Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 1984. / Typescript. Vita. eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographies.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-04-23T11:22:49Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jacqueline Campos Borba de Carvalho - 2013.pdf: 2453380 bytes, checksum: 04cd0ef2d26879895e9dfc3e3f757f13 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-04-23T11:34:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jacqueline Campos Borba de Carvalho - 2013.pdf: 2453380 bytes, checksum: 04cd0ef2d26879895e9dfc3e3f757f13 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-23T11:34:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jacqueline Campos Borba de Carvalho - 2013.pdf: 2453380 bytes, checksum: 04cd0ef2d26879895e9dfc3e3f757f13 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-03-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Rice blast caused by the fungus Magnaporthe oryzae B. Couch [anamorfo - Pyricularia oryzae Cav.] occurs in all rice growing regions of the world. The sustainable agriculture requires the introduction of biological control as one of the components in the integrated disease management. The microorganisms associated to plants are capable of producing secondary metabolites such as alkaloids which may have a role in biological control. The objective of the present study consists, isolation and identification of secondary metabolites of the micorrhizal fungus Rhizoctonia sp. obtained from Epidendrum nocturnum and evaluate in vitro and in vivo antagonism to M. oryzae. Ten fungal isolates were used to test the antibiosis against M. oryzae. The isolate En07 of Rhizoctonia sp. exhibited a greater halo of inhibition and consequently was considered the best in vitro antagonist to M. oryzae. Crude, mycelial and lyophilized extracts of micorrhizal isolate were obtained. The analysis by CCD of these three extracts showed positive results in relation to Dragendorff, indicating the presence of phenolics. The analysis of RMN 1H and masses showed the presence of aromatic hydrogens and phenolics. Five concentrations of each extract were prepared and utilized in the studies on in vitro mycelial inhibition of M. oryzae and observed 77.86% of pathogen reduction by crude extract (700 μg/mL). Two crude extract treatments (520 μg/ml and 120 μg/ml) significantly reduced the radial growth of the pathogen compared to control. The crude extract showed best results for mycelia inhibition of the pathogen, followed by lyophilized and mycelial extracts. In two trials, the crude extract at 0.52 μg.μL-1 also reduced the formation of appressoria of M. oryzae by 100%. Two greenhouse experiments were conducted on leaf blast suppression with the cultivar Primavera, using completely randomized design with three replications. In both these trials, the mycelial extract (1860 μg/ml and M.o 3x105) showed marked reduction of leaf blast severity in relation to control by 59.27% and 77.58% respectively. In the second trial, the second treatment (1040 μg/mL and M.o3x105) of crude extract reduced AUDPC by 64.63% compared to control. The results showed that the metabolites of Rhizoctonia sp. posses great potential for biological control of rice blast. / A brusone ocorre em todas as áreas produtoras de arroz do mundo, e é causada pelo fungo Magnaporthe oryzae B. Couch [anamorfo - Pyricularia oryzae Cav.]. Seu controle, realizado pelo manejo que integra resistência genética, práticas culturais e controle químico, requer a inserção de agentes biológicos, além de assegurar uma agricultura mais sustentável. Os microrganismos associados às plantas são capazes de produzir metabólitos secundários como os alcaloides que podem atuar no controle biológico. O presente trabalho objetivou isolar os metabólitos secundários do fungo micorrízico Rhizoctonia sp. obtido de Epidendrum nocturnum, e avaliar o antagonismo in vitro e in vivo com M. oryzae. Todos os ensaios foram conduzidos em delineamento inteiramente casualizado. Um ensaio de antagonismo foi avaliado, pareando-se, 10 isolados fúngicos e M. oryzae, e identificou-se que o isolado En07 foi o que apresentou o maior halo de inibição e consequentemente o melhor antagonismo in vitro sobre M. oryzae. Foram obtidos três extratos do isolado micorrízico (bruto, micelial e liofilizado) que foram analisados por quatro métodos diferentes e complementares. A análise por Cromatografia em Camada Delgada dos três extratos mostrou-se positiva frente ao reativo de Dragendorf, sugerindo a presença de compostos fenólicos. Na análise dos espectros de Ressonância Magnética Nuclear e de massas verificou-se a presença de hidrogênios aromáticos e de compostos fenólicos. Cinco concentrações de cada extrato foram preparadas e utilizadas nos ensaios de inibição micelial de M. oryzae in vitro e observou-se 77,86% de redução do patógeno pelo extrato bruto (700 μg/mL). Dois tratamentos do extrato bruto (520 μg/ml e 120 μg/ml) reduziram o crescimento radial do patógeno de forma significativa quando comparado com a testemunha. Verificou-se que o extrato bruto apresentou os melhores resultados para a inibição micelial do patógeno, seguido dos extratos liofilizado e do micélio. Em dois ensaios o extrato bruto a 0,52 μg.μL-1 também reduziu o número de apressórios formados de M. oryzae em 100%. Foram conduzidos dois ensaios de supressão de brusone foliar em arroz, in vivo, com a cultivar Primavera em três repetições. Nos dois ensaios destacou-se o extrato micelial (1860 μg/ml e M.o 3x105) que proporcionou maiores reduções da severidade de brusone nas folhas em relação ao controle com 59,27% e 64,63%, respectivamente. No segundo ensaio o tratamento 2 (1040 μg/mL e M.o3x105) do extrato bruto reduziu a AACPD em 24,93% em relação à testemunha. Os resultados mostraram que o metabólito de Rhizoctonia sp. possui grande potencial para o controle biológico da brusone.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2015-10-27T14:25:17Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Amanda Abdallah Chaibub - 2014.pdf: 1263990 bytes, checksum: 48328d656f5321ae2882086283462be4 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-10-29T10:11:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Amanda Abdallah Chaibub - 2014.pdf: 1263990 bytes, checksum: 48328d656f5321ae2882086283462be4 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-29T10:11:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Amanda Abdallah Chaibub - 2014.pdf: 1263990 bytes, checksum: 48328d656f5321ae2882086283462be4 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Rice blast (Magnaporthe oryzae Couch, anamorph-Pyricularia oryzae Cav.) is the major disease of rice causing yield losses up to 100%, in the world. Its control, currently held by integrating genetic resistance, cultural practices and chemical control, requires the inclusion of biological agents. The objectives of this study were to evaluate the in vitro antagonism between C. cladosporioides and four different rice pathogens; to verify the ability of C. cladosporioides in suppressing leaf blast and to study the mechanisms involved during disease suppression. The bioassays were conducted in a completely randomized design with three replications. The antagonism in vitro was evaluated by pairing-up, in Petri dishes containing PDA medium, nine different isolates of C. cladosporioides with the rice pathogens Sarocladium oryzae (sheath rot), Monographella albescens (scald), Cochliobolus miyabeanus (brown stain) and M. oryzae. All C. cladosporioides isolates reduced colonies mycelia growth up to 53.84% in addition to hallo formation. Among the nine tested isolates, four were selected for in vivo studies. Under controlled greenhouse conditions, three different concentrations were tested, in two different applications way; 1) 48 hours before challenger inoculation with M. oryzae; 2) mixture of M. oryzae and C. cladosporioides conidia suspensions. The isolated C24 C. cladosporioides (5x105) sprayed 48 hours, before challenger inoculation reduced 97.1% of leaf blast severity, and the spray mixture of conidial suspensions of C24 C. cladosporioides (5x101) and M. oryzae 3x105 spray of decreased leaf blast severity by 88.6%. Subsequently, the mechanisms involved in leaf blast suppression were investigated by using the same isolate, both applications methods and by collecting rice plants leaves sprayed with C. cladosporioides and M. oryzae. The application of C. cladosporioides 48 hours before challenger inoculation with M. oryzae and the conidial suspensions of mixture of M. oryzae and C. cladosporioides reduced to 83.9% and 78.6% of leaf blast severity, respectively. It was detected that, in the presence of C. cladosporioides and absence of the pathogen activity of enzymes GLU, LIPOX, PAL and POX increased significantly. In the presence of, C. cladosporioides and M. oryzae, POX and PAL activity and AS content also significantly increased, in both application forms. Scanning electron microscopy confirmed the physical interaction between plant/biological agent/pathogen during the penetration phase. It was proved that C. cladosporioides is a biological agent efficient in activating biochemical defense mechanisms of the rice plant during leaf blast suppression. / A brusone (Magnaporthe oryzae Couch, anamorfo - Pyricularia oryzae Cav.) é a principal doença do arroz no mundo causando perdas na produtividade de até 100%. Seu controle, atualmente realizado pelo manejo que integra resistência genética, práticas culturais e controle químico, requer a inserção de agentesbiológicos. Os objetivos do presente trabalho foram avaliar o antagonismo in vitro entre Cladosporium cladosporioides e os patógenos do arroz; verificar a capacidade de C. cladosporioides em suprimir a brusone foliar e estudar os mecanismos envolvidos na supressão da doença. Todos os ensaios foram conduzidos em delineamento inteiramente casualizado, com três repetições. O antagonismo, in vitro, foi avaliado pareando-se, em placas de Petri contendo meio de cultura BDA, nove diferentes isolados de C. cladosporioides com os patógenos do arroz, Sarocladium oryzae (Podridão da bainha), Monographella albescens (Escaldadura), Cochliobolus miyabeanus (Mancha parda) e M. oryzae. Todos os isolados de C. cladosporioides reduziram, em até 53,84% o crescimento micelial das colônias além de apresentarem halo; entre os nove, quatro foram selecionados para os estudos in vivo. Em condições controladas de casa de vegetação, foram testadas, em três diferentes concentrações, a aplicação antecipada, 48 horas antes da inoculação desafiadora com M. oryzae, e a aplicação da mistura das suspensões de conídios de M. oryzae e C. cladosporioides. A pulverização antecipadado isolado C24 de C. cladosporioides (5x105) promoveu 97,1% de redução da severidade de brusone foliar e a pulverização da mistura das suspensões do isolado C24 de C. cladosporioides (5x101) e M. oryzae (3x105) reduziu em 88,6%. Posteriormente, os mecanismos envolvidos na supressão da brusone foliar foram investigados com o mesmo isolado e os dois métodos de aplicação com coletas de plantas, realizadas antes e após o desafio com M. oryzae. As aplicações, antecipada e em mistura, reduziram em 83,9% e 78,6% a severidade da brusone foliar, respectivamente. Observou-se que, na ausência do patógeno a atividade de GLU, LIPOX, PAL e POX aumentaram significativamente. Na presença de M. oryzae, a atividade de POX e PAL e o teor do AS aumentaram destacadamente, em ambas as formas de aplicação. Por microscopia eletrônica de varredura confirmou-se a interaçãofísica entre planta/agente biológico/patógeno, durante a fase de penetração. C. cladosporioidesrevelou-se um agente biológico capaz de suprimira brusone foliar ativando os mecanismos bioquímicos de defesa da planta de arroz.

The blast is the main disease of flooded rice. The integrated management of this disease is based on the adoption of cultural, genetic and chemical strategies of control. The objective of this work was to evaluate the effect of eight chemical control programs of Pyricularia oryzae applied on IRGA 424, IRGA 428, GURI INTA CL, PUITA INTA CL, QM 10 10 CL and INOV CL rice varieties, and 10/30/2013 and 11/26/2013 sowing times. This work was conducted in the 2013/2014-crop season, under field conditions, in lowland area in Sao Sepé, RS, Brazil. The treatments were arranged in a randomized experimental blocks design, in a split plot and five replications. The variables analyzed were AUCPD on the flag leaf and entire plant, panicle blast, yield and the whole grains percentage. The delay in sowing date increased significantly the incidence and severity of the blast in flooded rice. IRGA 424, IRGA 428 and QM 10 10 CL showed resistance to Pyricularia oryzae, while the GURI INTA CL, PUITA INTA CL and INOV CL were susceptible. The addition of Tricyclazole fungicide to Kresoxim-methyl + Epoxiconazole fungicides is critical to the efficient control of Pyricularia oryzae. The applications of fungicides in the R1 + R2 + R4 and R2 + R4 stages are the most effective in the chemical control of rice blast. The integration among cultural, genetic and chemical methods is critical to the efficient management of blast in flooded rice. / A brusone é a principal doença da cultura do arroz irrigado. O manejo integrado desta doença é baseado na adoção de um conjunto de métodos de controle, como o controle cultural, controle genético e o controle químico. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de oito programas de controle químico de Pyricularia oryzae, nas cultivares de arroz irrigado IRGA 424, IRGA 428, GURI INTA CL, PUITÁ INTA CL, QM 10 10 CL e INOV CL, nas datas de semeadura de 30/10/2013 e 26/11/2013. O experimento foi conduzido em São Sepé/RS, na safra 2013/14, obedecendo o delineamento experimental de blocos ao acaso, em parcelas subsubdivididas e cinco repetições. As variáveis consideradas foram AACPB na folha bandeira e na planta inteira da cultura do arroz, o percentual de incidência de brusone na base da panícula, a produtividade e o percentual de grãos inteiros. O atraso na época de semeadura aumentou significativamente a incidência e a severidade da brusone na cultura do arroz irrigado. IRGA 424, IRGA 428 e QM 10 10 CL apresentaram resistência à Pyricularia oryzae, enquanto que GURI INTA CL, PUITÀ INTA CL e INOV CL foram suscetíveis. A adição do fungicida Triciclazol aos fungicidas Cresoxim-metilico + Epoxiconazol foi eficiente para controle de Pyricularia oryzae. As aplicações de fungicidas para controle químico da brusone foram mais eficazes quando realizadas nos estádios R1 + R2 + R4 e R2 + R4. A integração entre os métodos cultural, genético e químico foi eficiente para o manejo da brusone na cultura do arroz irrigado.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Diseases are limiting factors for the expression of the high yield potential of rice cultivars in the state of Rio Grande do Sul. Blast (Pyricularia oryzae) is considered the main disease, causing damage to yield and milling grain quality. Losses vary depending on the cultivar, management practices and climatic conditions. The integrated management practices for disease control has been used in order to minimize fungicide applications. In the season 2014/15 were set up two experiments in order to evaluate the influence of nitrogen, silicates and fungicides on the occurrence of rice blast (Chapter I) and the behavior and the quality of rice grains of cultivar Guri INTA CL (Chapter II ). The experiment was conducted in a lowland area at Department of Crop Sciences of the Federal University of Santa Maria (UFSM), with the experimental design of randomized blocks in a factorial (4x4x2) and four replications. In the experiment I, the treatments consisted of nitrogen rates (N) applied preflood pre and post flood (0, 60, 120 and 180 kg ha-1), and magnesium (Mg) and calcium (Ca) silicate applied to the soil (0, 3000, 6000 and 9000 kg ha-1) and whether or not fungicide the mixture tricyclazole, azoxystrobin and difenoconazole. The treatments experiment II were: nitrogen rates applied pre-flood pre and post flood (0, 60, 120 and 180 kg ha-1), application of potassium silicate (K) to the leaves (0; 2,9; 5,8 and 8,7 L ha-1) and whether or not fungicide. It was observed that rates above 60 kg ha-1 N provide plants to greater severity of rice blast, requiring the use of fungicides for effective disease control and keep grain yield. In the absence of conditions of chemical control, the occurrence of blast reduces the industrial quality of rice grains, increasing the percentage of chalky grains, white belly and chalk area. The silicate effects of both Ca and Mg and K have higher responses in the absence of fungicides cultivar of rice Guri INTA CL. / As doenças são fatores limitantes para a expressão do alto potencial produtivo das cultivares de arroz irrigado no estado do Rio Grande do Sul. A brusone (Pyricularia oryzae) é considerada sua principal doença e, causa danos à produtividade e qualidade dos grãos. As perdas variam em função da cultivar utilizada, das práticas de manejo adotadas na lavoura e das condições climáticas. O manejo integrado de práticas para o controle da doença vem sendo utilizado com o intuito de minimizar as aplicações de fungicidas. Na safra agrícola 2014/15 foram instalados dois experimentos com o objetivo de avaliar a influência do nitrogênio, silicatos e fungicidas na ocorrência de brusone (Capítulo I) e o comportamento quanto a qualidade industrial dos grãos de arroz irrigado da cultivar Guri INTA CL (Capítulo II). Os experimentos foram conduzidos a campo, na área de várzea do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), com o delineamento experimental de blocos ao acaso, em esquema fatorial (4x4x2) com quatro repetições. No experimento I, os tratamentos foram constituídos de doses de nitrogênio (N) aplicados em cobertura (0, 60, 120 e 180 kg ha-1), doses de silicato de cálcio (Ca) e magnésio (Mg) aplicado via solo (0, 3000, 6000 e 9000 kg ha-1) e aplicação ou não de fungicidas da mistura triciclazol, azoxistrobina e difenoconazol. Os tratamentos do experimento II foram: doses de nitrogênio aplicados em cobertura (0, 60, 120 e 180 kg ha-1), aplicação de silicato de potássio (K) via foliar (0; 2,9; 5,8 e 8,7 L ha-1) e aplicação ou não de fungicidas. Observou-se que doses acima de 60 kg ha-1 de N predispõem as plantas à maior severidade de brusone, sendo necessário a utilização de fungicidas para o controle eficiente da doença e manutenção do rendimento de grãos. Em condições de ausência do controle químico, a ocorrência de brusone reduz a qualidade industrial de grãos de arroz, aumentando os percentuais de grãos gessados, barriga branca e área gessada. Os efeitos de silicato tanto de Ca e Mg como de K apresentam maiores respostas na ausência de fungicidas na cultivar de arroz irrigado Guri INTA CL.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-29T18:34:52Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1000132 bytes, checksum: f8825fd96a75440247eb51ddedd55c61 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-29T18:34:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1000132 bytes, checksum: f8825fd96a75440247eb51ddedd55c61 (MD5) Previous issue date: 2016-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Dois experimentos (Exp. 1 e Exp. 2) foram conduzidos em condições de campo para determinar o desenvolvimento da brusone em espigas, bem como a performance fisiológica e produtiva das cultivares BR-18 (moderadamente resistente) e Guamirim (suscetível) inoculadas com Pyricularia oryzae e tratadas (+F) ou não (‒F) com o fungicida epoxiconazole (13,3%) + pyraclostrobina (5%). Relativo a Guamirim ‒F, BR-18 ‒F (efeito da resistência) resultou em redução de 44 e 64% na incidência final e severidade final, respectivamente, no Exp. 1, e 3 e 49%, respectivamente, no Exp. 2. Para a Guamirim +F (efeito do fungicida) houve redução de 65 e 77% na incidência final e severidade final, respectivamente, no Exp. 1, e 64 e 95%, respectivamente, no Exp. 2. Similarmente, houve redução maior que 75 % na taxa temporal de progresso no tratamento combinando a aplicação do fungicida e resistência de hospedeiro. Resultados obtidos na análise de regressão indicaram que a severidade encontrada nas espigas e folhas durante o período de 10-14 dias após a antese (daa) proporcionou uma maior perda de produtividade comparado a severidade encontrada aos 18-22 daa, e que a severidade da brusone nas espigas possui maior efeito negativo comparado a severidade encontrada nas folhas. Relativo a Guamirim ‒F, houve aumento de 0.3 e 16 % na produtividade dos grãos para BR-18 ‒F, 20 a 61% para Guamirim +F e 26 e 83% para BR-18 +F nos Exp. 1 e Exp. 2, respectivamente. Os tratamentos envolvendo aplicação do fungicida e cultivar resistente manteve a integridade das folhas (baseado em HAD, HLAI, HAA e HRI) e performance fotossintética (baseado em Fv/Fm, Fm, Y(II), e Y(NPQ)) das espigas e folhas em relação ao tratamento cultivar Guamirim ‒F. Em conclusão, os resultados do presente estudo sugerem que a integração do tratamento com fungicida e resistência de cultivar como prática de manejo para o controle da brusone em espigas. Adicionalmente, dois experimentos foram conduzidos em condições de casa de vegetação para avaliar as alterações associadas com a produção e particionamento de fotoassimilados entre a espiga e a folha bandeira em plantas de trigo infectadas com P. oryzae. Ambos experimentos foram inoculados aos 10 e 20 daa com suspensão de esporos de P. oryzae. Os resultados demonstraram uma redução dos parâmetros de fluorescência da clorofila a (Fm, Fv/Fm YII and Y(NO)) em folhas bandeiras e espigas infectadas associada a menor concentração de clorofila a + b, carotenoides e redução da capacidade de fixação do CO2 pela RuBisCO em folhas bandeiras infectadas. Em folhas bandeiras e grãos obtidos de espigas infectadas, houve redução na concentração de açúcares solúveis com um aumento da razão da concentração de hexoses sobre sacarose em folhas bandeiras. Em folhas bandeiras, houve menor atividade da sacarose fosfato sintase (SPS) e menor expressão do gene sacarose sintase associadas ao aumento da expressão e atividade das invertases. Estas alterações relacionadas a síntese e degradação da sacarose sugerem uma condição dreno dos tecidos foliares infectados. No estágio final de infecção ocorreu uma redução da concentração de amido nos grãos e aumento da sua concentração em folhas bandeiras. Adicionalmente, houve redução na atividade e expressão da ADP-glicose pirofosforilase associada com a menor expressão dos genes β- e α-amilase em folhas bandeiras e espigas. Em conclusão, os efeitos negativos da brusone na qualidade e produtividade dos grãos em trigo podem ser associados com alterações na produção e particionamento de carboidratos durante o processo de formação dos grãos. / Two field experiments (Exp. 1 and Exp. 2) were carried out to evaluate the spike blast development as well as the physiological performance and grain yield of wheat cultivars BR-18 (partially resistant) and Guamirim (susceptible) inoculated with Pyricularia oryzae and treated or untreated with the fungicide 13.3% epoxiconazole + 5% pyraclostrobin. Relative to Guamirim-untreated, BR-18-untreated (resistance alone) led to 44 and 64% control of final incidence and severity, respectively, in Exp. 1, and 3 and 49% control, respectively, in Exp. 2. Guamirim-treated (fungicide alone) led to 65% control of incidence and 77% control of severity in Exp. 1, and 64% control of incidence and 95% control of severity in Exp. 2. Similarly, there was reduction higher than 75 % in the temporal rate of spike blast progress when host resistance and fungicide were combined. Results from regression analyses indicated that spike and leaf blast severity at 10-14 days after anthesis resulted in greater yield losses (highest negative slope) than severity at 18 to 22 days after anthesis, and that spike blast severity had a greater negative effect on yield than leaf blast severity. Relative to Guamirim-untreated, there was a 0.3 and 16% increase in mean yield for BR-18-untreated (resistance alone), 20 and 61% increase for Guamirim treated (fungicide alone), and 26 and 83% for BR-18 treated (moderate resistance + fungicide) in Exp. 1 and 2, respectively. By virtue of their effects on blast severity, fungicide application and cultivar resistant resulted in higher measures of leaf health (mean HAD, HLAI, HAA and HRI) and photosynthetic performance (based on F v /F m , F m , Y(II), and Y(NPQ)) of both spikes and leaves than the untreated susceptible reference treatment. Results from this study suggesting that the integration of these strategies may be the best approach for managing spike blast and useful for future efforts to develop crop loss models and management guidelines for wheat blast. Additionally, two experiments were carried out in greenhouse conditions to assess the changes associated with photoassimilates production and their partitioning in source-sink relationship on flag leaves and spikes of wheat plants infected with Pyricularia oryzae. Flag leaves and spikes were inoculated at 10 days after anthesis (daa) (Exp. 1) and at 20 daa (Exp. 2) with a conidial suspension of P. oryzae. There was an impairment on chlorophyll a fluorescence parameters (analyzed by F m , F v /F m YII and Y(NO)) on the infected flag leaves and spikes coupled with reduced concentrations of chlorophyll a + b and carotenoids as well as lower capacity of CO 2 fixation by RuBisCO in the infected flag leaves. In these leaves and grains obtained from the infected spikes, there were lower concentration of soluble sugars and an increase on the hexoses to sucrose ratio on the flag leaves. In the infected flag leaves, there was a lower sucrose phosphate synthase (SPS) activity and lower expression of sucrose synthase (Susy) gene coupled with higher expression and activity of acid invertases. These alterations, associated with synthase and degradation of sucrose, suggestss a status sink in the infected flag leaves. At advanced stages of fungal infection, the concentration of starch was reduced on grains whereas on the infected flag leaves its concentration was kept elevated. There were reduction on the activity of ADP-glucose pyrophosphorylase and on the expression of ADP-glucose pyrophosphorylase genes and down regulation of β- and α-amylase expression at late stages of fungal infection on flag leaves and spikes. In conclusion, the greatest effect of blast on both grains quality and yield can be associated with alterations in the production and partitioning of carbohydrates during the grain filling process.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The blast and the yellow leaf spot are the major rice and wheat, respectively, both are commonly found as for its destructive potential. Because of this, proving the efficiency of control methods through experiences is of paramount importance, since these results will be used as reference for technicians and producers. The precision is related to the choice of suitable design (local control), the number of repetitions, the sample size in the field, among others. In the case of control experiments involving fungicides, which is the main method of controlling both diseases, leaf sampling in installments is necessary because measuring the entire population becomes unviable. Sampling generates a new error (sampling) within the plot, and this should be minimized by appropriate sampling strategy. Thus, this study aimed to determine sample sizes needed to assess the severity of rice leaf blast and the yellow spot of wheat. For this reason, results of chemical control experiments performed during harvests and 2009/2010 2010/2011 were used. The procedure for collection and analysis of data was identical in all experiments, regardless of culture. In all, the diseases were measured at seven, 14 and 21 days after application of fungicides by sampling 10 leaves in the plots. The variables were disease severity and area under the disease progress curve (AUDPC). Data were subjected to analysis of variance to obtain the experimental and sampling errors, and so, by hypothesis test to check whether the sample dimension and the number of repetitions were adequate. The departure from randomness of variable severity was tested in order to determine whether the methodology used to calculate the sample size was adequate. The departure from randomness test showed that both diseases behaved were distinct, both among treatments between assessments, sometimes distributing randomly in the field, sometimes not. Thus, the combination of theoretical distributions (indicating random or clustered distribution of the disease in the field) to the formula used to calculate the sample size is inadequate. The sample size necessary to measure the average disease severity in the plots was not the same in all treatments and between assessments. This result is expected since, in most of the experiments, the average of the disease was different between treatments and between evaluations. This result leads to a constant change in the relationship between the variance and the mean, which is indicative of the disease in the field of dispersion, this dispersion that is related to the sample intensity. Finally it was observed that, to measure the average AUDPC variable, it is necessary to evaluate fewer leaves in the plots. / A brusone da folha e a mancha amarela são as principais doenças do arroz e do trigo, respectivamente, tanto por serem comumente encontradas quanto pelo seu potencial destrutivo. Devido a isso, a comprovação da eficiência de métodos de controle através de experiências é de suma importância, uma vez que estes resultados serão usados como referência por técnicos e produtores. A precisão experimental está relacionada com a escolha adequada do delineamento (controle local), do número de repetições, do tamanho da amostra na parcela, entre outros. No caso de experimentos de controle envolvendo fungicidas, que é o principal método de controle de ambas as doenças, a amostragem de folhas nas parcelas é necessária, pois mensurar toda a população torna-se inviável. A amostragem gera um novo erro (amostral) dentro da parcela, e este deve ser minimizado através de um dimensionamento amostral adequado. Deste modo, o presente trabalho teve por objetivo determinar tamanhos de amostra necessários para avaliar a severidade da brusone da folha do arroz e da mancha amarela do trigo. Para isso, foram utilizados resultados de experimentos de controle químico realizados durante as safras 2009/2010 e 2010/2011. O procedimento de coleta e análise dos dados foi idêntica em todos os experimentos, independente da cultura. Em todos eles, as doenças foram mensuradas aos sete, 14 e 21 dias após a aplicação dos fungicidas através da amostragem de 10 folhas nas parcelas. As variáveis estudadas foram a severidade das doenças e a área abaixo da curva de progresso das doenças (AACPD). Os dados foram submetidos a análise de variância para a obtenção dos erros experimental e amostral, e assim, através do teste de hipótese, verificar se o dimensionamento amostral e o número de repetições foram adequados. O afastamento da aleatoriedade da variável severidade foi testado com o objetivo de determinar se a metodologia utilizada no cálculo do tamanho da amostra foi adequada. O teste de afastamento da aleatoriedade mostrou que ambas as doenças comportaram-se de foram distintas, tanto entre os tratamentos quanto entre as avaliações, ora distribuindo-se de forma aleatória no campo, ora não. Desse modo, a associação de distribuições teóricas (que indicam distribuição aleatória ou agregada da doença no campo) à formula utilizada no cálculo do tamanho da amostra é inadequado. O tamanho de amostra necessário para mensurar a média da severidade das doenças nas parcelas não foi o mesmo em todos os tratamentos e entre as avaliações. Este resultado era esperado, uma vez que, na grande maioria dos experimentos, a média das doenças foi distinta entre os tratamentos e entre as avaliações. Este resultado levou a uma constante mudança na relação entre a variância e a média, que é um indicativo da dispersão da doença no campo, dispersão esta que esta relacionada com a intensidade amostral. Por fim observou-se que, para mensurar a média da variável AACPD, é necessário avaliar menos folhas nas parcelas. Deste modo, recomenda-se que, sempre que possível, utiliza-se a variável AACPD como forma de comparação entre os tratamentos.

O fungo Magnaporthe oryzae, agente causal da brusone em trigo e em várias outras gramíneas, desde o seu primeiro relato no Brasil tem sido alvo de inúmeras pesquisas. O entendimento da morfologia, fisiologia e parâmetros bioquímicos deste ascomiceto é o primeiro passo para a adoção de medidas eficientes de controle da doença. Os objetivos deste trabalho foram avaliar os aspectos morfológicos, fisiológicos e bioquímicos relativos à patogenicidade do fungo M. oryzae em trigo, além de determinar in vitro as condições ótimas de temperatura e fotoperíodo para o crescimento e esporulação dos isolados testados, quantificar a pressão de turgor exercida pelo apressório no momento da penetração do substrato, verificar a presença de enzimas extracelulares produzidas pelo patógeno e o papel de cada uma delas na degradação da parede celular e, também, demonstrar a possível produção e ação de metabólitos tóxicos do fungo em plântulas de trigo. Dois isolados do fungo, Py5003 e Py6017, foram repicados para os meios de cultivo cenoura, milho-cenoura, batata-dextrose-ágar (BDA), aveia e V8, incubados, de maneira independente, sob luz contínua, escuro contínuo e fotoperíodo de 12h, por 20 dias, sendo avaliados periodicamente quanto ao crescimento micelial total e esporulação do patógeno. Em seguida, conídios germinados e com apressórios formados foram submetidos a diferentes concentrações de PEG-8000 para a mensuração da pressão de turgor apressorial. Além disso, o teor de proteínas totais foi mensurado e a atividade celulolítica determinada, por espectrofotometria indireta para os isolados cultivados em meio Merlin-Norkrans Modificado (MNM), a partir das enzimas exo e endo-?-1,4-glucanase e ?-glicosidase. A produção de metabólitos tóxicos foi determinada por condutivimetria, após o cultivo dos isolados por 5 e 10 dias em batata-dextrose (BD) e obtenção dos filtrados após esse período, sendo que, a ação destes, foi observada em plântulas de trigo com 25 dias de idade. Os resultados evidenciaram melhor crescimento micelial e esporulação dos isolados em meio de cultivo composto de aveia, incubado a 25 °C e fotoperíodo de 12 h. A pressão de turgor apressorial, tanto para Py5003 quanto para Py6017, concentrouse na faixa dos 7,5 MPa. Não houve diferença estatística entre os teores de proteínas totais apresentados pelo isolados. Os dois isolados exibiram alta atividade celulolítica, com diminuição da atividade observada para endo-?-1,4-glucanase e ?- glicosidase na presença de glicose e celobiose, respectivamente. A exposição de plântulas de trigo aos filtrados dos isolados do fungo M. oryzae provocou alta liberação de eletrólitos, sendo, em termos absolutos, Py5003 maior do que Py6017. Plântulas expostas ao filtrado, autoclavado ou não, e ao extrato bruto obtido a partir da separação dos metabólitos tóxicos em acetato de etila, apresentaram-se cloróticas e/ou necróticas. Os resultados sugerem um mecanismo de parasitismo desenvolvido por M. oryzae no desenvolvimento da brusone em trigo, indo desde a fase de pré-penetração, passando pelo estabelecimento das relações parasitárias estáveis e o aparecimento de sintomas e sinais na planta hospedeira. / The fungus Magnaporthe oryzae, causal agent of blast in wheat and several other grasses, since its first occurrence in Brazil has been the subject of extensive research. The understanding of the morphology, physiology and biochemical parameters of this ascomycete is the first step for the adoption of efficient measures to control the disease. The objectives of this study were to evaluate the morphological, physiological and biochemical aspects related to the pathogenicity of the fungus M. oryzae on wheat. Thus, it were determined in vitro the optimal conditions of temperature and photoperiod for growth and sporulation of the isolates tested, quantified the pressure exerted by appressorium at the time of substrate penetration, verified the presence of extracellular enzymes produced by the pathogen and their role in the degradation of cell wall and also demonstrated the possible production and action of toxic metabolites of the fungus in wheat seedlings. Two isolates of the fungus, Py5003 and Py6017, were grown on carrot, maize-carrot, PDA, oat and V8 media and measure periodically for 20 days and after that period, being evaluated the total mycelia growth and sporulation of the pathogen. Then, germinated conidia and appressoria were subjected to different concentrations of PEG-8000 for the measurement of appressorial turgor pressure. In addition, the concentration of total proteins was measured and enzyme activity (exo and endo-?- 1,4-glucanase, ?-glucosidase) was determined by indirect spectrophotometry, for the isolates grown in Modified Melin-Nokrans (MMN) medium. The production of toxic metabolites was determined after growing the isolates for 5 and 10 days in potatodextrose medium (PD) and obtaining the filtrate. The toxic action was evaluated in wheat seedlings (25 days old) by measuring electrolyte leakage. The results showed better mycelial growth and sporulation of the isolates in oat medium incubated at 25 °C and under a photoperiod of 12 h. Appressorial turgor pressure for both isolates were at the range of 7.5 MPa.There were no statistical differences between the levels of total protein presented by the isolates. The two isolates showed high cellulolytic activity, with decreased activity observed for endo-?-1,4-glucanase and ?- glucosidase in the presence of glucose and celobiose, respectively. The exposure of wheat seedlings to the filtrates of the fungus M. oryzae caused high electrolyte release, being, in absolute terms, Py5003 greater than Py6017. Seedlings exposed to the filtrate, autoclaved or not, and the crude extract obtained from the separation of the toxic metabolites in ethyl acetate, exibited clorotic and/or necrotic. These results suggest a mechanism of parasitism developed by M. oryzae on wheat, ranging from pre-penetration through the establishment of stable parasitic relationships and the appearance of symptoms and signals in the host plant.

Submitted by MARCOS LEANDRO TEIXEIRA DE OLIVEIRA (marcosteixeira@ufv.br) on 2018-08-15T18:29:36Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1510730 bytes, checksum: 754986579a43c0d4c754880228c9a25d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-15T18:29:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1510730 bytes, checksum: 754986579a43c0d4c754880228c9a25d (MD5) Previous issue date: 2016-08-25 / A brusone, causada por Pyricularia oryzae, é considerada uma doença economicamente importante para trigo na América do Sul. Uma das estratégias de manejo para minimizar as perdas causadas por essa doença é o uso de cultivares resistentes. Alternativamente, pode-se utilizar indutores de resistência para aumentar o nível basal de resistência do trigo à brusone. O presente estudo teve como objetivos: i) determinar as alterações fisiológicas e bioquímicas em plantas de trigo pulverizadas com uma concentração não fitotóxica do ácido α-picolinico (AP), o qual é uma toxina não seletiva produzida por P. oryzae e ii) verificar a manipulação metabólica exercido por P. oryzae quando infectando cultivares de trigo com diferentes níveis de resistência basal à brusone. Nas folhas de trigo pulverizadas com uma concentração não fitotóxica de AP (0.1 mg mL -1 ), os sintomas da brusone desenvolveram menos em associação com um melhor desempenho fotossintético, melhoria do metabolismo antioxidante e redução nas concentrações de H 2 O 2 , O 2 ●- e MDA. As cultivares BR-18 e EMBRAPA- 16 foram mais resistentes à brusone do que a cultivar BRS-Guamirim. O desempenho fotossintético das plantas infectadas foi alterado devido a limitações de natureza difusiva e bioquímica para uma eficiente fixação do CO 2 . Durante a fase assintomática da infecção por P. oryzae, mudanças drásticas no metabolismo de carboidratos e nos níveis de aminoácidos, compostos intermediários do ciclo de Krebs e poliaminas ocorreram nas plantas das três cultivares sugerindo, assim, uma manipulação metabólica exercida por P. oryzae. No entanto, um metabolismo antioxidativo mais eficiente foi importante para neutralizar os efeitos deletérios da infecção por P. oryzae em associação com maiores atividades da fenilalanina amônia liase e polifenoloxidase e maiores concentrações de compostos fenólicos e lignina. Com base nesses resultados e possível concluir que a concentração não fitotóxica de AP foi capaz de potencializar a defesa das plantas de trigo e reduzir a severidade da brusone. A infecção do trigo por P. oryzae ocasionou distúrbios no metabolismo primário das plantas e alguns deles foram semelhantes entre as cultivares independentemente do nível basal de resistência delas. / Blast, caused by Pyricularia oryzae, has become an economically important disease in wheat in South America. One of the management strategies for minimizing the losses caused by blast includes the use of resistant cultivars. Alternatively, the use of inducers of resistance showed the potentiation to increase wheat resistance to blast. This study aimed: i) to determine the physiological and biochemical alterations in wheat plants sprayed with a non-phytotoxic concentration of α-picolinic acid (PA), which is a non-host selective toxin produced by P. oryzae and ii) to establish the degree of metabolic manipulation exerted during the infection by P. oryzae on plants from cultivars with different levels of basal resistance to blast. The spray of leaves of plants with a non-phytotoxic concentration of PA (0.1 mg mL -1 ) resulted in less blast symptoms in association with a better photosynthetic performance, an improvement on the antioxidant metabolism and reduced concentrations of H 2 O 2 , O 2 ●- and malondialdehyde. The cultivars BR-18 and EMBRAPA-16 were more resistant to blast in comparison to cultivar BRS-Guamirim. The photosynthetic performance of the infected plants was altered due to diffusional and biochemical limitations for CO 2 fixation. During the asymptomatic phase of P. oryzae infection, drastic changes in the carbohydrates metabolism and on the levels of amino acids, intermediates compounds of Krebs cycle and polyamines occurred on plants from the three cultivars suggesting a metabolic manipulation exerted by the pathogen. However, amore efficient antioxidant metabolism was able to help the wheat plants to counteract against the deleterious effects of P. oryzae infection in association with great phenylalanine ammonia lyases and polyphenoloxidases activities and high concentrations of phenolics and lignin. Based on this information, it is possible to conclude that a non- phytotoxic concentration of PA elicited the activation of host defense mechanisms that reduced blast severity. Likewise, the infection of leaves by P. oryzae induced remarkable disturbances in the primary metabolism and some of them were conserved among the cultivars regardless of their basal level of resistance to blast.

O fungo Magnaporthe oryzae, agente causal da brusone em trigo e em várias outras gramíneas, desde o seu primeiro relato no Brasil tem sido alvo de inúmeras pesquisas. O entendimento da morfologia, fisiologia e parâmetros bioquímicos deste ascomiceto é o primeiro passo para a adoção de medidas eficientes de controle da doença. Os objetivos deste trabalho foram avaliar os aspectos morfológicos, fisiológicos e bioquímicos relativos à patogenicidade do fungo M. oryzae em trigo, além de determinar in vitro as condições ótimas de temperatura e fotoperíodo para o crescimento e esporulação dos isolados testados, quantificar a pressão de turgor exercida pelo apressório no momento da penetração do substrato, verificar a presença de enzimas extracelulares produzidas pelo patógeno e o papel de cada uma delas na degradação da parede celular e, também, demonstrar a possível produção e ação de metabólitos tóxicos do fungo em plântulas de trigo. Dois isolados do fungo, Py5003 e Py6017, foram repicados para os meios de cultivo cenoura, milho-cenoura, batata-dextrose-ágar (BDA), aveia e V8, incubados, de maneira independente, sob luz contínua, escuro contínuo e fotoperíodo de 12h, por 20 dias, sendo avaliados periodicamente quanto ao crescimento micelial total e esporulação do patógeno. Em seguida, conídios germinados e com apressórios formados foram submetidos a diferentes concentrações de PEG-8000 para a mensuração da pressão de turgor apressorial. Além disso, o teor de proteínas totais foi mensurado e a atividade celulolítica determinada, por espectrofotometria indireta para os isolados cultivados em meio Merlin-Norkrans Modificado (MNM), a partir das enzimas exo e endo-?-1,4-glucanase e ?-glicosidase. A produção de metabólitos tóxicos foi determinada por condutivimetria, após o cultivo dos isolados por 5 e 10 dias em batata-dextrose (BD) e obtenção dos filtrados após esse período, sendo que, a ação destes, foi observada em plântulas de trigo com 25 dias de idade. Os resultados evidenciaram melhor crescimento micelial e esporulação dos isolados em meio de cultivo composto de aveia, incubado a 25 °C e fotoperíodo de 12 h. A pressão de turgor apressorial, tanto para Py5003 quanto para Py6017, concentrouse na faixa dos 7,5 MPa. Não houve diferença estatística entre os teores de proteínas totais apresentados pelo isolados. Os dois isolados exibiram alta atividade celulolítica, com diminuição da atividade observada para endo-?-1,4-glucanase e ?- glicosidase na presença de glicose e celobiose, respectivamente. A exposição de plântulas de trigo aos filtrados dos isolados do fungo M. oryzae provocou alta liberação de eletrólitos, sendo, em termos absolutos, Py5003 maior do que Py6017. Plântulas expostas ao filtrado, autoclavado ou não, e ao extrato bruto obtido a partir da separação dos metabólitos tóxicos em acetato de etila, apresentaram-se cloróticas e/ou necróticas. Os resultados sugerem um mecanismo de parasitismo desenvolvido por M. oryzae no desenvolvimento da brusone em trigo, indo desde a fase de pré-penetração, passando pelo estabelecimento das relações parasitárias estáveis e o aparecimento de sintomas e sinais na planta hospedeira. / The fungus Magnaporthe oryzae, causal agent of blast in wheat and several other grasses, since its first occurrence in Brazil has been the subject of extensive research. The understanding of the morphology, physiology and biochemical parameters of this ascomycete is the first step for the adoption of efficient measures to control the disease. The objectives of this study were to evaluate the morphological, physiological and biochemical aspects related to the pathogenicity of the fungus M. oryzae on wheat. Thus, it were determined in vitro the optimal conditions of temperature and photoperiod for growth and sporulation of the isolates tested, quantified the pressure exerted by appressorium at the time of substrate penetration, verified the presence of extracellular enzymes produced by the pathogen and their role in the degradation of cell wall and also demonstrated the possible production and action of toxic metabolites of the fungus in wheat seedlings. Two isolates of the fungus, Py5003 and Py6017, were grown on carrot, maize-carrot, PDA, oat and V8 media and measure periodically for 20 days and after that period, being evaluated the total mycelia growth and sporulation of the pathogen. Then, germinated conidia and appressoria were subjected to different concentrations of PEG-8000 for the measurement of appressorial turgor pressure. In addition, the concentration of total proteins was measured and enzyme activity (exo and endo-?- 1,4-glucanase, ?-glucosidase) was determined by indirect spectrophotometry, for the isolates grown in Modified Melin-Nokrans (MMN) medium. The production of toxic metabolites was determined after growing the isolates for 5 and 10 days in potatodextrose medium (PD) and obtaining the filtrate. The toxic action was evaluated in wheat seedlings (25 days old) by measuring electrolyte leakage. The results showed better mycelial growth and sporulation of the isolates in oat medium incubated at 25 °C and under a photoperiod of 12 h. Appressorial turgor pressure for both isolates were at the range of 7.5 MPa.There were no statistical differences between the levels of total protein presented by the isolates. The two isolates showed high cellulolytic activity, with decreased activity observed for endo-?-1,4-glucanase and ?- glucosidase in the presence of glucose and celobiose, respectively. The exposure of wheat seedlings to the filtrates of the fungus M. oryzae caused high electrolyte release, being, in absolute terms, Py5003 greater than Py6017. Seedlings exposed to the filtrate, autoclaved or not, and the crude extract obtained from the separation of the toxic metabolites in ethyl acetate, exibited clorotic and/or necrotic. These results suggest a mechanism of parasitism developed by M. oryzae on wheat, ranging from pre-penetration through the establishment of stable parasitic relationships and the appearance of symptoms and signals in the host plant.