Entre as doenças que trazem preocupações e podem causar prejuízos no setor canavieiro em todo o Brasil, destaca-se a ferrugem marrom, causada pelo fungo Puccinia melanocephala H. & P. Sydow. Essa doença ocorre em todas as regiões canavieiras do mundo, desde a Ásia e a África, de onde o complexo \"Sacharum spp.\" é originário, até as Américas e Oceania. No Brasil, a ferrugem foi detectada, pela primeira vez em 1986, no município de Capivari-SP e logo em seguida em Pernambuco e Alagoas. Desde o primeiro surgimento no Brasil, a ferrugem tem sido mantida sob controle, com grande parte das cultivares apresentando resistência. O conhecimento acerca da estrutura populacional de P. melanocephala é necessário para desenvolver estratégias satisfatórias no controle desta doença e no desenvolvimento de cultivares resistentes. A variabilidade genética entre isolados pode ser avaliada por meio de marcador molecular microssatélite e os dados podem ser usados para monitorar as populações do patógeno. Este trabalho teve como objetivo avaliar, por meio do desenvolvimento de uma biblioteca enriquecida em locos de microssatélites, a variabilidade genética entre isolados de P. melanocephala bem como avaliar a patogenicidade de isolados de diferentes regiões produtoras de cana-de-açúcar. Primeiramente, os 44 isolados de ferrugem da cana foram identificados por microscopia utilizando estruturas morfológicas dos urediniósporos. Desse total, 34 foram identificadas como P. melanocephala e 10 como Puccinia kuehnni. Por meio da construção da biblioteca enriquecida com locos microssatélites foram desenvolvidos 21 locos para ferrugem marrom, e desse total, 16 apresentaram amplificações satisfatórias e somente quatro foram polimórficos. A variabilidade genética dos isolados de P. melanocephala foi relativamente alta (HT = 0,650). A análise de agrupamento não permitiu a separação dos isolados de P. melanocephala de acordo com sua região de origem. Os índices de diversidade (DST = -0,039) e divergência (GST = -0,061) genética observados sugerem que a variabilidade genética está igualmente distribuída nas regiões estudadas, ocorrendo uma única população heterogênea. As regiões de origem dos isolados utilizadas para avaliação de patogenicidade não apresentaram variações significativas na agressividade. Os resultados obtidos no presente trabalho evidenciam que o melhoramento genético da cana-de-açúcar para resistência a ferrugem marrom deve ser conduzido em locais com clima favorável a ocorrência do patógeno, que possivelmente representam a diversidade genética presente em diferentes regiões de cultivo / Among the diseases that bring concerns and can cause losses in the sugarcane industry in Brazil, stands out the brown rust, caused by the fungus Puccinia melanocephala H. & P. Sydow. This disease occurs in all sugarcane regions of the world, from Asia and Africa, where the complex \"Sacharum spp.\" originates, to the Americas and Oceania. In Brazil, the rust was detected for the first time in 1986 in the region of Capivari-SP and soon after in the Pernambuco and Alagoas. Since the first appearance in Brazil, the rust has been brought under control, with most of the cultivars showing resistance. The knowledge about the population structure of P. melanocephala is necessary to develop suitable strategies to control this disease and the development of resistant cultivars. The genetic variability between isolates can be assessed by means of microsatellite molecular markers and data can be used to monitor populations of the pathogen. The aim of this work was to develop a library enriched for microsatellite loci in P. melanocephala and assessment of pathogenicity of isolates from three different sugarcane regions producing. First, the 44 sugarcane rust isolates were identified by microscopy using morphological structures of urediniospores. Of this total, 34 were identified as P. melanocephala and 10 as P. kuehnni. Through the construction of the library enriched with microsatellite loci were developed 21 loci brown rust of those, 16 had satisfactory PCR amplifications and only four were polymorphic. The genetic variability of isolates of P. melanocephala was relatively high (HT = 0.650). The cluster analysis did not allow the separation of isolates of P. melanocephala according to their region of origin. The index of the genetic diversity (DST = -0.039) and genetic divergence (GST = -0.061) suggest that genetic variability is equally distributed in the regions studied, occurring only a heterogeneous population. The regions of origin of isolates used for pathogenicity assessment did not show significant variations in aggressiveness. The results obtained in this work show that the genetic improvement of sugarcane for resistance to brown rust should be conducted in areas with favorable weather for the occurrence of the pathogen, which may represent the genetic diversity present in different sugarcane regions

Orientador: João Antonio da Costa Andrade / Resumo: O milho é uma das culturas mais extensamente cultivadas em todo mundo. A incidência e a severidade de doenças têm aumentado significativamente nos últimos anos acarretando perdas no rendimento e afetando a qualidade dos grãos. Muitos trabalhos têm sido desenvolvidos na tentativa de identificar híbridos resistentes às principais doenças que acometem a cultura do milho, mas poucos são os relatos de estudos com linhagens. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi: 1) identificar linhagens resistentes e susceptíveis com base na área abaixo da curva de progresso de doenças (AACPD) para os sintomas de ferrugem tropical (TR), ferrugem polissora (SR), cercosporiose (GLS), helmintosporiose (NLB), mancha marrom (PBS) e mancha branca (PLS); 2) identificar linhagens resistentes e suscetíveis com base nos parâmetros de adaptabilidade e estabilidade fenotípica para os sintomas de cercosporiose, helmintosporiose, mancha marrom e mancha branca; 3) identificar as melhores datas de semeadura, com a maior ocorrência das doenças, para fins de avaliação de linhagens e outros genótipos para resistência. Cinquenta linhagens, derivadas de populações com grãos flint e dent, foram avaliadas em blocos casualizados com três repetições, aos 45, 60, 75 e 90 dias após a semeadura em duas épocas, para medição da AACPD. Para a análise de adaptabilidade e estabilidade, 41 linhagens foram avaliadas em blocos casualizados com três repetições, 30 dias após o florescimento feminino, em onze épocas de semeadura, us... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

En France, il est envisagé de stocker en formation géologique profonde les déchets radioactifs vitrifiés à haute activité et vie longue dans un conteneur en acier inoxydable chemisé par un surconteneur en acier non allié. Les principaux produits de corrosion attendus à la surface de ce dernier, i.e. la sidérite (FeIICO3) et la magnétite (FeIIFeIII2O4), jouent un rôle protecteur contre la corrosion en tant que couche passivante. Ce travail de thèse visait à étudier l’influence des groupes métaboliques bactériens réducteurs du fer ferrique (IRB) et des nitrates (NRB) sur les transformations de ces produits de corrosion en anoxie. Des souches modèles de NRB (Klebsiella mobilis) et IRB (Shewanella putrefaciens) ont, dans un premier temps, été incubées en présence de suspension de sidérite ou de magnétite, afin d’exacerber les processus de transformation du fer du fait d’une surface spécifique élevée, puis dans un second temps, en présence de films électrogénérés de ces produits pour se rapprocher des conditions d’un acier non allié corrodé en anoxie. Ces souches bactériennes sont capables de transformer la sidérite et la magnétite par des processus microbiens directs ou indirects et de conduire à la formation de rouille verte carbonatée (FeII4FeIII2(OH)12CO3). Ce composé occupe une place centrale dans le cycle biogéochimique du fer en anoxie en tant que transitoire commun à plusieurs réactions microbiennes mobilisant le fer sous deux états d’oxydation différents FeII et FeIII. L’originalité de ce travail de thèse est donc de montrer que des métabolismes bactériens inaccoutumés tels que les NRB ou les IRB sont susceptibles de jouer un rôle dans les processus de biocorrosion / Radioactive waste is one of the major problems facing the nuclear industry. To circumvent this issue France plans to store vitrified high-level nuclear waste in a stainless steel container, placed into a non-alloy steel overpack, at a depth of 500m in an argillaceous formation. The main iron corrosion products formed at the surface of the non-alloy steel are siderite (FeIICO3) and magnetite (FeIIFeIII2O4). These compounds are formed in the anoxic conditions present in the nuclear waste repository and play a protective role against corrosion as a passive layer. This work aims to investigate the activity of nitrate-reducing bacteria (NRB, Klebsiella mobilis) and iron-reducing bacteria (IRB, Shewanella putrefaciens) during the transformation of siderite and magnetite, especially those involved in anoxic iron biogeochemical cycle. Klebsiella mobilis and Shewanella putrefaciens were first incubated with siderite or magnetite suspensions (high surface specific area) in order to exacerbate the microbial iron transformation, subsequently incubated with a magnetite/siderite film synthesized by anodic polarization at applied current density. The transformation of siderite and magnetite by direct or indirect microbial processes led to the formation of carbonated green rust (FeII4FeIII2(OH)12CO3). As a transient phase shared by several bacterial reactions involving FeII and FeIII, this compound is the cornerstone of the anoxic iron biogeochemical cycle. The novelty of this thesis is the consideration of bacterial metabolisms of NRB and IRB often overlooked in biocorrosion processes

La maladie de la rouille foliaire du peuplier causée par des champignons du genre Melampsora (Pucciniales, Basidiomycètes) affecte largement les peupleraies en France. Ces champignons possèdent des cycles de vie complexes et infectent deux hôtes différents. La sécrétion de molécules appelées effecteurs est nécessaire lors du processus d'infection par le champignon afin de manipuler les processus de l’hôte et de contourner son immunité. La compréhension de leur rôle est centrale en phytopathologie moléculaire. Au cours de cette thèse, l’analyse du transcriptome de Melampsora larici-populina (Mlp) au cours de son cycle sexué lors de l'infection des deux hôtes, le peuplier et le mélèze, révèle la présence d'une majorité de gènes exprimés communément chez les deux hôtes et d'une fraction exprimée spécifiquement chez chaque hôte, notamment des gènes codant des effecteurs candidats. Des cribles fonctionnels réalisés sur un répertoire d’effecteurs candidats de Mlp ont révélé deux candidats d’intérêt. L’effecteur MLP124017 interagit avec des protéines de la famille TOPLESS-RELATED PROTEINS et présente une structure similaire à des protéines NUCLEAR TRANSPORT FACTOR 2 LIKE. L'effecteur MLPCTP1 est localisé dans les chloroplastes en système hétérologue tabac et chez le peuplier. Les fonctions de ces effecteurs restent à élucider mais ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives quant à la diversité et au rôle des effecteurs chez les Pucciniales. L'analyse préliminaire du génome de M. allii-populina montre des répertoires comparables en gènes et en effecteurs candidats par rapport à Mlp ainsi qu'une expansion de la taille du génome due à l’invasion par des éléments transposables / The poplar rust disease is caused by fungi belonging to the Melampsora genus (Pucciniales, Basiodiomycota) that cause important damages in poplar plantations in France. These fungi achieve their complex life cycles on two different host plants. The secretion of molecules called effectors that alter cell processes and impair immunity are required to set a successful infection. A central theme of molecular phytopathology is to understand how these molecules function in the host cell. In this PhD thesis, the transcriptome analysis of M. larici-populina (Mlp) during its sexual cycle while infecting its two host plants, poplar and larch, revealed a majority of genes commonly expressed on both hosts and a fraction specifically expressed on each host, including genes encoding candidate effectors. Effectoromic screens developed on a panel of Mlp candidate effectors revealed two candidates of interest. The candidate effector MLP124017 interacts with proteins of the TOPLESS-RELATED PROTEINS family and presents a structure similar to NUCLEAR TRANSPORT FACTOR 2 LIKE proteins. The MLPCTP1 effector is translocated inside chloroplasts of the heterologous plant tobacco and poplar. The functions of these two effectors remain to be determined but the functional characterization initiated in this thesis opens new perspectives in term of diversity and roles of effectors in Pucciniales. The preliminary analysis of the M. allii-populina genome shows similar repertoires of genes and candidate effector genes compared with Mlp as well as an increased genome size due to transposable elements invasion

Soybean development is affected by several factors. Fungal diseases are responsible for significant reductions on yield. In order to avoid these losses, fungicides must be used to control most of soybean diseases. The need of a profitable crop all strategies that reduce the negative impact on yield are being developed. The objective of this study was to determine the response of soybean varieties to disease control programs in different sowing dates. An experiment was carried out at the experimental station of Phytus Institute, Itaara/RS, in the central region of Rio Grande do Sul during 2011/2012 season. The experimental design was a randomized block design with four replications in a factorial design with split plots (2x2x10). The experimental factors were two sowing dates, two varieties and ten control programs. The results indicated that three applications of mixtures prothioconazole + trifloxystrobin and azoxystrobin + ciproconazol controlled rust and powdery mildew of soybeans regardless of sowing date and cultivar. The use of protective programs increased yield. The data show that the sowing date has directly related to the productivity. / Na cultura da soja existem diversos fatores que afetam seu desenvolvimento. Dentre eles as doenças fúngicas são responsáveis por reduções significativas no rendimento final de grãos. Para que se evitem essas perdas, faz-se o uso de produtos químicos os quais apresentam controle para a maior parte das doenças da soja. Devido à necessidade de se ter uma lavoura com boa produtividade e altamente rentável tem-se buscado alternativas para eliminar esses fatores que limitam a produção. Assim, o objetivo deste trabalho foi determinar a resposta de cultivares de soja a programas de controle de doenças em diferentes épocas de semeadura. Para isso foi realizado um experimento na área experimental do Instituto Phytus, no município de Itaara, região central do Rio Grande do Sul, na safra 2011/2012. O delineamento utilizado foi de blocos ao acaso com quatro repetições, em arranjo fatorial com parcelas subsubdividídas (2x2x10), cujos fatores foram compostos por duas épocas de semeadura, duas cultivares e dez programas de controle de doenças. Os resultados dos programas de controle de doenças mostraram que três aplicações das misturas protioconazol + trifloxistrobina e ciproconazol + azoxistrobina apresentaram menores valores de ferrugem asiática e oídio da soja independentemente da época de semeadura e da cultivar utilizada. A utilização dos programas de controle resultou em incremento de produtividade da cultura, mostrando-se assim muito importantes no manejo da cultura. Os dados mostram que a época de semeadura influenciou diretamente na produtividade da cultura.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aimed to evaluate the performace of soybean cultivar subjected to nitrogen and plant management , depending on the supply of nitrogen and fungicide protection programs for disease. To this end an experiment was conducted in the floodplain environment and another in coxilha environment, in the municipality of Sao Sepe - RS , using a randomized block design with split-split plots with a factor in range . The first factor ( cultivars ) was arranged in the main plots on track . The second factor (nitrogen ) was willing subplots and the third factor ( fungicides ) was randomized within subsubplots . Four replications ( blocks ) were used . Soybean cultivars RR Turbo BMX , were used , NA 5909 RG and BMX Potencia RR. As a second factor , seasons of nitrogen supply , was composed of four levels : N1 - inoculation with Bradyrhizobium japonicum ; N2 - inoculation with B. japonicum + N coverage ; N3 - inoculation with B. japonicum sowing + N , N 4 - inoculation with B. japonicum + N + N seeding coverage. And as a third factor protection programs sprayed the phenological stages V6 and only strobilurin , R1 , R3 and R5 triazole mixture strobilurin disease , They are: T1 - control without fungicide application , T2 - >> Azoxystrobin Azoxystrobin + Cyproconazole; T3 - Piraclostobina >> Pyraclostrobin + Epoxiconazole , T4 - Trifloxystrobin >> Trifloxystrobin + Prothioconazole. We evaluated the relative chlorophyll content ( TRC ) in the three thirds of the canopy , plant height , dry shoot mass , defoliation ( % ) , severity and area under disease progress curve ( AACDP ) , grain yield and thousand grain weight . The rust control using different protection programs for disease varied according to cultivar . The lowest values of defoliation and AACPD were observed with the nitrogen supply , as the application of fungicides provided lower values . Higher productivity differences relative to nitrogen was observed in the floodplain environment where the supply of seed and coating gave the highest yield . / O trabalho objetivou avaliar o desempenho de cutivares de soja submetidas ao manejo nitrogenado e fitossanitário, em função do fornecimento de nitrogênio mineral e programas fungicidas de proteção à doença em relação ao progresso da ferrugem asiátia. Para isso foi conduzido um experimento em ambiente de várzea e outro em ambiente de coxilha, no municipio de São Sepé RS, utilizando-se o delineamento blocos ao acaso com parcelas subsubdivididas com um fator em faixa. O primeiro fator (cultivares) foi disposto em faixa sobre as parcelas principais. O segundo fator (nitrogênio) foi disposto nas subparcelas e o terceiro fator (fungicidas) foi casualizado dentro das subsubparcelas. Foram utilizadas quatro repetições (blocos). Foram utilizadas as cultivares de soja BMX Turbo RR, NA 5909 RG e BMX Potência RR. Como segundo fator, as épocas de fornecimento de nitrogênio, foi composto de quatro níveis: N1 - Inoculação com Bradyrhizobium japonicum; N2 - Inoculação com B. japonicum + N cobertura; N3 - Inoculação com B. japonicum + N semeadura;N 4 - Inoculação com B. japonicum + N semeadura + N cobertura. E como terceiro fator os programas de proteção à doença pulverizados nos estádios fenológicos V6 apenas com estrobilurinas e em, R1, R3 e R5 a mistura triazol estrobilurina, Sendo eles: T1 - Testemunha sem aplicação de fungicidas; T2 Azoxistrobina>> Azoxistrobina + Ciproconazole; T3 Piraclostobina>> Piraclostrobina + Epoxiconazole; T4 Trifloxistrobina>> Trifloxistrobina+ Protioconazol. Os parâmetros avaliados foram o teor relativo de clorofila (TRC) nos três terços do dossel, massa seca de parte aérea, severidade e área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD), rendimento de grãos e massa de mil grãos. O controle de ferrugem asiática utilizando-se os diferentes programas de proteção à doença variou conforme a cultivar utilizada. Maiores diferenças de produtividade e AACPD em relação à aplicação de nitrogênio foram observadas no ambiente de várzea, em que o fornecimento em semeadura e cobertura proporcionou o maior rendimento e menor severidade da doença.

Doctor of Philosophy / Genetics - Plant Pathology / Jesse A. Poland / The global population is estimated to reach 9.1 billion by 2050. Together with climate change, insuring food security for this population presents a significant challenge to agriculture. In this context, a large number of breeding objectives must be targeted. The focus of the work presented here is to explore genomic approaches for tapping exotic germplasm for valuable alleles to increased yield, disease resistance and abiotic stress tolerance. The loss of genetic diversity in bread wheat (Triticum aestivum L.) due to bottlenecks during polyploidization, domestication and modern plant breeding can be compensated by introgressing novel exotic germplasm. Here, the potential of genomic selection (GS) for rapid introgression of synthetic derived wheat is evaluated in field trials. Overall, the GS models had moderate predictive ability. However, prediction accuracies were lower than expected likely due to complex and confounding physiological effects. As such, implementation of rapid cycle GS for introgression of exotic alleles is possible but might not perform very well with synthetic derived wheat. Disease resistance is another important trait affecting grain yield. Stem rust (Puccinia graminis f. sp. tritici) has historically caused severe yield loss of wheat worldwide. In a quantitative trait loci (QTL) mapping study with a synthetic-derived mapping population, QTLs for resistance to stem rust races TRTTF and QTHJC were identified on chromosomes 1AS, 2BS, 6AS and 6AL. Some of these genes could be new resistance genes and useful for marker-assisted selection (MAS). In addition to food insecurity through lack of sufficient source of calories, nutrient deficiency is considered the ‘hidden hunger’ and can lead to serious disorders in humans. Through biofortification, essential nutrients are increased in staple crops for improved quality of food and human health. A high-throughput elemental profiling experiment was performed with the same synthetic derived mapping population to study the wheat ionome. Twenty-seven QTL for different elements in wheat shoots and two QTL in roots were identified. Four “hotspots” for nutrient accumulation in the shoots were located on chromosomes 5AL, 5BL, 6DL and 7AL. Overall, exotic germplasm is a valuable source of favorable alleles, but improved breeding methodologies are needed to rapidly utilize this diversity.

The process of agricultural production in Brazil has as a main gear the application of chemicals carried out by spraying machines. This study aimed to identify possible interactions between the tips of spraying nozzles, application time and fungicides on the control of Asian soybean rust (Phakopsora pachyrhizi Sidow) in three different cultivars. The work was carried out in Itaara - RS, spray nozzles used were XR 11002 (jet plan expanded use), TX 8002 (empty cone), TT 11002 (turbo fan), TJ60 11002 (twin flat) and AI 11002 (fan anti-drift). Applications were made at 8:00, 10:00 and 12 hours with fungicides cyproconazole+picoxystrobin and epoxiconazole+pyraclostrobin in R1 growth stage and repeated the second application 21 days after first in cultivars M-SOY 8000 RR, AL 72 and Agiara. Analysis of variance revealed a significant interaction between cultivars, spray nozzles and the application time for all variables, showing that several factors affect application technology. The increase of grain yield promoted by fungicides, in the average of application times ranged between nozzles, according to the cultivar. The cultivar AL 72 results showed the smallest variation between nozzles. The increase in grain yield promoted by treatments with different nozzles ranged between 37.39 and 45.75% for the fungicide pyraclostrobin + epoxiconazole and 32.38 and 39.34% for the fungicide ciproconzaol + picoxystrobin / O processo de produção agrícola no Brasil tem como uma das engrenagens principal como a aplicação de produtos químicos realizados por máquinas de pulverização. O presente trabalho visou identificar possíveis interações entre pontas de pulverizações, horário de aplicação, cultivares de soja e fungicidas no controle da ferrugem asiática da soja (Phakopsora pachyrhizi Sidow). O trabalho foi realizado em Itaara RS, as pontas de aplicação utilizadas foram XR 11002 (jato plano de uso ampliado), TX 8002 (jato cônico vazio), TT 11002 (jato plano de ângulo grande), TJ60 11002 (jato plano duplo comum) e AI 11002 (jato plano com indução de ar). Foram realizadas aplicações as 8h00min, 10h00min e 12h00min com os fungicidas ciproconazol + picoxistrobina e epoxiconazol + piraclostrobina no estádio fonológico R1 e repetido a segunda aplicação 21 dias após, nas cultivares M-SOY 8000 RR, AL 72 e Agiara. A análise de variância revelou interação significativa entre cultivares, pontas de pulverização e horários de aplicação para todas as variáveis analisadas, demonstrando que diversos fatores afetam a tecnologia de aplicação. O incremento no rendimento de grãos promovido pelos fungicidas, na média dos horários de aplicação, apresentou variação entre pontas de pulverização, conforme a cultivar utilizada. A cultivar AL 72 foi aquela que apresentou a menor variação entre as pontas de pulverização. O incremento no rendimento de grãos promovido pelos tratamentos com as diferentes pontas de pulverização variou entre 37,39 e 45,75% para o fungicida epoxiconazol + piraclostrobina e 32,38 e 39,34% para o fungicida ciproconzaol + picoxistrobina

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2018-03-01T14:00:04Z No. of bitstreams: 1 PGPV17MA223.pdf: 188914 bytes, checksum: 40f42384c685cd1e290ca430e4ced46a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-01T14:00:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGPV17MA223.pdf: 188914 bytes, checksum: 40f42384c685cd1e290ca430e4ced46a (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / Capes / The foliar diseases of wheat reduce the area of the photosynthetic plant of the plant, compromising the yield of grains. The objective of this work was to obtain the intensity of foliar diseases, yield and hectoliter of grains in plants of the cultivars: i) TBIO Mestre sprayed with foliar fertilizers (FF) isolated and mixed with fungicides (harvest 2014); ii) TBIO Sinuelo sprayed with fungicides triazole, triazole + strobilurin and morpholine (harvest 2015); iii) the incidence and severity of the fungus Blumeria graminis f.sp tritici on plants sprayed with fungicides in the mode acton preventive and curative. Data were submitted to ANOVA and subsequent comparison of means by the Scott-Knott test or analysis of contrasts (p <0.05). Leaf rust and yellow spot were the predominant diseases in the cultivar TBIO Mestre. The mixture of FF and fungicides didn´t increase the control of rust and leaf spots, the yield and the hectoliter weight of the grains in relation to the isolated use of fungicides. Leaf rust and powdery mildew were the predominant diseases in the trial with the cultivar TBIO Sinuelo. The control of powdery mildew was verified in 40% with the morpholine spray, 41% with triazole and 56% with the triazole + strobilurin mixture. The rust control was 47% with triazoles, 93% with morpholine and 94% with the triazole + strobilurin mixtures. Powdery mildew was the predominant disease in the experiment with Marfim in Muitos Capões. Was detected 32% control of the mildew with the strobilurin + carboxamide mixture, 35% with dithiocarbamates, 68% with triazole + strobilurin and 74% with morpholine. The yellow spot was the predominant disease in the experiment conducted with wheat cultivar TBIO Toruk in Lages. The average control among the 13 fungicides with the greatest reduction of yellow spots AACPDS was 51%. In greenhouse, the pulverized fungicides presented average control of 68 % in preventive action and 56 % curative. It is suggested the control of powdery mildew with triazole + strobilurin, triazole + strobilurin + carboxamide or morpholine. The fungicides of the dithiocarbamate group and the strobilurin + carboxamide mixture don´t have effective control of powdery mildew. The spraying of fungicides resulted in higher grain yield in the four trials conducted in the 2014, 2015 and 2016 crops, with a mean of 669.75 kg ha-1 (18%), with a variation of 413 kg ha-1 (10%) in the cultivar TBIO Mestre in 2014, up to 1,027 kg ha-1 (31%) in the TBIO Sinuelo cultivar in 2015. The wheat grains harvested from the controls of the four field trials obtained 72 hectoliter compared to 76 in the pulverized fungicide / As doenças foliares do trigo reduzem a área foliar fotossintetizante da planta comprometendo o rendimento de grãos. Os objetivos deste trabalho foram obter a intensidade de doenças foliares, rendimento e peso hectolitro de grãos em plantas dos cultivares: i) TBIO Mestre pulverizadas com fertilizantes foliares (FF) isolados e em mistura com fungicidas (safra 2014); ii) TBIO Sinuelo pulverizadas com fungicidas triazol, triazol + estrobilurina e morfolina (safra 2015); iii) Marfim e TBIO Toruk pulverizadas com triazol + estrobilurina, triazol + estrobilurina + carboxamida, estrobilurina + carboxamida e ditiocarbamato (safra 2016) e iv) a incidência e severidade do fungo Blumeria graminis f.sp tritici em planats pulverizadas com fungicidas em modo de ação preventivo e curativo. Os dados foram submetidos à ANOVA e posterior comparação de médias pelo teste Scott-Knott ou análise de contrastes (p<0,05). A ferrugem da folha e mancha amarela foram as doenças predominantes no cultivar TBIO Mestre. A mistura de FF e fungicidas não aumentou o controle de ferrugem e manchas foliares, o rendimento e peso hectolitro de grãos em comparação ao uso isolado de fungicidas. A ferrugem da folha e oídio foram as doenças predominantes no ensaio com o cultivar TBIO Sinuelo. Foi verificado controle de oídio em 40 % com a pulverização de morfolina, 41 % com triazois e 56 % com a mistura de triazol + estrobilurina. O controle de ferrugem foi de 47 % com triazóis, 93 % com morfolina e 94 % com as misturas de triazol + estrobilurina. O oídio foi a doença predominante no experimento com o cultivar Marfim em Muitos Capões. Foi detectado 32 % de controle do oídio com a mistura de estrobilurina + carboxamida, 35 % com ditiocarbamatos, 68 % com a mistura de triazol + estrobilurina e 74 % com morfolina. A mancha amarela foi a doença predominante no experimento conduzido com o cultivar de trigo TBIO Toruk em Lages. A média de controle entre os 13 fungicidas de maior redução da AACPDS de mancha amarela foi de 51 %. Em casa de vegetação, os fungicidas pulverizados apresentaram controle médio de 68 em ação preventiva e 56 % curativa. Sugere-se para controle de oídio fungicidas formulados com triazol + estrobilurina, triazol + estrobilurina + carboxamida ou morfolina. Fungicidas do grupo dos ditiocarbamatos e a mistura de estrobilurina + carboxamida não tem controle eficiente de oídio. A pulverização de fungicidas resultou em maior rendimento de grãos nos quatro ensaios realizados nas safras 2014, 2015 e 2016, com média de 669,75 kg ha-1 (18 %), com variação de 413 kg ha-1 (10 %) no cultivar TBIO Mestre em 2014, até 1.027 kg ha-1 (31 %) no cultivar TBIO Sinuelo em 2015. Os grãos de trigos colhidos nas testemunhas dos quatro ensaios de campo obtiveram 72 de PH médio em comparação a 76 nas parcelas pulverizadas com fungicidas

Made available in DSpace on 2015-03-26T12:42:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1536759 bytes, checksum: edfc663b086d5a927204773326c9803e (MD5) Previous issue date: 2013-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Coffee leaf rust, caused by the biotrophic fungus Hemileia vastatrix, is the main phytosanitary problem of the coffee plant. The disease may cause yield losses ranging from 35 to 50% if control measures are not implemented. During the interaction with the host plant, rust fungi secrete a variety of effector proteins that modify the structure and function of the host cell allowing the biotrophic interaction. Some of these effector proteins, known as avirulence proteins (Avr), are recognized by plant proteins encoded by resistance genes, which triggers a defense response against pathogen infection. At least nine dominant genes (SH1 to SH9) that confer resistance to coffee leaf rust have been genetically identified, but despite many years of research on this pathosystem, the complementary Avr genes of H. vastatrix have not yet been identified or characterized. One approach that can be used for this purpose is to conduct an transcriptome and bioinformatics analyses in order to identify candidate genes of H. vastatrix that fulfill a set of specific criteria common to effector proteins, and their validation by conducting functional assays for effector activities. Therefore, the objectives of this study were: (i) to identify genes of H. vastatrix that encode proteins secreted during the germination of urediniospores as well as during the biotrophic interaction with the coffee plant, (ii) to express the effector gene candidates from H. vastatrix in the yeast secretion trap system (YST) in order to obtain biological confirmation of the secretion prediction made by bioinformatics tools, (iii) to analyze the genomic structure of a select group of effector gene candidates, (iv) to perform expression analysis of the identified candidates during different stages of infection; and (v) to establish a protocol for transient expression of H. vastatrix secreted proteins in coffee leaves based on the Type III Secretion System of Pseudomonas syringae pv. garcae. Initially, the secretome of germinated urediniospores of H. vastatrix was characterized by constructing a cDNA library from mRNA isolated from urediniospores germinated in vitro during 16 hours. After analysis of the ESTs using bioinformatics tools, 146 ORFs that encode secreted proteins were selected. Annotation of these proteins showed that 20% of the secretome from germinated urediniospores consists of hydrolytic enzymes and that most (67%) of the identified secreted proteins have unknown function. From the latter group of sequences, 35 complete ORFs encoding proteins sharing features with effectors from filamentous fungi and named H. vastatrix effector candidates (HvECs) were selected for further analysed. The genomic sequences of 22 of these HvECs were characterized, confirming the ORFs predicted by bioinformatics. The secretion of eight selected HvECs was confirmed in yeast and their expression analysis revealed a differential expression, which possibly occurs in coordination with the morphological changes of the pathogen during the early stages of infection. The secretome of H. vastatrix during a compatible plant-rust interaction was also characterized by a combination of Sanger sequencing and 454 pyrosequencing. This integrated approach allowed the massive sequencing of a substantial number of sequence tags (ESTs) of genes expressed at four different times during the biotrophic interaction: 48 hours, 72 hours, 9 days and 12 days after inoculation of coffee leaves with H. vastatrix. After bioinformatics analyses of these ESTs, 75 HvECs were selected and an expression analyses based on RT- PCR confirmed the fungal origin for 62 of them. 22 of these HvECs are preferentially expressed during the interaction of the fungus with the coffee plant and show distinct patterns of expression along the progress of infection. Using the pEDV system and the Type III Secretion System of P. syringae pv. garcae it was established a protocol to express transiently secreted proteins from H. vastatrix in coffee leaves established. Transient expression of HvEC-016 inside the cytoplasm of coffee plants carrying the rust resistant gene SH1, triggered a plant defense response indicating that there may have occurred a recognition of the HvEC-016 effector protein mediated by the R protein encoded by SH1. The catalog of effector gene candidates for H. vastatrix expressed during both urediniospore germination and the interaction with the coffee plant and the transient assay established in this study is an important plataform to identify additional avirulence genes from Hemileia vastatrix. / A ferrugem do cafeeiro, causada pelo fungo biotrófico Hemileia vastatrix, é o principal problema fitossanitário da cafeicultura, podendo ocasionar perdas da ordem de 35 a 50% da produção se não forem implantadas medidas de controle. Durante a interação com a planta hospedeira, os fungos causadores de ferrugens secretam um arsenal de proteínas efetoras que modificam a estrutura e a função da célula hospedeira, permitindo o estabelecimento da interação biotrófica. Algumas dessas proteínas efetoras, denominadas proteínas de avirulência (Avr), são reconhecidas por proteínas codificadas por genes de resistência, o que desencadeia uma resposta de defesa da planta contra a infecção pelo patógeno. Já foram identificados geneticamente pelo menos nove genes dominantes (SH1 a SH9) que conferem resistência à ferrugem do cafeeiro, no entanto, apesar de muitos anos de pesquisa neste patossistema, os genes Avr complementares de H. vastatrix ainda não foram identificados ou caracterizados. Uma abordagem que pode ser realizada com esta finalidade é a análise do transcriptôma e de bioinformática para identificar genes candidatos de H. vastatrix que cumpram uma lista de critérios específicos em banco de dados de sequências, seguida da validação por meio de ensaios funcionais para atividades de efetores. Diante do exposto, os objetivos desse estudo foram: (i) identificar genes de H. vastatrix que codificam proteínas secretadas, expressas durante a germinação dos urediniósporos e também durante a fase biotrófica da interação com o cafeeiro; (ii) expressar genes candidatos a efetores de H. vastatrix, utilizando o sistema armadilha de secreção em levedura YST (Yeast Secretion Trap) para confirmação biológica da predição de secreção realizada por ferramentas de bioinformática; (iii) analisar a estrutura genômica dos genes candidatos a efetores selecionados; (iv) efetuar a análise da expressão temporal dos genes identificados durante as diferentes fases da patogênese; (v) estabelecer um protocolo de expressão transiente de proteínas secretadas de H. vastatrix em folhas de cafeeiro, com base no Sistema de Secreção Tipo III de Pseudomonas syringae pv. garcae. Inicialmente, caracterizou-se o secretoma de urediniósporos germinados de H. vastatrix por meio da construção de uma biblioteca de cDNA a partir de mRNA isolado de urediniósporos germinados in vitro por 16 horas. Após análises das sequências por ferramentas de bioinformática, foram selecionadas 146 ORFs que codificam proteínas secretadas. Durante a anotação dessas sequências constatou-se que 20% do secretoma de urediniósporos germinados são constituídos por enzimas hidrolíticas e que a maioria (67%) das proteínas secretadas identificadas possui função desconhecida. A partir dessas sequências foram selecionadas 35 ORFs completas que codificam proteínas com características comuns aos efetores de fungos filamentosos, denominados genes candidatos a efetores de H. vastatrix (HvECs H. vastatrix effector candidates). Desses, 22 HvECs tiveram suas sequências genômicas caracterizadas, confirmando as ORFs preditas por bioinformática. A secreção de oito HvECs selecionados foi comprovada em levedura, e sua expressão diferenciada, que possivelmente ocorre com as mudanças morfológicas do desenvolvimento do patógeno nos estágios inicias de infecção, foi comprovada por meio RT-qPCR. Posteriormente, caracterizou-se o secretoma de H. vastatrix expresso durante uma interação compatível com o cafeeiro, por meio da combinação de sequenciamento Sanger e pirossequenciamento 454. Esta abordagem integrada permitiu o sequenciamento massivo de um substancial número de etiquetas de sequências expressas (ESTs) em folhas de café infectadas com H. vastatrix, amostradas em quatro tempos diferentes durante a fase biotrófica da interação: 48 horas, 72 horas, 9 dias e 12 dias após a inoculação. Após análises de bioinformática foram selecionados 75 genes e as análises de RT-PCR confirmaram a origem fúngica de 62 genes HvECs. Desses, 22 HvECs são preferencialmente expressos durante a interação com o cafeeiro, apresentando padrões distintos de expressão durante a fase biotrófica da interação. Adicionalmente, desenvolveu-se um protocolo de expressão transiente de proteínas secretadas de H. vastatrix em folhas de cafeeiro, por meio do sistema pEDV e do Sistema de Secreção Tipo III de P. syrigae pv. garcae. A expressão transiente do gene HvEC-016 no citoplasma de cafeeiros resistentes à ferrugem, portadores do gene SH1, desencadeou uma resposta de defesa das plantas, indicando que pode ter ocorrido o reconhecimento da proteína efetora HvEC-016 mediada pela proteína R codificada pelo gene SH1. Esse sistema de expressão transiente e o catálogo de genes candidatos a efetores de H. vastatrix expressos tanto durante a germinação dos urediniósporos como na interação com o cafeeiro, disponibilizados por esse estudo, constituem uma importante plataforma para a identificação de outros genes de avirulência de Hemileia vastatrix.