jovens. As condições climáticas favoráveis para infecção deste patógeno em eucalipto incluem temperatura entre 18 a 25 °C, com períodos de pelo menos 6 horas de molhamento foliar, por 5 a 7 dias consecutivos. Considerando a interação entre ambiente e patógeno, o presente trabalho teve como objetivos: (a) mapear áreas de risco ao estabelecimento da ferrugem do eucalipto explorando o princípio de escape espaço-temporal; e (b) avaliar os potenciais impactos das mudanças climáticas globais sobre a distribuição espacial das áreas de risco para ocorrência da ferrugem do eucalipto. (a) Para o mapeamento das áreas de risco, foi calculado o índice de infecção, a partir da média diária da temperatura máxima e do período de molhamento foliar, sendo a partir deste gerado o índice de risco. Os dados utilizados foram obtidos do banco de dados meteorológicos, das Regionais Aracruz e São Mateus (Espírito Santo) e da Regional Teixeira de Freitas (Bahia), referentes aos anos de 2001 a 2006, totalizando 23 estações meteorológicas. Com base no valor do índice de risco de ocorrência da ferrugem do eucalipto, elaboraram-se mapas de distribuição espaço-temporal da doença, pelos quais foi possível observar que o índice de risco variou em função da área estudada e dos meses do ano. Os meses de maio a novembro apresentaram maior favorabilidade para ocorrência da ferrugem do eucalipto. Sendo assim, os resultados obtidos nesse estudo permitiram trabalhar o princípio de escape espaço-temporal, tornando possível a programação da época de colheita, condução de rebrota e plantio de clones de acordo com o nível de resistência à doença. (b) Para o estudo dos impactos potenciais das mudanças climáticas globais sobre a distribuição da ferrugem do eucalipto, elaboraram-se mapas mensais das áreas de risco para ocorrência da doença, considerando as condições climáticas atuais, com base em uma série histórica de 1961 a 1990 e os cenários futuros A2 e B2, para as décadas de 2020, 2050 e 2080 disponibilizados pelo Intergovermental Panel on Climate Change (IPCC). As condições climáticas foram classificadas em três categorias, de acordo com o risco potencial de ocorrência da doença, considerando a temperatura (T) e umidade relativa do ar (UR): i) alto risco (18 &#8804; T &#8804; 25 ºC e UR &#8805; 90%); ii) médio risco (T &#61500; 18 ou T > 25 ºC e UR 90%; T < 18 ou T &#61502; 25 ºC e UR &#8805; 90%); e iii) baixo risco (T 18 ou T > 25 ºC e UR 90%). Os dados sobre os cenários climáticos futuros foram fornecidos pelo GCM Change Fields. Empregou-se neste trabalho o modelo de simulação Hadley Centre for Climate Prediction and Research (HadCm3), utilizando o software Idrisi 32. Com base nos resultados obtidos observou-se que haverá redução da área favorável para ocorrência da ferrugem do eucalipto, sendo que esta redução será gradativa para as décadas de 2020, 2050 e 2080, sendo mais acentuada no cenário A2 que no B2. Entretanto, é importante ressaltar que extensas áreas ainda continuarão favoráveis ao desenvolvimento da doença, principalmente nos meses mais frios do ano, ou seja, maio a julho. Desta forma, os conhecimentos gerados neste trabalho, aliados com o desenvolvimento de modelos de previsão da doença, podem constituir ferramentas importantes no manejo integrado da ferrugem do eucalipto

Mais de 20 milhões de hectares em todo o mundo são atualmente destinados a plantações de Eucalyptus, sendo que o Brasil possui a segunda maior área. No ano de 2007 a rede internacional EUCAGEN, liderada pelo Brasil, África do Sul e Estados Unidos, surgiu com o objetivo de colaboração para a pesquisa genômica do eucalipto. A árvore escolhida para o sequenciamento (Brasuz) foi fornecida pelo Brasil e em 2011 as primeiras sequências foram disponibilizadas. Em todas as fases de seu desenvolvimento, o eucalipto está sob o constante ataque de patógenos, destacando-se a ferrugem, causada pelo Basideomiceto Puccinia psidii Winter como a mais importante doença em regiões tropicais. A doença vem se espalhando rapidamente pelo mundo e recentemente foi relatada na Austrália, centro de origem do eucalipto. Com o objetivo de estudar o mecanismo molecular da interação plantapatógeno entre Eucalyptus grandis e Puccinia psidii, estabeleceu-se um patossistema modelo composto por um isolado monopustular do fungo e plantas resistente e susceptível provenientes de uma progênie de meios irmãos da planta Brasuz. O desenvolvimento do patógeno nos genótipos selecionados foi analisado por meio de microscopia de luz e de epifluorescência, e permitiu o monitoramento da dinâmica do desenvolvimento do fungo nos dois genótipos, com a identificação de todas as etapas de desenvolvimento do patógeno no genótipo susceptível bem como o estágio em que o genótipo resistente bloqueia o seu desenvolvimento. Com base nesses resultados determinou-se seis intervalos de interesse para a realização da análise da expressão gênica por meio da técnica de RNA-Seq. As análises revelaram grandes diferenças no perfil transcricional dos dois genótipos em resposta à presença do patógeno, permitindo a identificação de genes conhecidamente envolvidos em mecanismos de defesa de plantas como Receptores LRR-Quinase, fatores de transcrição WRKY, MYBS e GRAS, Proteínas R TIR-NBS-LRR Proteína Induzida por Injúria e proteínas envolvidas em processos de degradação proteica como F-Box. A comparação dos resultados provenientes das análises histológicas e moleculares permitiram a elaboração de um modelo para explicar os principais processos envolvidos no mecanismo de resistência de Eucalyptus grandis à Puccinia psidii. / More than 20 million hectares are destined to Eucalyptus plantations worldwide and Brazil has the second largest planted area. The International Eucalyptus Genome Network, EUCAGEN, was created in 2007 in order to perform genomic research on Eucalyptus. Brazil provided the biological material from the model tree (Brasuz) to have the complete genome sequenced and the first sequences were released to the scientific community in 2011. During Eucalyptus development, it is constantly exposed to pathogen attack with one of the most threatening diseases being eucalyptus rust caused by the neotropical rust fungus Puccinia psidii Winter which is rapidly spreading around the world and was recently described in Australia. In order to try and understand the molecular plant-microbe interaction between E. grandis and P. psidii we have to create a model system by isolating the pathogen from a single pustle and select resistant and susceptible plants from half-sib population generated using Brasuz as the pollen receptor. We performed light and epifluorescence microscopy analyses, identified all of the stages of the fungal development and recognized the moment which the resistant genotype blocks pathogen development. Based on these results we selected six time points to carry out transcriptomic analysis. Using RNA-Seq analysis we were able to verify large differences in transcriptional profile between resistant and susceptible plants and identify genes known involved in plant defense response such as LRR recptor Kinase, transcription factors (WRKY, MYBS and GRAS), TIR-NBS-LRR Proteins, Woundinduced protein and proteins involved in protein degradation (F-Box). Comparing microscopy and transcriptomic results allowed us to propose a model to explain the molecular mechanism of resistance of Eucalyptus grandis to Puccinia psidii.

Os mecanismos moleculares envolvidos na resistência de plantas contra patógenos são um tema bastante discutido no meio acadêmico, sendo o objetivo maior dos estudos a diminuição das perdas de produtividade provocadas por doenças em plantações do mundo todo. Muitos modelos de interação patógeno-hospedeiro foram propostos e desenvolvidos priorizando plantas e culturas de rápido desenvolvimento com ciclo de vida curto. Espécies de ciclo longo, porém, devem lidar durante anos - ao menos até a idade reprodutiva - contra o ataque de bactérias, fungos e vírus, sem contar, nesse meio tempo, com recombinações genéticas e mutações que tornariam possível o escape contra as moléstias causadas por microrganismos. Assim, como alternativa aos modelos usuais, o presente trabalho estudou um diferente par de antagonistas: Eucalyptus grandis e Puccinia psidii. Apesar da contribuição de programas de melhoramento genético, o patossistema E. grandis X P. psidii ainda é pouco descrito no nível molecular, havendo poucos estudos sobre os processos e as moléculas que agem de forma a conferir resistência às plantas. Assim, buscando o melhor entendimento da relação entre E. grandis X P. psidii, o presente trabalho estudou a mudança dos perfis de proteínas e metabólitos secundários ocorrida nos tecidos foliares de plantas resistentes e susceptíveis durante a infecção pelo patógeno, com o auxílio da técnica de cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas. Os resultados obtidos indicam que as plantas resistentes percebem a presença do patógeno logo nas primeiras horas pós-infecção, produzindo proteínas ligadas à imunidade (HSP90, ILITYHIA, LRR Kinase, NB-ARC disease resistance protein). Essa percepção desencadeia a produção de proteínas de parede celular e de resposta oxidativa, além de modificar o metabolismo primário e secundário. As plantas susceptíveis, por outro lado, têm o metabolismo subvertido, produzindo proteínas responsáveis pelo afrouxamento da parede celular, beneficiando a absorção de nutrientes, crescimento e propagação de P. psidii. No trabalho também são propostos metabólitos biomarcadores de resistência, moléculas biomarcadoras de resposta imune e sinais da infecção por patógeno em E. grandis. / The molecular mechanisms involved in the plant resistance against pathogens is a well-discussed theme in the academy, overall objecting to diminish worldwide plantation yield losses caused by diseases. Many pathogen-host models were proposed and developed prioritizing model plants and fast growing crops with short life cycles. However, long life cycle species need to cope with the attack of bacteria, fungi and virus throughout many years, or at least until its reproduction period, being unable, meanwhile, to escape the attack of these microorganisms through genetic recombination and mutation. Therefore, as an alternative to the usual models, the present work studied a different pair of antagonists: Eucalyptus grandis and Puccinia psidii. Despite the contribution of plant breeding programs, the E. grandis X P. psidii pathosystem is still poorly described in the molecular level, with few studies about processes and molecules that confer resistance to the plants. Thus, in order to better understand the E. grandis X P. psidii relationship, this project aimed to study the proteome and metabolome changes that occur on leaf tissues of resistant and susceptible plants infected by the pathogen, with the aid of the liquid chromatography coupled to mass spectrometry technique. The results show that the resistant plants notice the presence of the pathogen shortly after being infected, producing immunity related proteins such as HSP90, ILITYHIA, LRR Kinase, NB-ARC disease resistance protein. This perception triggers the production of cell wall and oxidative burst proteins, also changing the primary and secondary metabolism. On the other hand, susceptible plants have its metabolism subverted, producing proteins responsible for the cell wall loosening, favoring P. psidii nutrient uptake, growth and spread. Metabolite biomarkers, Immune response biomarker molecules and infection signals triggered by P. psidii on E. grandis are also proposed on this work.

Orientador: Edson Luiz Furtado / Coorientador: Roberto Antonio Rodella / Banca: Christiane Ceriani Aparecido / Banca: Marina Aparecida de Moraes Dallaqua / Resumo: O fungo Puccinia psidii é o agente causal da doença conhecida como ferrugem. Esse patógeno ataca a cultura do eucalipto e, também, algumas espécies frutíferas da família Myrtaceae. Em áreas próximas a plantios comerciais de eucalipto podem ocorrer espécies frutíferas de mirtáceas. Se dentro dessas espécies estiver àquelas suscetíveis ao patógeno, essas servirão de fonte de inóculo para o eucalipto, sendo prejudicial para a exploração econômica da referida espécie. O estudo da variabilidade fisiólogica do patógeno P. psidii e sua relação com seu hospedeiro (no caso espécies de mirtáceas) é de suma importância para se traçar estratégias de controle e, também manejar de forma sustentável a doença na cultura do eucalipto e de mirtáceas frutíferas que são exploradas economicamente, como a goiabeira. Portanto, o projeto em questão visou o estudo da fisiologia do fungo P. psidii e sua relação com espécies frutíferas da família Myrtaceae. Especificamente, foi estudada a patogenicidade, em ambiente controlado, sobre dez espécies de mirtáceas, sendo Araçá do cerrado (Psidium cattleianum), Cabeludinha (Myrciaria glazioviana), Cereja-do-rio-grande (Eugenia involucrata), Eucalipto (Eucalyptus cloeziana); Grumixama (Eugenia brasiliensis); Jambinho (Acmena smithii), Jambo (Syzygium jambos); Jambolão (Syzygium cumini); Pitanga (Eugenia uniflora) e Uvaia (Eugenia pyriformis). Seis inóculos do patógeno foram obtidos de plantas doentes coletados na região de Botucatu/SP. Em cinco espécies, sendo Myrciaria glazioviana, Eugenia involucrata, Eucalyptus cloeziana, Acmena smithii, Syzygium jambos, foram efetuadas a caracterização anatômica foliar visando à observação de diferenças estruturais nos limbos foliares e, ainda, complementou-se à essa caracterização por meio de análise de microscopia eletrônica... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract:The Puccinia psidii fungus is the causative agent of the disease known as rust. The pathogen attacks the cultivation of eucalyptus and also some fruits species of Myrtaceae family. In areas close to commercial plantations of eucalyptus species may grow fruits from this family. If within these species are those susceptible to the pathogen, these serve as a source of inoculum for Eucalyptus, being detrimental to the economic exploitation of that species. The study of physiological variability of the pathogen P. psidii and its relationship with its host (in the case of Myrtaceae species) is of paramount importance to strategize and control, also sustainably manage the disease in the cultivation of eucalyptus and fruit Myrtaceae that are exploited economically, as the guava. Therefore, the project in question was aimed at the study of the physiology of the fungus P. psidii and its relation with fruit species of the Myrtaceae family. Specifically, we studied the pathogenicity, in a controlled environment, about ten species of Myrtaceae, being Strawberry guava (Psidium cattleianum) Yellow jaboticaba (Myrciaria glazioviana), Cherry-the-river-wide (Eugeniainvolucrata), Eucalyptus (Eucalyptus cloeziana); Grumichama (Eugenia brasiliensis); Lilly Pilly (Acmena smithii), Plum Rose (Syzygium jambos), Black Plum (Syzygium cumini); Brazilian cherry (Eugenia uniflora) and Uvaia (Eugenia pyriformis). Six of the pathogen inocula were obtained from diseased plants collected in Botucatu / SP. In five species, Myrciaria glazioviana, Eugenia involucrata, Eucalyptus cloeziana, Acmena smithii, Syzygium jambos were made anatomical characterization leaf aimed at observation of structural differences in the leaf blades and also added up to this characterization by analysis of scanning electron microscopy in order to visualize the leaf surface of each host against... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Edson Luiz Furtado / Banca: Antonio de Góes / Banca: Nara Lucia Perondi Fortes / Banca: Marina Capelari / Banca: Mario Barreto Figueiredo / Resumo: Com o objetivo de caracterizar o "complexo" gênero anamórfico Cylindrocladium, dezoito isolados foram cultivados em meios de cultura distintos, mantidos sob diferentes temperaturas, além de ter conídios e vesículas terminais analisados morfologicamente para identificação correta das culturas. Inoculações em diferentes hospedeiros foram realizadas para avaliação do comportamento patogênico dos isolados estudados. Também, o DNA destes isolados foi extraído e analisado, na tentativa de se encontrar diferenças relevantes. Com relação aos caracteres morfológicos estudados, pôde-se observar que ocorrem alterações nas dimensões de conídios e morfologia da vesícula terminal devido, provavelmente, à mudança do substrato de cultivo. Porém, a variabilidade natural nas características dessas estruturas é tão elevada que dificulte a identificação correta dos isolados. Em uma mesma cultura, por exemplo, puderam ser observadas vesículas terminais de diferentes morfologias. Também foi estudada a compatibilidade genética através do pareamento, dois a dois, dos diferentes isolados em meio de cultura feijão azuki-ágar. Observou-se que, somente em alguns pareamentos, desenvolveram-se peritécios contendo esporos sexuais do gênero teleomórfico Calonectria, correspondente ao anamorfo Cylindrocladium spp., diferente compatibilidade gênica, ou seja, distintos "mating-types". Pôde-se constatar que existem diferenças patogênicas e fisiológicas entre os isolados, uma vez que houve a formação de grupos distintos quando tais características foram consideradas. Estas diferenças, provavelmente, sejam devidas à constituição genética distinta existente entre os isolados. Porém, isto não pôde ser constatado devido às dificuldades encontradas nos experimentos relativos à caracterização molecular...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In order to characterize the anamorfic genus Cylindrocladium eighteen isolates had been cultivated in distinct media of culture, kept under different temperatures, besides having spores and terminal vesicles morphologically analyzed for correct identification of cultures. Inoculations on different hosts had been carried out through for evaluation of pathogenic behavior of the isolated studied. The genetic compatibility was studied by the cultures pareament on azuki-bean medium. Only in some plates were observed perithecia containing sexual spores (ascospores) of the teleomorphic genus Calonectria. This result indicates the existence of different mating types. Also, the DNA of these isolates were extracted and studied in the attempt to find important differences. Concerning the morphologic characters studied could be observed that alterations occur in the conidial dimensions and morphology of the terminal vesicle, but those alterations were meaningless and happen probably due the substratum changes. However, the natural variability in the general characteristics of these structures raised that it makes difficult the correct identification of the isolates. In the same culture, for example, can be observed terminal vesicles with different morphologies. It could be evidenced that pathogenic and physiological differences among the isolates exist. This brings the idea of the distinct populational groups formation when such characteristics were considered. These differences, probably, must to the existence of distinct genetic constitution among the isolates. However, this could not be evidenced due the difficulties that occur in the molecular characterization experiments. For these studies were necessary a good quality of DNA samples. Even though many different protocols for DNA extraction were used this quality was not obtained...(Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-01-04Bitstream added on 2014-06-13T18:35:01Z : No. of bitstreams: 1 souza_rrs_me_botfca.pdf: 4134398 bytes, checksum: 35160af55248a162df54256d389a6408 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Na natureza, a maioria das plantas é resistente aos diferentes patógenos, e essa resistência pode estar relacionada à existência de substâncias tóxicas aos microrganismos. As reações bioquímicas, que ocorrem nas células do hospedeiro, produzem substâncias que se mostram tóxicas ao patógeno ou criam condições adversas para o seu crescimento no interior da planta, contribuindo significativamente para a resistência. Além dos fatores bioquímicos existem mecanismos estruturais de defesa que atuam conferindo resistência ao hospedeiro à infecção por patógenos. O presente trabalho procurou quantificar os caracteres anatômicos foliares, em três estágios (E1, E3 e E5) de desenvolvimento; analisar a patogênese de Puccinia psidii pela micromorfologia da folha e caracterizar a composição dos óleos essenciais de clones de eucalipto, a fim de relacionar esses fatores com a resistência à ferrugem, causada pelo fungo Puccinia psidii. Para o estudo anatômico e dos óleos essenciais, foram selecionados clones com diferentes graus de resistência, sendo o clone A resistente, o clone B suscetível e o clone C altamente suscetível. Para a microscopia eletrônica de varredura foram selecionados os clones A e C. Através da anatomia quantitativa da região internervural da folha, o clone A apresentou diferenças estruturais que podem estar ligadas à resistência desse material, como: maior espessura das cutículas abaxial e adaxial, maior espessura do parênquima paliçádico adaxial, maior % de parênquima paliçádico, maior número e área de cavidades oleíferas, menor espessura da epiderme abaxial e menor espessura e % de parênquima lacunoso. Estes parâmetros podem dificultar a penetração do patógeno e a sua colonização nos tecidos do hospedeiro. Além disso, o estudo anatômico... / resistance could be related to the existence of substances that are toxic to microorganisms. The biochemical reactions that take place in cells of the host produce substances that are toxic to the pathogen or create adverse conditions for their growth inside the plant, significantly contributing toward resistance. In addition to biochemical factors, there are structural defense mechanisms that act by conferring resistance to the host against infection by pathogens. This work's objective was to quantify leaf anatomical characters at three developmental stages (E1, E3, and E5); analyze Puccinia psidii pathogenesis via leaf micromorphology; and characterize the essential oils composition of eucalyptus clones, in order to establish a relationship between essential oils study, clones with different degrees of resistance were selected as follows: clone A was considered resistant, clone B susceptible, and clone C highly susceptible. Clones A and C were selected for scanning electron microscopy. By quantitative anatomy of the leaf interveinal region, clone A exhibited structural differences that could be linked to resistance in this material, such as: greater thickness of the abaxial and adaxial cuticles, greater thickness of the adaxial palisade parenchyma, greater palisade parenchyma percentage, higher number and area of oleiferous receptacles, smaller thickness of the abaxial epidermis, and smaller thickness and percentage of spongy parenchyma. These parameters can make it difficult for the pathogen to penetrate and colonize host tissues. In addition, the anatomical study allowed the discrimination of the first leaf stage in the highly susceptible clone in relation to the others, indicating a relationship between these characters and rust, since the disease occurs preferably on young leaves and organs at...(Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Edson Luiz Furtado / Coorientador: Cristiano Bueno Moraes / Banca: José Raimundo de Souza Passos / Banca: Leo Zimback / Resumo: As plantações de eucalipto estão em crescente expansão e representatividade na economia nacional e com o aumento da área de plantios florestais, as doenças de plantas são um dos fatores de maior risco que podem afetar a disponibilidade de madeira e os custos de produção. Os fungos estão entre os principais agentes patogênicos que causam doenças no eucalipto e entre eles a ferrugem, causada pelo fungo Puccinia psidii, que pode implicar em graves danos econômicos aos plantios comerciais. O melhoramento genético do eucalipto para resistência à ferrugem e o estudo do crescimento das plantas em distintas épocas de plantio e locais são estratégias silviculturais que podem agregar para o sucesso das plantações. O objetivo deste estudo foi avaliar a resistência à ferrugem e o crescimento inicial em altura de monoprogênies e clones de eucalipto por método de propagação e genótipo em diferentes épocas de plantio. Foram instalados dois experimentos em campo no município de Avaré no Estado de São Paulo - Brasil em diferentes estações do ano (verão e inverno), para parâmetro comparativo entre as incidências da infecção e severidade da ferrugem nas plantas até 18 meses de idade. O crescimento inicial em altura foi medido aos 150 e 360 dias após o plantio e calculado o incremento em altura e coeficiente de variação em cada tratamento. O delineamento estatístico utilizado foi o de blocos casualisados, com duas monoprogênies e dois clones híbridos de E. grandis x E. urophylla, quatro repetiçõ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The eucalyptus plantations have been growing and expanding in the national economy representativeness and considering the forest planting area increase, plant diseases are one of the highest risk factors which may affect the wood availability and production cost. Fungi are the main pathogens which cause eucalyptus disease and among them there is the rust caused by Puccinia psidii, which may result in serious economic damage to forest planting. The eucalyptus genetics improvement resistant to rust and the plant growth study in different planting seasons and sites are silvicultural strategies which may fully succeed the out-planting. The aim of the present study was to evaluate the resistant to rust and the initial height growth of eucalyptus monoprogenies and clones by breeding method and genotype in different planting season. Two experiments were established in field in the county of Avare, in Sao Paulo State - Brazil in different seasons (Summer and Winter) to evaluate the infection incidence and rust severity in plants up to 18 months old. The initial growing in plant height was measured on the 150th and 360th day after planting and calculated the height increment and the coefficient of variation per treatment. The statistical design was of randomized blocks with two monoprogenies and two hybrid clones of E. grandis x E. urophylla, four replications and 300 plants per plot. The genetic material planted in the Winter in Cwa weather condition presented the lowest incidence to... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-21T12:44:11Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 533052 bytes, checksum: b0aaa088353b0a9f7705de0705d1f822 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-21T12:44:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 533052 bytes, checksum: b0aaa088353b0a9f7705de0705d1f822 (MD5) Previous issue date: 2000-07-14 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Utilizando o tamanho das pústulas e o número de soros como critérios para avaliar a severidade, estabeleceu-se a seguinte escala de notas para quantificação da ferrugem em mudas inoculadas de Eucalyptus: S0 = imunidade ou reação de hipersensibilidade, com necrose ou “fleck”; S1 = pústulas puntiformes, < 0,8 mm de diâmetro, com uma ou duas uredínias; S2 = pústulas medianas, de 0,8 a 1,6 mm de diâmetro, com aproximadamente 12 uredínias; e S3 = pústulas grandes, > 1,6 mm de diâmetro, com 20 ou mais uredínias. Aferiu-se a utilidade dessa escala utilizando marcadores RAPD, geneticamente ligados a um gene de resistência à ferrugem, em uma progênie de E. grandis. Plantas das classes S0 e S1 apresentaram os referidos marcadores e foram consideradas resistentes. Plantas das classes S2 e S3 não apresentaram aqueles marcadores e foram consideradas suscetíveis. O erro na classificação entre plantas resistentes e suscetíveis foi apenas de 8%, o que se deveu à proximidade dos limites superior e inferior no tamanho das pústulas das classes S1 e S2, respectivamente. O uso dessa escala permitiu a seleção de grande número de materiais resistentes à ferrugem com relativas rapidez, facilidade e precisão. Mediante a inoculação artificial e a avaliação da severidade entre os 12 e 24 dias após a inoculação em famílias de irmãos- completos de E. grandis, identificou-se, no clone G21, um gene de efeito principal na resistência à ferrugem, aqui denominado Ppr1 (Puccinia psidii resistance, gene 1). A inclusão de plantas da classe S1 entre as plantas resistentes indicou que, além de Ppr1, outros genes de efeito secundário podem atuar na resistência à ferrugem. Esse foi o primeiro caso de identificação de um gene de resistência à ferrugem em Eucalyptus e um dos poucos genes de efeito principal em patossistema não co-evoluído. Utilizando uma progênie de E. grandis, constituída de 994 indivíduos segregantes para resistência à ferrugem, identificaram-se seis marcadores RAPD ligados ao gene Ppr1. O marcador AT9/917 apresentou completa co-segregação com o gene Ppr1 em todas as plantas segregantes avaliadas, indicando localizar-se a uma distância genética máxima estimada de 0,462 cM de Ppr1. Esse marcador foi clonado e seqüenciado, não revelando homologia significativa com seqüências depositadas em bancos de dados. No entanto, esse marcador poderá ser utilizado na clonagem posicional de Ppr1. / Based on the number of sorus and pustule size, a rating scale was developed for evaluation of rust severity in inoculated seedlings of Eucalyptus as follow: S0 = immunity or hypersensitive reaction, with necrosis or fleck; S1 = small pustules, < 0,8 mm diameter, with one or two uredinia; S2 = medium sized pustules, from 0,8 to 1,6 mm diameter, with approximately 12 uredinia and S3 = large pustules, > 1,6 mm diameter, with 20 or more uredinia. Plants belonging to S0 and S1 classes were considered resistant and those belonging to S2 and S3 classes, susceptible. The error in the classification of resistant and susceptible plants was of only 8%. The error is due to similarities in pustule size among plants at the upper limit in the S1 class with plants at the lower limit in the S2 class. The use of this scale allows the screening of rust resistant genotypes. The segregation ratio of resistant to susceptible plants in artificially inoculated E. grandis full-sib progenies suggested that rust resistance is controlled by a major gene, designated Ppr1 (after Puccinia psidii resistance, gene 1). Inclusion of plants belonging to S1 class suggests that, besides Ppr1, other genes of minor effect can be involved in rust resistance. This is the first case of a resistance gene identified in Eucalyptus and one of the few of single inheritance in non-coevolved pathosystems. Using a full-sib progeny of 994 individuals of E. grandis, six RAPD markers linked to the Ppr1 gene were identified. The AT9/917 marker was tightly linked to Ppr1 gene, although sequence does not reveal homology with previously characterized resistance genes in other plant species. This marker can be used as a starting point to positional cloning of Ppr1. / Tese importada do Alexandria